ذرات الفا

[SɪʟᴠᴇʀMɪɴᴅ]

ذرات آلفا در فیزیک از دو پروتون و دو نوترون دارای پیوند با هم (مشابه هستهٔ هلیوم) تشکیل شده‌است.
رات آلفا را در ابتدا به عنوان کم نفوذترین تابش‌هایی که از مواد طبیعی گسیل می‌شوند، شناسایی کردند. در سال ۱۹۰۳ ارنست رادرفورد نسبت بار به جرم آن‌ها را با استفاده از انحراف ذرات آلفایی حاصل از فروپاشی رادیوم در میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی تعیین کرد. علی‌رغم مشکل بودن این آزمایش‌های اولیه، نتیجه رادرفورد ۲۵ درصد بیش از مقدار پذیرفته شده فعلی بود و در سال ۱۹۰۹ رادرفورد نشان داد همانطور که حدس زده می‌شد ذرات آلفا واقعاً از هسته‌های هلیوم تشکیل شده‌اند.
ساختمان این ذره پرانرژی که معمولاً از هسته‌های سنگین ناپایدار خارج می‌شود، مشابه هسته هلیوم طبیعی یعنی دارای دو ذره پروتون و دو ذره نوترون است. جرم آن کمی بیش از چهار واحد جرم اتمی و حامل دو بار الکتریکی مثبت است. هسته ناپایداری که از خود پرتو آلفا ساطع می‌کند و تبدیل به هسته دختری می‌شود که عدد اتمی آن دو عدد و عدد جرمی آن ۴ عدد کمتر از اعداد اتمی و جرمی هسته مادر است.
در هسته‌های سنگین آهنگ افزایش نیروی دافعه کولنی از نیروی بستگی هسته بر حسب افزایش z بیشتر می‌شود و عامل اصلی گسیل آلفا زا بر اساس دافعه کولنی می‌باشد. ذره آلفا ساختار پایدار و مقیدی دارد و در مقایسه با اجزای تشکیل دهنده آن جرمی نسبتاً کم دارد. در مقایسه با ذرات دیگر واپاشی خودبه‌خودی از لحاظ انرژی فقط برای ذره آلفا امکان‌پذیر است.

یون‌سازی پرتو آلفا
پرتو آلفا ضمن عبور از درون اتم‌ها آن‌ها را یونیزه یا تحریک می‌کند و در این عمل هر بار مقداری از انرژی خودش را از دست می‌دهد. به علت سنگین و پر انرژی بودن، ذره آلفا مجبور است که در طول مسیر کوتاهش همهٔ انرژی خود را از دست بدهد. یعنی شدت یونسازی آن خیلی زیاد است. برای بیان کمیت شدت یونسازی، یونسازی ویژه تعریف شده‌است که آن تعداد از یون‌هایی است که در هر سانتیمتر از طول مسیر پرتو به وجود می‌آید.

مقدار یونسازی ویژه هر پرتو تابع درجه حرارت محیط و انرژی و سرعت پرتوها است. چون در طول مسیر به مرور از سرعت و انرژی پرتو کاسته می‌شود لذا میزان یونسازی ویژه آن در ابتدا و در انتهای مسیر تفاوت زیادی دارد. در حقیقت علت این امر احتمال برخورد کمتر در سرعت‌های زیاد و احتمال بیشتر در سرعت‌های کمتر است.