Forskjellen mellom Alpha Beta og Gamma Partikler
Share
Hovedforskjell - Alpha vs Beta vs Gamma Particles
Radioaktivitet er en prosess med forfall av kjemiske elementer med tiden. Dette forfallet skjer gjennom utslipp av forskjellige partikler. Utslipp av partikler kalles også strålingsutslipp. Strålingen sendes ut fra atomkernen, omdanner protoner eller nøytroner av kjernen til forskjellige partikler. Prosessen med radioaktivitet foregår i ustabile atomer. Disse ustabile atomer gjennomgår radioaktivitet for å stabilisere seg selv. Det er tre hovedtyper av partikler som kan sendes ut som stråling. De er alfa (α) partikler, beta (β) partikler og gamma (γ) partikler. Hovedforskjellen mellom alfa beta og gamma partikler er det alfa partikler har minst penetrasjonskraft mens beta partikler har en moderat inntrengningskraft og gamma partikler har den høyeste penetrasjonskraften.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er Alpha Particles
- Definisjon, egenskaper, utslippsmekanisme, applikasjoner
2. Hva er Beta Partikler
- Definisjon, egenskaper, utslippsmekanisme, applikasjoner
3. Hva er Gamma Partikler
- Definisjon, egenskaper, utslippsmekanisme, applikasjoner
4. Hva er forskjellen mellom Alpha Beta og Gamma Particles
- Sammenligning av nøkkelforskjeller
Nøkkelord: Alpha, Beta, Gamma, Neutroner, Protoner, Radioaktivt forfall, Radioaktivitet, Stråling
Hva er Alpha Particles
En alfapartikkel er en kjemisk art som er identisk med Helium-kjernen og er gitt symbolet α. Alfa partikler består av to protoner og to nøytroner. Disse alfa partiklene kan frigjøres fra kjernen til et radioaktivt atom. Alfa-partikler blir utgitt i alfa-forfallsprosessen.
Alfa-partikkelutslipp forekommer i "protonrike" atomer. Etter utslipp av en alfa-partikkel fra kjernen til et atom av et bestemt element, blir denne kjernen endret, og det blir et annet kjemisk element. Dette skyldes at to protoner fjernes fra kjernen i alfa-utslipp, noe som resulterer i et redusert atomnummer. (Atomenummeret er nøkkelen til å identifisere et kjemisk element. En endring i atomnummeret indikerer omdannelse av et element til et annet).
Figur 1: Alpha Decay
Siden det ikke finnes elektroner i alfa-partikkelen, er alfa-partikkelen en ladet partikkel. De to protonene gir +2 elektrisk ladning til alfa partikkelen. Massen av alfa-partikkelen er ca. 4 amu. Derfor er alfa partikler de største partiklene som sendes ut fra en kjernen.
Imidlertid er penetrasjonskraften til alfa-partikler betydelig dårlig. Selv en tynn papir kan stoppe alfa partikler eller alfa stråling. Men ioniserende kraft av alfa partikler er veldig høy. Siden alfa partikler er positivt ladet, kan de lett ta elektroner fra andre atomer. Denne fjerningen av elektroner fra andre atomer fører til at atomene blir ioniserte. Siden disse alfa partiklene er ladede partikler, tiltrekkes de lett av elektriske felt og magnetfelt.
Hva er Beta Partikler
En beta-partikkel er en høyhastighets elektron eller en positron. Symbolet for beta-partikkel er β. Disse beta-partiklene frigjøres fra "neutronrike" ustabile atomer. Disse atomene får en stabil tilstand ved å fjerne nøytronene og konvertere dem til elektroner eller positrons. Fjernelsen av en beta-partikkel endrer det kjemiske elementet. En nøytron omdannes til en proton og en beta-partikkel. Derfor øker atomnummeret med 1. Da blir det et annet kjemisk element.
En beta-partikkel er ikke en elektron fra de ytre elektronskjellene. Disse genereres i kjernen. En elektron er negativt ladet og en positron er positivt ladet. Men positroner er identiske med elektroner. Derfor forekommer beta-forfallet på to måter som β + -utslipp og β-utslipp. β + -utslipp innebærer utslipp av positrons. β-utslipp innebærer utslipp av elektroner.
Figur 2: β-utslipp
Betapartikler kan trenge inn i luft og papir, men kan stoppes av et tynt metall (for eksempel aluminium) ark. Det kan ionisere saken det møter. Siden de er negative (eller positivt hvis det er en positron) ladede partikler, kan de avvise elektroner i andre atomer. Dette resulterer i ionisering av materie.
Siden disse er ladede partikler, blir beta-partikler tiltrukket av elektriske felt og magnetfelt. Farten på en beta-partikkel er omtrent 90% av lysets hastighet. Betapartikler kan trenge gjennom huden.
Hva er Gamma Partikler
Gamma partikler er fotoner som bærer energi i form av elektromagnetiske bølger. Derfor er gammastråling ikke sammensatt av faktiske partikler. Fotoner er hypotetiske partikler. Gamma stråling utstråles fra ustabile atomer. Disse atomene blir stabilisert ved å fjerne energien som fotoner for å oppnå lavere energitilstand.
