Alfa částice (alfa záření), energie záření objeveného E. Rutherfordem v roce 1899

Alfa částice (záření) a jaderné fúze

Alfa částice objevil v roce 1899 E. Rutherford při zkoumání radioaktivního uranova smolince. Alfa částice jsou typickým produktem řady radioaktivních přeměn prvků (vznikají během tzv. alfa rozpadu) a nebo produktem termonukleárních reakcí v nitrech hvězd.

Na Zemi jsou typickými alfa zářiči prvky s nukleonovým číslem vyšším než 200, tedy urany a transurany na konci Mendělejevovy tabulky. Tedy prvky jako Ra (radium), U (uran), Pu (plutonium), Am (americium)… Alfa rozpad je znám ale i u lehčích prvků - až po telur (¹⁰⁷Te).

Alfa částice (α částice) je ve své podstatě jádrem hélia ⁴He, které se skládá ze dvou protonů a dvou neutronů a bylo zbaveno elektronového obalu. Mají kladný elektrický náboj +2e a nukleonové číslo 4. Klidová hmotnost alfa částice činí 6,6428 . 10^-27 kg. Díky velice silné vazební energii se jedná o vysoce stabilní částici.

Čtěte také: Částice, elementární částice: Leptony, mezony, baryony, bosony…

Energie alfa částic, které představují tzv. ionizující záření, se pohybuje ve velice širokém rozmezí a může dosahovat mimořádně vysokých hodnot (v případě částic produkovaných jadernou fúzí). Alfa záření je sice silně ionizujícím zářením, avšak dá se snadno odstínit, absorbovat. K tomu stačí pouhý list papíru… Střední volná dráha alfa částice ve vzduchu činí pouhých 40 cm (u částic s průměrnou energií). Proto alfa částice kosmického záření (ve kterém mají asi 9% podíl) nedoletí až k zemskému povrchu (nehledě na ochranné magnetické pole Země).

Protože jsou alfa částice elektricky nabité, dochází k jejich vychylování jak v elektrických, tak i v magnetických polích. Při přeměnách daného jádra radionuklidu je energie všech alfa částic konstantní. Spektrum alfa záření je tedy čárové.

Při alfa rozpadu platí, že energie částic je tím vyšší, čím kratší je poločas rozpadu radionuklidu. U většiny tzv. alfa radionuklidů se energie emitovaných alfa částic pohybuje v rozmezí 4 - 8 MeV a dosahují rychlosti 6 000 až 15 000 km / s (2 - 5 % rychlosti světla). Např. při alfa rozpadu ²³⁸U (za vzniku ²³⁴Th a ⁴He) je energie alfa částic 4,25 MeV. Nejnižší energii mají alfa částice uvolňované ¹⁴⁴Nd, nejvyšší pak u ²¹²Po.

Elementární částice baryony bosony fermiony gluony hadrony hyperony kvarky leptony mezony elektron foton Higgsův boson kaon mion neutrino neutron pion pozitron proton tauon

Další související články: