Alfahiukkanen

heliumatomin ydin, joka koostuu kahdesta protonista ja kahdesta neutronista

Alfahiukkanen (He2+) on heliumatomin ydin, joka koostuu kahdesta protonista ja kahdesta neutronista. Sen massa on noin 6,646·10-27kg ja sen sähköinen varaus +2e. Alfasäteily on beetasäteilyn ohella yksi tärkeimmistä hiukkassäteilyn lajeista.

Alfahiukkanen
Alpha Decay.svg
Rakenne 2 protonia ja 2 neutronia
Perhe Bosoni
Massa 6,644 656 20(33)×10-27 kg[1]
3,727 379 109(93) GeV/c2
4,001 506 179 127(62) u
Sähkövaraus +2 e
Spin 0

Alfahiukkasia havaittiin ensimmäisen kerran 1899, kun Ernest Rutherford tutki uraanin lähettämää säteilyä[2]. Tuolloin Rutherford lajitteli havaitsemansa säteilyn kolmeen eri luokkaan sen mukaan, kuinka läpäisevää säteily oli. Alfasäteily oli näistä heikointa. Vasta 1909 Rutherford todisti, että alfasäteily tosiaan koostuu heliumytimistä.[3] Myöhemmin Rutherford kätti alfahiukkasia todistaakseen J. J. Thomsonin "rusinakakkumallin" vääräksi, ja että atomissa oli oltava varattu ydin.[4]

Alfahiukkasia syntyy pääasiassa alfahajoamisen yhteydessä. Alfahajoamisessa atomiydin lähettää alfahiukkasen, jolloin jäljellä jäävän ytimen massa- ja protoniluku pienenevät. Alfahajoamista voidaan esittää yhtälöllä

missä X on emoydin, Y tytärydin ja A ja Z emoytimen massa- ja protoniluvut. Alfahiukkasia voi myös syntyä spontaanissa fissiossa.[5]

Alfahajoamisesta syntyneen hiukkasen energia on usein välillä 4–6 MeV[6]. Korkeasta energiastaan huolimatta raskaana hiukkasena alfahiukkanen luovuttaa nopeasti energiaansa kulkeutuessaan väliaineessa. Alfahiukkasen voi helposti pysäyttää paperilla, eikä se mene myöskään ihosta läpi. Alfasäteily on kuitenkin erittäin vaarallista, jos se joutuu elimistöön esimerkiksi hengityksen kautta[7].

LähteetMuokkaa

  1. CODATA Value: alpha particle mass physics.nist.gov. Viitattu 14.7.2020.
  2. E. Rutherford: VIII. Uranium radiation and the electrical conduction produced by it. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1899-01, nro 284, s. 109–163. doi:10.1080/14786449908621245. ISSN 1941-5982. Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
  3. E. Rutherford, T. Royds: XXIV. Spectrum of the radium emanation. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1908-08, nro 92, s. 313–317. doi:10.1080/14786440808636511. ISSN 1941-5982. Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
  4. E. Rutherford: LXXIX. The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1911-05, nro 125, s. 669–688. doi:10.1080/14786440508637080. ISSN 1941-5982. Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
  5. Krane, Kenneth S.: Introductory nuclear physics. New York: Wiley, 1988. 15628946. ISBN 0-471-80553-X, 978-0-471-80553-3, 0-471-85914-1, 978-0-471-85914-7. Teoksen verkkoversio (viitattu 14.7.2020).
  6. Knoll, Glenn F.: Radiation detection and measurement. Hoboken, N.J.: John Wiley, 2010. 612350364. ISBN 978-0-470-13148-0, 0-470-13148-9. Teoksen verkkoversio (viitattu 14.7.2020).
  7. STUK: Ionisoiva säteily stuk.fi. Viitattu 14.7.2020.
Tämä fysiikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.