Gamma-strålingen er høyfrekvent og lav bølgelengde elektromagnetisk stråling. Fotoner eller gamma partiklene er ikke elektrisk ladet og påvirkes ikke av magnetfelter eller elektriske felt. Gamma partikler har ingen masse. Derfor blir atommassen til det radioaktive atomet ikke redusert eller økt ved gamma-partikkelutslipp. Derfor er det kjemiske elementet ikke endret.
Den penetrerende kraften til gamma partikler er meget høy. Selv svært liten stråling kan trenge gjennom luft, papir og til og med tynne metallplater.
Figur 3: Gamma forfall
Gamma partikler fjernes sammen med alfa- eller beta-partikler. Alfa- eller beta-forfall kan endre det kjemiske elementet, men kan ikke endre elementets energitilstand. Derfor, hvis elementet fortsatt er i en høyere energitilstand, skjer gamma partikkelutslipp for å oppnå et lavere energinivå.
Forskjellen mellom Alpha Beta og Gamma Partikler
Definisjon
Alfa partikler: En alfapartikkel er en kjemisk art som er identisk med Helium-kjernen.
Beta Partikler: En beta-partikkel er en høyhastighets elektron eller en positron.
Gamma Partikler: En gamma-partikkel er en foton som bærer energi i form av elektromagnetiske bølger.
Masse
Alfa partikler: Massen av en alfapartikkel er ca. 4 amu.
Beta Partikler: Massen av en beta-partikkel er omtrent 5,49 x 10-4 amu.
Gamma Partikler: Gamma partikler har ingen masse.
Elektrisk kostnad
Alfa partikler: Alfa partikler er positivt ladede partikler.
Beta Partikler: Betapartikler er enten positive eller negativt ladede partikler.
Gamma Partikler: Gamma partikler er ikke ladede partikler.
Effekt på atomnummeret
Alfa partikler: Atomenummeret av elementet reduseres med 2 enheter når en alfapartikkel frigjøres.
Beta Partikler: Atomenummeret av elementet økes med 1 enhet når en beta-partikkel frigjøres.
Gamma Partikler: Atomenummeret påvirkes ikke av gamma partikkelutslipp.
Endring i kjemisk element
Alfa partikler: Alfa-partikkelutslipp forårsaker at det kjemiske elementet endres.
Beta Partikler: Beta-partikkelutslipp forårsaker at det kjemiske elementet endres.
Gamma Partikler: Gamma partikkelutslipp forårsaker ikke at det kjemiske elementet endres.
Penetrasjonskraft
Alfa partikler: Alfa partikler har minst penetrasjonskraft.
Beta Partikler: Betapartikler har en moderat inntrengningskraft.
Gamma Partikler: Gamma partikler har den høyeste inntrengningskraften.
Ioniserende kraft
Alfa partikler: Alfa partikler kan ionisere mange andre atomer.
Beta Partikler: Betapartikler kan ionisere andre atomer, men er ikke gode som alfa partikler.
Gamma Partikler: Gamma partikler har minst evne til å ionisere andre stoffer.
Hastighet
Alfa partikler: Hastigheten til alfa partikler er omtrent tiende av lysets hastighet.
Beta Partikler: Hastigheten til beta-partikkel er omtrent 90% av lysets hastighet.
Gamma Partikler: Hastigheten til gamma partikler er lik lysets hastighet.
Elektriske og magnetiske felt
Alfa partikler: Alfa partikler tiltrekkes av elektriske og magnetiske felt.
Beta Partikler: Betapartikler er tiltrukket av elektriske og magnetiske felt.
Gamma Partikler: Gamma partikler er ikke tiltrukket av elektriske og magnetiske felt.
Konklusjon
Alfa-, beta- og gamma-partikler utledes fra ustabile kjerner. En kjerne avgir disse forskjellige partiklene for å bli stabil. Selv om alfa- og beta-stråler er sammensatt av partikler, er gammastråler ikke sammensatt av faktiske partikler. For å forstå oppførselen til gammastråler og for å sammenligne dem med alfa- og beta-partikler, innføres imidlertid en hypotetisk partikkel som kalles foton. Disse fotonene er energipakker som transporterer energi fra ett sted til et annet som en gammastråle. Derfor kalles de gamma partikler. Hovedforskjellen mellom alfa beta og gamma partikler er deres gjennomtrengende kraft.
referanser:
1. "GCSE Bitesize: Typer av stråling." BBC, tilgjengelig her. Tilgang 4 september 2017.
2. "Gamma Radiation." NDT Ressursssenter, tilgjengelig her. Tilgang 4 september 2017.
3. "Typer av stråling: Gamma, Alfa, Neutron, Beta og Røntgenstråling Basics." Mirion, tilgjengelig her. Tilgang 4 september 2017.
Bilde Courtesy:
1. "Alpha Decay" Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) via Commons Wikimedia
2. "Beta-minus Decay" Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) via Commons Wikimedia
3. "Gamma Decay" Av Inductiveload - selvfremstilt (Public Domain) via Commons Wikimedia
