Forskjellen mellom Alpha Beta og Gamma Radiation
Share
Alfa-, beta- og gammastråling er tre forskjellige typer nuklear stråling. Disse tre forskjellige typer stråling har forskjellige egenskaper. Her diskuterer vi forskjellen mellom alfa-, beta- og gammastråling. Deres grunnleggende egenskaper og forskjeller ble diskutert i artikkelen "Hva er de tre typene kjernefysisk stråling".
Alpha Beta og Gamma Partikler
- Alfa-stråling består av alfa partikler eller helium kjerner (
), det vil si en partikkel av alfa-stråling består av to protoner og to nøytroner bundet sammen.
), det vil si en partikkel av alfa-stråling består av to protoner og to nøytroner bundet sammen.
- Betastråling kan henvise til heller beta minus stråling, hvor elektroner () er utsendt eller beta pluss stråling, hvor positroner (
) er sendt ut.
) er sendt ut.
- Gamma stråling refererer til stråling av en elektromagnetisk bølge i gammaområdet. Det kan også anses å være a foton (
).
). 
Ladning av Alpha Beta og Gamma Radiation
- Alfa partikler har en belastning på (
) fra sine to protoner, hvor 
. - For beta-stråling har et elektron en belastning på
. En positron, som er antipartikkel av elektronen, har en belastning på 
. - Fotoner som bærer gammastråling er ikke belastet.
) fra sine to protoner, hvor 
.
. En positron, som er antipartikkel av elektronen, har en belastning på 
.Masse av Alpha Beta og Gamma Radiation
- Alfa partikler er laget av fire nukleoner. Derfor har de en masse på omtrent
, hvor 
. Så, massen av en alfapartikkel er 6,64 x 10-27 kg = 3,73 GeV / c2. - Elektroner og Positroner, som utgjør beta partikler, er antipartikler av hverandre. Dette betyr at de begge har samme masse. Massen av en elektron / positron er 5,49 x 10-4 u = 6,64 × 10-27 kg = 511 keV / c2.
- Fotoner er masseløse, så gamma stråling bære ingen masse.
, hvor 
. Så, massen av en alfapartikkel er 6,64 x 10-27 kg = 3,73 GeV / c2.Hastighet av Alpha Beta og Gamma Radiation
- Alfa forfall skjer bare når massene av datterkjernen (
) og alfa partikkelen sammen (
) er mindre enn massen av foreldrekjernen (
). Forskjellen i massene (
) gis som kinetisk energi til både alfa-partikkelen og datterkjernen. For å bevare momentum må datterkjernen og alfa-partikkelen bevege seg i motsatt retning. I tillegg er alfa-partikkelen, som er mye lettere enn den typiske datterkernen, avhengig av mest kinetisk energi (igjen for å spare momentum). Alfa-partiklene har typisk hastigheter på ca. 5% lysets hastighet (
, hvor 
lysets hastighet = 3 × 108 m s-1. For et gitt alfa-forfall tar den kinetiske energien, og dermed hastigheten til alfa-partikkelen, en spesifikk verdi som kan beregnes ut fra massedifferansen i kjerner og fra loven om bevaring av momentum. - For beta forfall er det tre produkter som deler den kinetiske energien som er tilgjengelig. I dette tilfellet kan den kinetiske energien deles mellom partikler på noen måte. Som et resultat kan beta-partiklene ta en område av verdier. Vanligvis tar de på seg verdier opp til
. - Gamma stråling består av fotoner. De reiser med lysets hastighet,
. De har imidlertid spesifikke energier, som korresponderer med den spesifikke overgangen av kjernefysiske nivåer som førte til utslipp av dem.
) og alfa partikkelen sammen (
) er mindre enn massen av foreldrekjernen (
). Forskjellen i massene (
) gis som kinetisk energi til både alfa-partikkelen og datterkjernen. For å bevare momentum må datterkjernen og alfa-partikkelen bevege seg i motsatt retning. I tillegg er alfa-partikkelen, som er mye lettere enn den typiske datterkernen, avhengig av mest kinetisk energi (igjen for å spare momentum). Alfa-partiklene har typisk hastigheter på ca. 5% lysets hastighet (
, hvor 
lysets hastighet = 3 × 108 m s-1. For et gitt alfa-forfall tar den kinetiske energien, og dermed hastigheten til alfa-partikkelen, en spesifikk verdi som kan beregnes ut fra massedifferansen i kjerner og fra loven om bevaring av momentum.
