アルファ粒子 陽子 2 個、中性子 2 個、電子を含まない粒子です。本質的に、それはヘリウム 4 核です。アルファ粒子の他の名前は、アルファ線またはアルファ放射線です。アルファ粒子の記号は、α、α、He、または 2 です。 彼。通常、アルファ粒子はアルファ放射性崩壊から生じますが、他のプロセスによっても形成されます。
アルファ粒子の特性
アルファ粒子の正味スピンはゼロです。それらの運動エネルギーはさまざまで、大きな原子核ではエネルギーが高く (~7 MeV)、小さな原子核ではエネルギーが低くなります (~3 MeV)。平均運動エネルギーは約 5 MeV で、速度は光速の約 4% です。アルファ粒子には電子がないため、正味の電荷は 2+ です。ただし、粒子は他の物質から電子を容易に受け取り、すぐに通常の電気的に中性のヘリウム原子 (2 彼）
アルファ粒子は電離放射線の一形態であり、生体組織にかなりの損傷を与える可能性があります。ただし、放射性崩壊によって生成されたアルファ粒子は、たとえばベータまたはガンマ放射線よりも浸透深度が低くなります。通常、アルファ粒子を止めるために必要なのは、数センチメートルの空気、1 枚の紙、または数層の皮膚だけです。
ただし、(放射性崩壊とは対照的に) 三元核分裂から形成されるアルファ粒子は、はるかにエネルギーが高く、約 3 倍も浸透します。宇宙線であるアルファ粒子は非常にエネルギーが高く、人体または数メートルの放射線遮蔽を通過できます。同様に、粒子加速器で生成されたアルファ粒子は非常にエネルギーが高く、高い貫通力を示します。
アルファ粒子の発生源
ほとんどの場合、アルファ粒子は、ウラン、トリウム、アクチニウム、ラジウム、超ウラン元素などの重原子の放射性崩壊から発生します。アルファ崩壊が可能な最小の原子核はベリリウム 8 です。アルファ崩壊は、親原子核の質量数を 4 つの核子 (2 つの陽子と 2 つの中性子) だけ減少させます。原子番号が 2 減少するため、アルファ崩壊は、新しい元素の形成をもたらす変換の一形態です。
Z × → Z-2 Y + 2 彼
電離ヘリウム原子核 (2 彼）、「2 +」は通常、書面による反応では省略されます。これは、核反応は原子核で何が起こっているかを示すだけだからです。
アルファ粒子の他の発生源は、三元核分裂 (2 つではなく 3 つの荷電粒子が核分裂から生じる場合) 粒子加速器、宇宙線、および星のコア内の核反応です。日常生活では、アルファエミッターを含む製品には、タバコの煙 (ポロニウム)、一部の煙探知器 (アメリシウム)、心臓ペースメーカー (プルトニウム)、および静電気除去装置 (ポロニウム) が含まれます。岩、土壌、水には、さまざまな量のウラン、トリウム、アクチニウム、およびそれらの崩壊生成物が含まれています。
アルファ粒子の生物学的影響
アルファ崩壊から生じるアルファ粒子は、主に吸入、摂取、または注射時にリスクをもたらします。これは、それらが皮膚の外層または目の角膜にのみ浸透するためです.また、開いた傷から侵入することもあります。
アルファ粒子が体内に入ると、それらは非常に大量で反応性が高いため、最も破壊的な形態の放射線となります。かなりの量のアルファ線は、染色体の損傷や放射線中毒を引き起こし、癌や死を引き起こす可能性があります。平均して、アルファ粒子はベータ粒子やガンマ線よりも 20 倍 (摂取) から 1000 倍 (吸入) 危険です。
アルファエミッターは、腫瘍の治療にも使用されます。たとえば、ラジウム 223 は骨がんの治療に使用され、アクチニウム 225 は前立腺がんの治療に使用されます。がん治療に使用されるアルファ放射体は、半減期が短い放射性同位元素である傾向があります。それらは短い有効範囲に依存するか、体内の特定の組織に移動します。
反アルファ粒子
他の粒子と同様に、反アルファであるアルファ粒子の反物質バージョンがあります。研究者の国際チームは、2011 年にブルックヘブン国立研究所の STAR 検出器を使用して抗アルファを検出しました。この実験では、ほぼ光速で移動する金イオンを衝突させました。当時、反アルファまたは反物質ヘリウム 4 原子核は、最も重い反物質粒子でした。
参考文献
- アガキシエフ, H.;ら。 （STARコラボ）（2011年）。 「反物質ヘリウム4原子核の観測」。 自然 . 473 (7347):353–6. doi:10.1038/nature10079
- Christensen, D.M.; Iddins、C. J.;シュガーマン、S. L. (2014)。 「電離放射線による傷害と病気」。 北米の救急医療クリニック . 32 (1):245–65. doi:10.1016/j.emc.2013.10.002
- ファイアストーン、リチャード B. (1999)。 同位体表 .コーラル M. バグリン (第 8 版)。ニューヨーク:ワイリー。 ISBN 0-471-35633-6.
- Krane, Kenneth S. (1988). 原子力入門 物理。ジョン・ワイリー＆サンズ. ISBN 978-0-471-80553-3.
- リトル、ジョン B.;ケネディ、アンR。 McGandy、ロバート B. (1985)。 「α放射線によるハムスターの実験的肺癌の誘発に対する線量率の影響」。 放射線 リサーチ。 103 (2):293–9. doi:10.2307/3576584
