Diferența dintre alfa beta și particulele gamma

Diferența principală - Alfa vs Beta vs particule Gamma

Radioactivitatea este un proces de decădere a elementelor chimice cu timpul. Această degradare are loc prin emisia de particule diferite. Emisia de particule se numește și emisia de radiații. Radiația este emisă din nucleul unui atom, transformând protonii sau neutronii nucleului în particule diferite. Procesul de radioactivitate are loc în atomi instabili. Acești atomi instabili se supun radioactivității pentru a se stabiliza. Există trei tipuri principale de particule care pot fi emise ca radiații. Acestea sunt particule alfa (a), particule beta (β) și particule gamma (γ). Principala diferență între particulele alfa beta și gamma este aceea particulele alfa au cea mai mică putere de penetrare, în timp ce particulele beta au o putere moderată de penetrare, iar particulele gamma au cea mai mare putere de penetrare.

Domenii cheie acoperite

1. Ce sunt particulele Alpha
      - Definiție, proprietăți, mecanism de emisie, aplicații
2. Ce sunt Particulele Beta
      - Definiție, proprietăți, mecanism de emisie, aplicații
3. Ce sunt Particulele Gamma
      - Definiție, proprietăți, mecanism de emisie, aplicații
4. Care este diferența dintre alfa beta și particulele gamma
      - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: alfa, beta, gamma, neutroni, protoni, dezintegrare radioactivă, radioactivitate, radiație

Ce sunt particulele Alpha

O particulă alfa este o specie chimică identică cu nucleul Helium și are simbolul α. Particulele alfa sunt compuse din două protoni și doi neutroni. Aceste particule alfa pot fi eliberate din nucleul unui atom radioactiv. Particulele alfa sunt emise în procesul de degradare alfa.

Emisiile de particule alfa se produc în "atomi bogați în protoni". După emiterea unei particule alfa din nucleul unui atom al unui anumit element, acel nucleu se schimbă și devine un element chimic diferit. Acest lucru se datorează faptului că doi protoni sunt eliminați din nucleu în emisia alfa, rezultând un număr atomic redus. (Numărul atomic este cheia pentru a identifica un element chimic. O schimbare a numărului atomic indică conversia unui element în altul).

Figura 1: Degradarea alfa

Deoarece nu există electroni în particulele alfa, particula alfa este o particulă încărcată. Cele două protoni oferă o sarcină electrică +2 particulei alfa. Masa particulei alfa este de aproximativ 4 amu. Prin urmare, particulele alfa sunt cele mai mari particule care sunt emise dintr-un nucleu.

Cu toate acestea, puterea de penetrare a particulelor alfa este considerabil scăzută. Chiar și o hârtie subțire poate opri particule alfa sau radiații alfa. Dar puterea ionizantă a particulelor alfa este foarte mare. Deoarece particulele alfa sunt încărcate pozitiv, ele pot lua cu ușurință electroni de la alți atomi. Această îndepărtare a electronilor de la alți atomi face ca acești atomi să devină ionizați. Deoarece aceste particule alfa sunt încărcate de particule, ele sunt ușor atrase de câmpuri electrice și câmpuri magnetice.

Ce sunt Particulele Beta

O particulă beta este un electron de mare viteză sau un pozitron. Simbolul pentru particula beta este β. Aceste particule beta sunt eliberate din atomi instabili "bogați în neutroni". Acești atomi ajung la o stare stabilă prin eliminarea neutronilor și transformarea lor în electroni sau positroni. Eliminarea unei particule beta modifică elementul chimic. Un neutron este transformat într-un proton și o particulă beta. Prin urmare, numărul atomic este mărit cu 1. Apoi devine un element chimic diferit.

O particulă beta nu este un electron din cochilii de electroni exteriori. Acestea sunt generate în nucleu. Un electron este încărcat negativ și un pozitron este încărcat pozitiv. Dar pozitronii sunt identici cu electronii. Prin urmare, dezintegrarea beta are loc în două moduri ca emisia β + și emisia β. Emisia β + implică emisia de pozitroni. β- emisia implică emisia de electroni.

Figura 2: β-Emisie

Particulele beta pot penetra aerul și hârtia, dar pot fi oprite printr-o foaie subțire de metal (cum ar fi aluminiu). Poate ioniza materia pe care o întâlnește. Deoarece ele sunt particule încărcate negativ (sau pozitiv, dacă este un pozitron), ele pot respinge electronii în alți atomi. Aceasta are ca rezultat ionizarea materiei.

Deoarece acestea sunt particule încărcate, particulele beta sunt atrase de câmpuri electrice și câmpuri magnetice. Viteza unei particule beta este de aproximativ 90% din viteza luminii. Beta particulele sunt capabile să penetreze pielea umană.

Ce sunt Particulele Gamma

Parametrii gama sunt fotoni care transportă energie sub formă de unde electromagnetice. Prin urmare, radiația gamma nu este compusă din particule reale. Fotonii sunt particule ipotetice. Gama de radiații este emisă din atomi instabili. Acești atomi se stabilizează prin eliminarea energiei ca fotoni pentru a obține o stare de energie mai scăzută.