.
. De har imidlertid spesifikke energier, som korresponderer med den spesifikke overgangen av kjernefysiske nivåer som førte til utslipp av dem.Ioniserende kraft av Alpha Beta og Gamma Radiation
- Alfa partikler kan produsere om 1 000 000 par ioner per centimeter når de beveger seg gjennom luften. Dette er relativt høyt. Dette skyldes at de har en relativt stor masse, og de beveger seg sakte, slik at de kan samhandle mer med luftmolekyler.
- Betapartikler produserer ca. 10 000 par ioner per centimeter i luft.
- Gamma stråler (fotoner) kan produsere om 10 par ioner per centimeter i luft.
Effekt av magnetisk felt på Alpha Beta og Gamma Radiation
- Alfa partikler har en ladning, så hvis et magnetfelt påføres vinkelrett på banen, viser alfa partikkelen noen nedbøyning.
- Betapartikler har også en kostnad. Sammenlignet med alfa-partikler er beta-partikkelens ladning halvparten av alfa-partikkelens ladning. På den annen side er hastigheten på beta-partikler mye større enn de av alfa. Som et resultat er beta-partikler avbøyes sterkere av magnetiske felter påført vinkelrett på deres baner. Når den er plassert under det samme magnetfeltet, bøyer en beta-minuspartikkel i motsatt retning til en alfapartikkel, mens en beta-plusspartikkel vil bøye i samme retning som alfa-partikkelen.
- Fotoner er ikke belastet, og så de ikke bli avbøyet av magnetiske felt.
Fra Marie Curies demonstrasjon av adferd av 3 typer stråling
Evne til å stoppe Alpha Beta og Gamma Stråling
- Alfa partikler er sterkt ioniserende. Så når de reiser gjennom saken, mister de sin energi mye raskere. Derfor kan de stoppes enkelt. Alfa partikler kan reise noen få centimeter i luften før de stoppes. De kan også stoppes av et tykt stykke papir. De kan ikke trenge gjennom menneskeskinn, heller, så de er ikke like farlige, så lenge de forblir utenfor kroppene våre. Når de er inne i kroppen, kan de forårsake mye mer skade enn beta og gamma siden de har en mye sterkere evne til å ionisere. (I et kjent tilfelle antas Alexander Litvinenko, en tidligere russisk hemmelig agent, å ha blitt bevisst forgiftet med polonium-210, en alfa-emitter. Det er også vanskelig å oppdage alfa-partikler siden de ikke kan forlate kroppen når de er inne. Spor av alfa-stråling ble imidlertid funnet hvor han hadde brukt offentlige toaletter).
- Beta partikler kan reise flere meter i luften, men de kan stoppes av et ark av aluminium flere millimeter tykk.
- Gamma fotoner samhandler minst med materie, og dermed er de mye vanskeligere å stoppe. Flere centimeter bly eller noen få meter betong er nødvendig for å redusere intensiteten av gammastråling betydelig.
Forskjellen mellom Alpha Beta og Gamma Radiation - Summary
| Eiendom | Alfa-stråling | Betastråling | Gamma stråling |
| Partikkelens art | En heliumkjerne | En elektron / positron | En foton |
| Lade |  |  | 0 |
| Masse |  |  | 0 |
| Hastighet | ~ 0,05c | opp til 0,99c | c |
| Ionpar per cm luft | ~ 1 000 000 | ~ 10 000 | ~ 10 |
| Samspill med vinkelrett magnetfelt | Noen avbøyning | Stor deflekiton | Ingen avbøyning |
| Stoppet av | Tykt ark | Få mm aluminiumsark | (til en viss grad) Et par cm av en blokk med bly eller noen meter tykk betong |
