PARTIKEL ALFA: PENEMUAN, KARAKTERISTIK, APLIKASI - FISIK - 2025

The partikel alpha (atau partikel α) adalah inti atom helium terionisasi karena telah kehilangan elektron. Inti helium terdiri dari dua proton dan dua neutron. Jadi partikel-partikel ini memiliki muatan listrik positif yang nilainya dua kali lipat muatan elektron, dan massa atomnya adalah 4 satuan massa atom.

Partikel alfa dipancarkan secara spontan oleh zat radioaktif tertentu. Dalam kasus Bumi, sumber alam utama emisi radiasi alfa yang diketahui adalah gas radon. Radon adalah gas radioaktif yang ada di tanah, air, udara, dan beberapa batuan.

Penemuan

Sepanjang tahun 1899 dan 1900 ketika fisikawan Ernest Rutherford (yang bekerja di McGill University di Montreal, Kanada) dan Paul Villard (yang bekerja di Paris) membedakan tiga jenis pengajuan, yang dinamai oleh Rutherford sendiri sebagai: alfa, beta, dan gamma.

Perbedaan itu dibuat berdasarkan kemampuannya menembus benda dan pembelokannya oleh pengaruh medan magnet. Berdasarkan sifat-sifat ini, Rutherford mendefinisikan sinar alfa memiliki kapasitas penetrasi terendah pada benda biasa.

Jadi, pekerjaan Rutherford termasuk pengukuran rasio massa partikel alfa relatif terhadap muatannya. Pengukuran ini membuatnya berhipotesis bahwa partikel alfa memiliki muatan ganda ion helium.

Akhirnya, pada tahun 1907 Ernest Rutherford dan Thomas Royds berhasil menunjukkan bahwa hipotesis yang dibuat oleh Rutherford adalah benar, sehingga menunjukkan bahwa partikel alfa merupakan ion helium yang terionisasi ganda.

karakteristik

Beberapa ciri utama partikel alfa adalah sebagai berikut:

Massa atom

4 unit massa atom; yaitu, 6,68 ∙ 10 ^-27 kg.

Beban

Positif, dua kali muatan elektron, atau sama: 3,2 ∙ 10 ^-19 C.

Mempercepat

Dari urutan antara 1,5 · 10 ⁷ m / s dan 3 · 10 ⁷ m / s.

Ionisasi

Mereka memiliki kapasitas tinggi untuk mengionisasi gas, mengubahnya menjadi gas konduktif.

Energi kinetik

Energi kinetiknya sangat tinggi sebagai akibat dari massa dan kecepatannya yang besar.

Kapasitas penetrasi

Mereka memiliki kapasitas penetrasi yang rendah. Di atmosfer mereka kehilangan kecepatan dengan cepat ketika berinteraksi dengan molekul yang berbeda sebagai akibat dari massa dan muatan listrik yang besar.

Peluruhan alfa

Peluruhan alfa atau peluruhan alfa adalah jenis peluruhan radioaktif yang terdiri dari emisi partikel alfa.

Ketika ini terjadi, inti radioaktif melihat nomor massanya berkurang empat unit dan nomor atomnya berkurang dua unit.

Secara umum prosesnya adalah sebagai berikut:

^A _Z X → ^A-4 _Z-2 Y + ⁴ ₂ He

Peluruhan alfa biasanya terjadi pada nuklida yang lebih berat. Secara teoritis, ini hanya dapat terjadi pada inti yang lebih berat daripada nikel, di mana energi ikat keseluruhan per nukleon tidak lagi minimal.

Inti pemancar alfa paling ringan yang diketahui adalah isotop telurium bermassa terendah. Jadi, telurium 106 ( ¹⁰⁶ Te) adalah isotop teringan di mana peluruhan alfa terjadi di alam. Namun, ⁸ Be dapat dipecah menjadi dua partikel alfa.

Karena partikel alfa relatif berat dan bermuatan positif, jalur bebas rata-rata mereka sangat pendek, sehingga mereka dengan cepat kehilangan energi kinetiknya pada jarak dekat dari sumber pemancaran.

Peluruhan alfa dari inti uranium

Kasus peluruhan alfa yang sangat umum terjadi di uranium. Uranium adalah unsur kimia terberat yang ditemukan di alam.

Dalam bentuk aslinya, uranium terdapat dalam tiga isotop: uranium-234 (0,01%), uranium-235 (0,71%), dan uranium-238 (99,28%). Proses peluruhan alfa untuk isotop uranium yang paling melimpah adalah sebagai berikut:

²³⁸ ₉₂ U → ²³⁴ ₉₀ Th + ⁴ ₂ He

Helium

Semua helium yang saat ini ada di Bumi berawal dari proses peluruhan alfa dari berbagai elemen radioaktif.

Untuk alasan ini, biasanya ditemukan dalam deposit mineral yang kaya uranium atau thorium. Demikian pula, hal itu juga terkait dengan sumur ekstraksi gas alam.

Toksisitas dan Bahaya Kesehatan Partikel Alfa

Secara umum, radiasi alfa eksternal tidak menimbulkan risiko bagi kesehatan, karena partikel alfa hanya dapat menempuh jarak beberapa sentimeter.

Dengan cara ini, partikel alfa diserap oleh gas yang ada hanya dalam beberapa sentimeter udara atau oleh lapisan luar tipis kulit mati seseorang, sehingga mencegahnya menimbulkan risiko bagi kesehatan manusia.

Namun, partikel alfa sangat berbahaya bagi kesehatan jika tertelan atau terhirup.

Ini karena, meskipun mereka memiliki daya tembus kecil, dampaknya sangat besar, karena mereka adalah partikel atom terberat yang dipancarkan oleh sumber radioaktif.

Aplikasi

Partikel alfa memiliki aplikasi yang berbeda. Beberapa yang terpenting adalah sebagai berikut:

- Pengobatan kanker.

- Penghapusan listrik statis dalam aplikasi industri.

- Gunakan di detektor asap.

- Sumber bahan bakar untuk satelit dan pesawat ruang angkasa.

- Sumber tenaga untuk alat pacu jantung.

- Sumber daya untuk stasiun sensor jarak jauh.

- Sumber daya untuk perangkat seismik dan oseanografi.

Seperti yang dapat dilihat, penggunaan partikel alfa yang sangat umum adalah sebagai sumber energi untuk berbagai aplikasi.

Lebih jauh lagi, salah satu aplikasi utama partikel alfa saat ini adalah sebagai proyektil dalam penelitian nuklir.

Pertama, partikel alfa diproduksi oleh ionisasi (yaitu, memisahkan elektron dari atom helium). Kemudian partikel alfa ini dipercepat menjadi energi tinggi.

Referensi

1. Partikel alfa (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 17 April 2018, dari en.wikipedia.org.
2. Peluruhan alfa (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 17 April 2018, dari en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Fisika Kuantum: Atom, Molekul, Padatan, Inti, dan Partikel. Meksiko DF: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Modern Physics (edisi ke-4th). WH Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Pengantar Fisika Nuklir. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Fisika Kuantum: Atom, Molekul, Padatan, Inti, dan Partikel. Meksiko DF: Limusa.