Dezintegrare alfa
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Dezintegrarea alfa este un tip de dezintegrare radioactivă în care un nucleu atomic emite o particulă alfa (doi protoni şi doi neutroni legaţi între ei într-o particulă identică cu un nucleu de heliu) şi se trasformă (se dezintegrează) într-un atom cu un număr de masă cu 4 mai mic şi cu un număr atomic cu 2 mai mic. De exemplu:
deşi aceasta este scrisă de regulă ca:
(Este preferată a doua formă deoarece prima pare dezechilibrată din punct de vedere electric. În esenţă, nucleul rezultat cedează foarte repede doi electroni pentru a neutraliza cationul ionizat de heliu.)
Cuprins |
[modifică] Produsele dezintegrării
O particulă alfa este identică cu un nucleu de heliu-4, şi masa atomică şi numărul atomic sunt la fel. Dezintegrarea alfa este o formă de fisiune nucleară unde atomul părinte se desparte în două produse-fiu. Dezintegrarea alfa este, la bază, un proces de tunelare cuantică. Spre deosebire de dezintegrarea beta, dezintegrarea alfa este guvernată de forţa nucleară tare.
Particulele alfa au energie cinetică tipică de 5 MeV (aproximativ 0.13% din energia lor totală 110 TJ/kg) şi o viteză de 15 000 km/s. aceasta corespunde cu aproximativ 0,05c. Din cauza masei lor destul de mari, a sarcinii +2 şi a vitezei relativ reduse, sunt şanse mari ca acestea să interacţioneze cu alţi atomi şi să-şi piardă din energie, fiind astfel absorbiţi în câţiva centimetri de aer.
Mare parte din heliul produs pe Pământ provine din dezintegrarea alfa a depozitelor subterane de minerale care conţin uraniu sau thoriu. Heliul este adus la suprafaţă ca produs secundar al producţiei de gaze naturale.
[modifică] Istoric
Până în 1928, George Gamow explicase teoria dezintegrării alfa prin intermediul tunelării. Particula alfa este prinsă într-o groapă de potenţial de către nucleu. Clasic, îi este interzis acesteia să scape, dar conform cu principiile mecanicii cuantice, recent descoperite la vremea aceea, exista o probabilitate mică (dar diferită de zero) de "tunelare" prin barieră şi de apariţie pe cealaltă parte, scăpând astfel de nucleu.
[modifică] Utilizări
Americiu-241 este un izotop folosit în detectoarele de fum. Particulele alfa ionizează aerul dintre armăturile unui condensator, lăsând astfel să treacă un mic curent continuu care poate fi uşor întrerupt de particulele de fum.
Dezintegrarea alfa poate furniza o sursă sigură de energie pentru generatoarele termoelectrice cu radioizotopi folosite la sondele spaţiale şi pacemakere. Protecţia contra efectelor nocive ale dezintegrări alfa este mult mai uşoară decât cea împotriva altor forme de dezintegrare radioactivă. De exemplu, atomul de plutoniu-238, necesită un strat de doar doar 2,5 mm de plumb pentru protecţia împotriva radiaţiilor dăunătoare.
[modifică] Toxicitate
Fiind relativ grele şi încărcate pozitiv, particulele alfa tind să aibă un drum liber mediu foarte scurt, pierzând rapid energie cinetică la distanţă mică de sursa lor. Ca rezultat, energii de câţiva MeV sunt cedate unei regiuni relativ reduse de spaţiu. Aceasta creşte şansele de distrugere a celulelor vii în caz de contaminare internă. În general, radiaţiile alfa externe organismului nu sunt dăunătoare, deoarece particulele alfa sunt blocate eficient de câţiva centimetri de aer, sau de un strat subţire de celule moarte din piele. Nici măcar atingerea unei surse de radiaţii alfa nu este, de regulă, toxică. Dacă substanţele care emit particule alfa sunt înghiţite, inhalate, injectate sau introduse prin piele în organism, atunci acestea pot avea ca efect o doză măsurabilă.
Cel mai mare generator de radiaţii alfa este radonul, un gaz radioactiv natural ce se găseşte în sol şi piatră[2]. Dacă gazul este inhalat, unele particule de radon se pot ataşa de învelişurile interioare ale plămânilor. Aceste particule continuă să se dezintegreze, emiţând particule alfa care pot deteriora celulele din ţesutul pulmonar.[3]. Moartea lui Marie Curie la vârsta de 66 de ani, de leucemie, a fost, probabil, cauzată de expunerea prelungită la doze mari de radiaţie ionizantă. Curie a lucrat extensiv cu radiu, care se dezintegrează, formând radon[4], împreună cu alte materiale radioactive care emit raze beta şi gamma.
Asasinarea, în 2006, a dizidentului rus Alexandr Litvinenko este suspectată a fi fost efectuată prin otrăvirea cu poloniu-210, un emiţător de radiaţii alfa[5]
[modifică] Note şi referinţe
- ^ Suchocki, John. Conceptual Chemistry, 2007, p. 119.
- ^ http://www.ans.org/pi/resources/dosechart/
- ^ EPA Radiation Information: Radon. October 6 2006, [1], Accessed Dec. 6 2006
- ^ Health Physics Society, "Did Marie Curie die of a radiation overexposure?" [2]
- ^ Jacqueline Prager (9 decembrie 2006). „Litvinenko a fost otrăvit la hotel, cu o ţigară sau băutură”. Evenimentul zilei (5029). Accesat la data de 2007-12-21.
