Hovedforskel - Alpha vs Beta vs Gamma Particles

Radioaktivitet er en proces med henfald af kemiske grundstoffer med tiden. Dette henfald sker ved udsendelse af forskellige partikler. Emission af partikler kaldes også emission af stråling. Strålingen udsendes fra atomets kerne og omdanner protoner eller neutroner i kernen til forskellige partikler. Processen med radioaktivitet finder sted i ustabile atomer. Disse ustabile atomer gennemgår radioaktivitet for at stabilisere sig selv. Der er tre hovedtyper af partikler, der kan udsendes som stråling. De er alfa (α) partikler, beta (β) partikler og gamma (γ) partikler. Hovedforskellen mellem alfa beta og gamma partikler er det alfapartikler har mindst penetrationskraft, mens betapartikler har en moderat penetrationskraft, og gammapartikler har den højeste penetrationskraft.

Nøgleområder omfattet

1. Hvad er alfapartikler - Definition, egenskaber, emissionsmekanisme, applikationer 2. Hvad er betapartikler - Definition, egenskaber, emissionsmekanisme, applikationer 3. Hvad er gammapartikler - Definition, egenskaber, emissionsmekanisme, applikationer 4. Hvad er forskellen mellem Alpha Beta og gamma partikler - Sammenligning af vigtige forskelle

Nøglebetingelser: Alpha, Beta, Gamma, Neutroner, Protoner, Radioaktivt henfald, Radioaktivitet, Stråling

Hvad er alfapartikler

En alfapartikel er en kemisk art, der er identisk med Helium -kernen og får symbolet α. Alfa -partikler består af to protoner og to neutroner. Disse alfapartikler kan frigives fra kernen i et radioaktivt atom. Alfa -partikler udsendes i alfa -henfaldsprocessen.

Alfa -partikelemission forekommer i "protonrige" atomer. Efter emissionen af ​​en alfapartikel fra kernen i et atom i et bestemt element, ændres denne kerne, og den bliver et andet kemisk element. Dette skyldes, at to protoner fjernes fra kernen i alfaemissionen, hvilket resulterer i et reduceret atomnummer. (Atomnummeret er nøglen til at identificere et kemisk element. En ændring i atomnummeret indikerer omdannelsen af ​​et element til et andet).

Figur 1: Alpha Decay

Da der ikke er elektroner i alfapartiklen, er alfa -partiklen en ladet partikel. De to protoner giver +2 elektrisk ladning til alfa -partiklen. Alfa -partikelens masse er ca. 4 amu. Derfor er alfapartikler de største partikler, der udsendes fra en kerne.

Imidlertid er alfapartiklernes penetrationsevne betydeligt dårlig. Selv et tyndt papir kan stoppe alfapartikler eller alfastråling. Men ioniserende kraft af alfapartikler er meget høj. Da alfapartikler er positivt ladede, kan de let tage elektroner fra andre atomer. Denne fjernelse af elektroner fra andre atomer får disse atomer til at blive ioniseret. Da disse alfapartikler er ladede partikler, tiltrækkes de let af elektriske felter og magnetfelter.

Hvad er betapartikler

En betapartikel er en elektron med høj hastighed eller en positron. Symbolet for betapartikel er β. Disse betapartikler frigives fra "neutronrige" ustabile atomer. Disse atomer får en stabil tilstand ved at fjerne neutronerne og omdanne dem til elektroner eller positroner. Fjernelsen af ​​en beta -partikel ændrer det kemiske element. En neutron omdannes til en proton og en beta -partikel. Derfor øges atomnummeret med 1. Så bliver det til et andet kemisk element.

En betapartikel er ikke en elektron fra de ydre elektronskaller. Disse genereres i kernen. En elektron er negativt ladet, og en positron er positivt ladet. Men positroner er identiske med elektroner. Derfor forekommer beta-henfaldet på to måder som β+ -emission og β-emission. β+ -emission involverer emission af positroner. β- emission involverer emission af elektroner.

Figur 2: β- Emission

Betapartikler er i stand til at trænge ind i luft og papir, men kan stoppes af et tyndt metal (f.eks. Aluminium) ark. Det kan ionisere det, det møder. Da de er negativt (eller positivt, hvis det er en positron) ladede partikler, kan de frastøde elektroner i andre atomer. Dette resulterer i ionisering af stof.

Da disse er ladede partikler, tiltrækkes betapartikler af elektriske felter og magnetiske felter. Hastigheden af ​​en beta -partikel er omkring 90% af lysets hastighed. Betapartikler er i stand til at trænge ind i menneskelig hud.

Hvad er gamma partikler

Gammapartikler er fotoner, der transporterer energi i form af elektromagnetiske bølger. Derfor er gammastråling ikke sammensat af egentlige partikler. Fotoner er hypotetiske partikler. Gammastråling udsendes fra ustabile atomer. Disse atomer stabiliseres ved at fjerne energien som fotoner for at opnå en lavere energitilstand.

