Διάσπαση άλφα

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Πίνακας περιεχομένων 1 Γενικό Σχήμα 2 Μέτρηση της ενέργειας των σωματιδίων άλφα 2.1 Μαγνητική απόκλιση 2.2 Ανάλυση ύψους παλμών 3 Εμβέλεια των σωματιδίων άλφα

[Επεξεργασία] Γενικό Σχήμα

Το γενικό σχήμα της άλφα διασπασης είναι

.

Δηλαδή ένα άτομο με ατομικό αριθμό και μαζικό αριθμό διασπάται σε ένα άλλο άτομο με αριθμούς και αντίστοιχα, ενώ παράλληλα εκπέμπεται ένας πυρήνας ηλίου και θερμότητα . Από την ισοδυναμία μάζας - ενέργειας και την αρχή διατήρησης της μάζας, είναι προφανές ότι η θερμότητα θα ισούται με to υπόλοιπο της αφαίρεσης από τη μάζα .

Τυπικό παράδειγμα διάσπασης άλφα είναι η διάσπαση του (ουράνιο-238).

Κατά τη διάσπαση αυτή απελευθερώνονται 5.4 MeV. Εάν δεν εκπεμπόταν το σωματίδιο άλφα (μέσω ακτινοβολίας άλφα), θα έπρεπε να προσφερθεί ενέργεια της τάξεως των 9.6 eV.

[Επεξεργασία] Μέτρηση της ενέργειας των σωματιδίων άλφα

Η μέτρηση της ενέργειας γίνεται με τους παρακάτω τρόπους:

[Επεξεργασία] Μαγνητική απόκλιση

Τα σωματίδια εισέρχονται σε αεροστεγή θάλαμο στον οποίο υπάρχει μαγνητικό πεδίο, αφού πρώτα επιταχυνθούν από διαφορά δυναμικού. Βασιζόμενοι στην σχέση , και αφού υπολογίσουμε την απόκλιση τους από την τροχιά τους (η διάταξη διαθέτει υποδεκάμετρο), μετρούμε τον λόγο , δηλαδή τον λόγο του φορτίου πρός τη μάζα του σωματιδίου και έτσι το ταυτοποιούμε.

[Επεξεργασία] Ανάλυση ύψους παλμών

Υπάρχουν πολλοί απαριθμητές των οποίων το σήμα είναι ανάλογο της ενέργειας που αποτίθεται σε αυτούς από τα ιονιστικά σωματίδια. Πάνω στην αρχή αυτή εδράζεται και η μέτρηση της ενέργειας των σωματιδίων άλφα. Η μέθοδος αυτή προτιμάται από τους επιστήμονες σε βάρος της μαγνητικής απόκλισης αφού:

1. Είναι πιο οικονομική
2. Διαθέτει μεγαλύτερη ευχρηστία
3. Δίνει αποτελέσματα πιο ακριβή και με μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα. Τόσο η ακρίβεια, όσο και η διακριτική ικανότητα, εξαρτώνται από το είδος του χρησιμοποιούμενου απαριθμητή, αλλά σε γενικές γραμμές προτιμάται από την μαγνητική απόκλιση.

• Μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα του οργάνου μέτρησης σημαίνει πως είναι ευκολότερο να διακριθούν παραπλήσιες ενέργειες.

[Επεξεργασία] Εμβέλεια των σωματιδίων άλφα

Σαν εμβέλεια των σωματιδίων άλφα ορίζεται το μήκος που διανύει το σωμάτιο από την πηγή μέχρις ότου η κινητική του ενέργεια να μηδενιστεί. Η εμβέλεια εξαρτάται από τη μέθοδο μέτρησης που θα χρησιμοποιηθεί. Εκ φύσεως, είναι αδύνατο να μετρήσουμε την εμβέλεια μόνο ενός σωματιδίου και γι'αυτό ορίζουμε τα παρακάτω μεγέθη:

1. Μέση εμβέλεια
2. Ιονιστική εμβέλεια
3. Από προέκταση εμβέλεια