Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret

Alfa sugárzás

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Sugárzás-időszak     

Az alfa-bomlás az atommagbomlások egyik fajtája, melynek során alfa-részecske szabadul ki az atommagból. Az alfa-részecske a hélium leggyakoribb izotópjának, a hélium-4 izotópnak az atommagja, rendkívül stabil atommag. Mivel az alfa-részecske két protonból és két neutronból áll, az atommag tömegszáma 4-gyel, rendszáma kettővel csökken alfa-bomlás során.

Radioaktív bomlási folyamat, amelynek során az atommag egy könnyebb magra és egy alfa-részecskére bomlik, és az alfa-részecskét kisugározza igen nagy sebességgel (10-15 000 km/s-mal). A héliummagok a környezetből felvehetnek két elektront, így He-atom keletkezik. (Alfa-bomló izotópok környezetében ezért héliumgáz jöhet létre.) Az atom rendszáma tehát a bomlás során kettővel, tömegszáma néggyel csökken.

Az alfa-bomlás magyarázata kvantummechanikai alagúteffektussal

Az alfa-bomlásra a kvantummechanika egy érdekes magyarázatot ad. Az alfa-részt alkotó nukleonok rövid hatótávolságú, erős magerővel szembesülnek a többi nukleon által, illetve taszító Coulomb-erővel a mag többi protonja által. A két erő kombinációjához a potenciális energia tartozik. A Coulomb-potenciálgát miatt az alfa-részecske a magban maradna. Azonban ha figyelembe vesszük, hogy E a kinetikus és potenciális energia összege, akkor egy Rˇ1;Rˇ2 tartományban a kinetikus energiának negatívnak kellene lennie, ami elképzelhetetlen. Az alfa-rész kvantummechanikai hullámfüggvénye azonban a mag határain túlra is kiterjed, oda, ahol a kinetikus energia már pozitív. Véges valószínűsége van tehát annak is, hogy az alfa-rész megtalálható a magon kívül is.

Az alfa-sugárzás biológia hatása

Az alfa-részecske viszonylag nehéz és pozitív töltéssel rendelkezik, ezért közepes szabad úthossza alacsony. Ez egyszerre jelent veszélyforrást és az ellenkezőjét is. Egyfelől könnyen elnyelődik, levegőben akár pár centiméter út alatt, vagy a hámsejtek által. Másfelől becsapódása különösen hatásosan ionizál. Erős kromoszómakárosító hatása miatt a radiotoxicitási számításokban 20-szoros súlyozással vesszük figyelembe pl. a béta-sugárzással szemben, melynek az ún. sugárzási súlyfaktorát 1-nek veszik.

Az alfa-sugárzás igen rövid hatótávolságú, akár egy vékony papírlap, vagy az emberi bőr is könnyen elnyeli. (Levegőben a hatótávolsága néhány mm.) Emiatt igazán csak akkor veszélyes, ha véletlenül lenyelünk, vagy belélegzünk egy alfa-sugárzó izotópot. Az ólom 210-es izotópja 21 év felezési idejű alfa-részecske-forrás. A 226-os tömegszámú rádium izotóp alfa sugárzással 222-es tömegszámú radonná alakul. A radon egy radioaktív nemesgáz. Bizonyos helyeken feldúsulhat és belégzése tüdőrákot okozhat.

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Sugárzás-időszak     

-----------------

http://hu.wikipedia.org/wiki/Alfa-r%C3%A9szecske