Gammastrålingen er højfrekvent og lav bølgelængde elektromagnetisk stråling. Fotoner eller gammapartikler er ikke elektrisk ladede og påvirkes ikke af magnetfelter eller elektriske felter. Gamma partikler har ingen masse. Derfor reduceres eller øges det radioaktive atoms atommasse ikke ved gamma -partikelemission. Derfor ændres det kemiske element ikke.

Gammapartiklernes penetrationskraft er meget høj. Selv meget lille stråling kan trænge igennem luft, papirer og endda tynde metalplader.

Figur 3: Gamma henfald

Gamma -partikler fjernes sammen med alfa- eller beta -partikler. Alfa- eller beta -henfald kan ændre det kemiske element, men kan ikke ændre elementets energistatus. Derfor, hvis elementet stadig er i en højere energitilstand, sker gamma -partikelemissionen for at opnå et lavere energiniveau.

Forskellen mellem Alpha Beta og Gamma Particles

Definition

Alpha partikler: En alfapartikel er en kemisk art, der er identisk med Helium -kernen.

Betapartikler: En betapartikel er en elektron med høj hastighed eller en positron.

Gamma partikler: En gammapartikel er en foton, der transporterer energi i form af elektromagnetiske bølger.

Masse

Alpha partikler: Massen af ​​en alfapartikel er ca. 4 amu.

Betapartikler: Massen af ​​en beta -partikel er omkring 5,49 x 10^-4 amu.

Gamma partikler: Gamma partikler har ingen masse.

Elektrisk opladning

Alpha partikler: Alfa -partikler er positivt ladede partikler.

Betapartikler: Betapartikler er enten positivt eller negativt ladede partikler.

Gamma partikler: Gamma partikler er ikke ladede partikler.

Virkning på atomnummeret

Alpha partikler: Elementets atomnummer reduceres med 2 enheder, når en alfapartikel frigives.

Betapartikler: Atommængden af ​​grundstoffet øges med 1 enhed, når en beta -partikel frigives.

Gamma partikler: Atomnummeret påvirkes ikke af gamma -partikelemission.

Ændring i det kemiske element

Alpha partikler: Alfa -partikelemission bevirker, at det kemiske element ændres.

Betapartikler: Beta -partikelemission bevirker, at det kemiske element ændres.

Gamma partikler: Gamma -partikelemission bevirker ikke, at det kemiske element ændres.

Penetrationskraft

Alpha partikler: Alfa -partikler har den mindste penetrationskraft.

Betapartikler: Betapartikler har en moderat penetrationsevne.

Gamma partikler: Gamma partikler har den højeste penetrationsevne.

Ioniserende magt

Alpha partikler: Alfa -partikler kan ionisere mange andre atomer.

Betapartikler: Betapartikler kan ionisere andre atomer, men er ikke gode som alfapartikler.

Gamma partikler: Gammapartikler har mindst evne til at ionisere andet stof.

Hastighed

Alpha partikler: Hastigheden af ​​alfapartikler er cirka en tiendedel af lysets hastighed.

Betapartikler: Betapartikelhastigheden er omkring 90% af lysets hastighed.

Gamma partikler: Gamma -partiklernes hastighed er lig med lysets hastighed.

Elektriske og magnetiske felter

Alpha partikler: Alfa -partikler tiltrækkes af elektriske og magnetiske felter.

Betapartikler: Betapartikler tiltrækkes af elektriske og magnetiske felter.

Gamma partikler: Gamma partikler tiltrækkes ikke af elektriske og magnetiske felter.

Konklusion

Alfa-, beta- og gammapartikler udsendes fra ustabile kerner. En kerne udsender disse forskellige partikler for at blive stabil. Selvom alfa- og betastråler består af partikler, er gammastråler ikke sammensat af egentlige partikler. For at forstå gammastrålingers adfærd og sammenligne dem med alfa- og betapartikler introduceres imidlertid en hypotetisk partikel kaldet foton. Disse fotoner er energipakker, der transporterer energi fra et sted til et andet som en gammastråle. Derfor kaldes de gamma partikler. Den største forskel mellem alfa beta og gamma partikler er deres penetrationskraft.

Referencer:

1. "GCSE Bitesize: Typer af stråling." BBC, tilgængelig her. Adgang til 4. september 2017. 2. "Gamma stråling." NDT -ressourcecenter, tilgængelig her. Adgang 4. september 2017. 3. "Typer af stråling: Grundlæggende om stråling i gamma, alfa, neutron, beta og røntgenstråling." Mirion, tilgængelig her. Adgang 4. september 2017.

Billede høflighed:

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" Af Inductiveload-selvfremstillet (Offentlig Domæne) via Commons Wikimedia