Radiația gamma este o radiație electromagnetică de înaltă frecvență și o lungime de undă mică. Fotonii sau particulele gamma nu sunt încărcate electric și nu sunt afectate de câmpuri magnetice sau de câmpuri electrice. Parametrii gama nu au nici o masă. Prin urmare, masa atomică a atomului radioactiv nu este redusă sau crescută prin emisia de particule gamma. Prin urmare, elementul chimic nu este schimbat.

Puterea de penetrare a particulelor gamma este foarte mare. Chiar și radiațiile foarte mici pot pătrunde prin aer, hârtii și foi de metal subțiri.

Figura 3: Degradarea gama

Parametrii gama sunt îndepărtați împreună cu particule alfa sau beta. Degradarea alfa sau beta poate schimba elementul chimic, dar nu poate schimba starea de energie a elementului. Prin urmare, dacă elementul este încă într-o stare de energie mai mare, atunci emisia de particule gamma are loc pentru a obține un nivel de energie mai scăzut. 

Diferența dintre alfa beta și particulele gamma

Definiție

Parametrii Alpha: O particulă alfa este o specie chimică identică cu nucleul Helium.

Particulele beta: O particulă beta este un electron de mare viteză sau un pozitron.

Parametrii gamma: O particulă gamma este un foton care transportă energie sub formă de unde electromagnetice.

Masa

Parametrii Alpha: Masa unei particule alfa este de aproximativ 4 amu.

Particulele beta: Masa unei particule beta este de aproximativ 5,49 x 10^-4 amu.

Parametrii gamma: Parametrii gama nu au nici o masă.

Sarcină electrică

Parametrii Alpha: Particulele alfa sunt particule încărcate pozitiv.

Particulele beta: Particulele beta sunt fie particule încărcate pozitiv, fie negativ.

Parametrii gamma: Particulele gama nu sunt încărcate cu particule.

Efectul asupra numărului atomic

Parametrii Alpha: Numărul atomic al elementului este redus cu 2 unități când se eliberează o particulă alfa.

Particulele beta: Numărul atomic al elementului este mărit cu 1 unitate când se eliberează o particulă beta.

Parametrii gamma: Numărul atomic nu este afectat de emisia de particule gamma.

Schimbarea elementului chimic

Parametrii Alpha: Emisia de particule alfa provoacă schimbarea elementului chimic.

Particulele beta: Emisia de particule beta determină schimbarea elementului chimic.

Parametrii gamma: Emisia de particule gama nu determină schimbarea elementului chimic.

Puterea de penetrare

Parametrii Alpha: Particulele alfa au cea mai mică putere de penetrare.

Particulele beta: Beta particulele au o putere moderată de penetrare.

Parametrii gamma: Particulele de gama au cea mai mare putere de penetrare.

Puterea ionizantă

Parametrii Alpha: Particulele alfa pot ioniza mulți alți atomi.

Particulele beta: Beta particulele pot ioniza alți atomi, dar nu este bun ca particule alfa.

Parametrii gamma: Parametrii gama au cea mai mică capacitate de a ioniza alte materii.

Viteză

Parametrii Alpha: Viteza particulelor alfa este de aproximativ o zecime din viteza luminii.

Particulele beta: Viteza particulelor beta este de aproximativ 90% din viteza luminii.

Parametrii gamma: Viteza particulelor gamma este egală cu viteza luminii.

Câmpurile electrice și magnetice

Parametrii Alpha: Particulele alfa sunt atrase de câmpurile electrice și magnetice.

Particulele beta: Beta particulele sunt atrase de câmpuri electrice și magnetice.

Parametrii gamma: Particulele gama nu sunt atrase de câmpurile electrice și magnetice.

Concluzie

Particulele alfa, beta și gamma sunt emise de nucleele instabile. Un nucleu emit aceste particule diferite pentru a deveni stabil. Deși razele alfa și beta sunt compuse din particule, razele gamma nu sunt compuse din particule reale. Cu toate acestea, pentru a înțelege comportamentul razelor gamma și pentru a le compara cu particulele alfa și beta, este introdusă o particulă ipotetică numită foton. Acești fotoni sunt pachete de energie care transportă energia de la un loc la altul ca o rază gamma. Prin urmare, ele sunt numite particule gamma. Principala diferență între particulele alfa beta și gamma este puterea lor penetrantă. 

Referințe:

1. "GCSE Bitesize: Tipuri de radiații" BBC, disponibil aici. Accesat la 4 septembrie 2017.
2. "Gamma Radiation". Centrul de resurse NDT, disponibil aici. Accesat la 4 septembrie 2017.
3. "Tipuri de radiații: Gamma, Alpha, Neutron, Beta și radiații radiații de bază" Mirion, disponibil aici. Accesat la 4 septembrie 2017.

Datorită fotografiei:

1. "Decaparea Alpha" Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) prin Wikimedia Commons
2. "Degradarea beta-minus" Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) prin Wikimedia Commons
3. "Gamma decay" de către Inductiveload - auto-făcut (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons