अल्फा कण: खोज, विशेषताएं, अनुप्रयोग - शारीरिक - 2025

अल्फा कण (या α कण) इसलिए खो दिया है इलेक्ट्रॉनों आयनित हीलियम परमाणुओं के नाभिक हैं। हीलियम नाभिक दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन से बना होता है। तो इन कणों में एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है जिसका मान इलेक्ट्रॉन के दोगुना होता है, और उनका परमाणु द्रव्यमान 4 परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ होती हैं।

अल्फा कण कुछ रेडियोधर्मी पदार्थों द्वारा अनायास उत्सर्जित होते हैं। पृथ्वी के मामले में, अल्फा विकिरण उत्सर्जन का मुख्य ज्ञात प्राकृतिक स्रोत रेडॉन गैस है। रेडॉन एक रेडियोधर्मी गैस है जो मिट्टी, पानी, हवा और कुछ चट्टानों में मौजूद है।

खोज

यह 1899 और 1900 के वर्षों में था जब भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट रदरफोर्ड (जो मॉन्ट्रियल, कनाडा में मैकगिल विश्वविद्यालय में काम करते थे) और पॉल विलार्ड (जो पेरिस में काम करते थे) ने तीन प्रकार के बुरादों को विभेदित किया, जिसका नाम रदरफोर्ड ने स्वयं रखा: अल्फा, बीटा और गामा।

एक चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव से वस्तुओं और उनके विक्षेपण की क्षमता के आधार पर भेद किया गया था। इन गुणों के आधार पर, रदरफोर्ड ने अल्फा किरणों को साधारण वस्तुओं में सबसे कम प्रवेश क्षमता के रूप में परिभाषित किया।

इस प्रकार, रदरफोर्ड के काम में एक अल्फा कण के द्रव्यमान के अनुपात के माप शामिल थे। इन मापों ने उन्हें यह अनुमान लगाने के लिए प्रेरित किया कि अल्फा कण दोगुने हीलियम आयन थे।

अंत में, 1907 में अर्नेस्ट रदरफोर्ड और थॉमस रॉयड्स यह दिखाने में सफल रहे कि रदरफोर्ड द्वारा स्थापित परिकल्पना सत्य थी, इस प्रकार यह दिखाते हुए कि अल्फा कण दोगुनी आयनीकृत हीलियम आयन थे।

विशेषताएँ

अल्फा कणों की कुछ मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:

परमाणु भार

4 परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ; यानी 6.68 ∙ 10 ^-27 किग्रा।

भार

सकारात्मक, दो बार इलेक्ट्रॉन का आवेश, या समान क्या है: 3.2 19 10 ^-19 C।

गति

1.5 · 10 ⁷ m / s और 3 · 10 ⁷ m / s के क्रम के बीच ।

आयनीकरण

उनके पास गैसों को आयनित करने की एक उच्च क्षमता है, उन्हें प्रवाहकीय गैसों में बदल देती है।

गतिज ऊर्जा

इसके बड़े द्रव्यमान और गति के परिणामस्वरूप इसकी गतिज ऊर्जा बहुत अधिक है।

पेनेट्रेशन की क्षमता

उनके पास कम प्रवेश क्षमता है। वायुमंडल में वे तेजी से गति खो देते हैं जब विभिन्न अणुओं के साथ उनके महान द्रव्यमान और विद्युत आवेश के परिणामस्वरूप बातचीत होती है।

अल्फा क्षय

अल्फा क्षय या अल्फा क्षय एक प्रकार का रेडियोधर्मी क्षय है जिसमें एक अल्फा कण का उत्सर्जन होता है।

जब ऐसा होता है, तो रेडियोधर्मी नाभिक अपने द्रव्यमान संख्या को चार इकाइयों से कम कर देता है और इसकी परमाणु संख्या दो इकाइयों से कम हो जाती है।

सामान्य तौर पर, प्रक्रिया इस प्रकार है:

^A _Z X → ^A-4 _Z-2 Y + ⁴ ₂ वह

अल्फा क्षय सामान्य रूप से भारी न्यूक्लाइड्स में होता है। सैद्धांतिक रूप से, यह केवल नाभिक में निकेल की तुलना में कुछ हद तक भारी हो सकता है, जिसमें प्रति नाभिक में समग्र बंधन ऊर्जा अब न्यूनतम नहीं है।

सबसे हल्का ज्ञात अल्फा-उत्सर्जक नाभिक टेल्यूरियम का सबसे कम द्रव्यमान समस्थानिक है। इस प्रकार, टेल्यूरियम 106 (¹⁰⁶ टी) सबसे हल्का आइसोटोप है जिसमें प्रकृति में अल्फा क्षय होता है। हालाँकि, असाधारण रूप से ⁸ को दो अल्फा कणों में विभाजित किया जा सकता है।

चूँकि अल्फा कण अपेक्षाकृत भारी और धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं, उनका मध्य मुक्त मार्ग बहुत छोटा होता है, इसलिए वे उत्सर्जन स्रोत से थोड़ी दूरी पर अपनी गतिज ऊर्जा को जल्दी से खो देते हैं।

यूरेनियम नाभिक से अल्फा क्षय

यूरेनियम में अल्फा क्षय का एक बहुत ही सामान्य मामला होता है। यूरेनियम प्रकृति में पाया जाने वाला सबसे भारी रासायनिक तत्व है।

अपने प्राकृतिक रूप में, यूरेनियम तीन समस्थानिकों में होता है: यूरेनियम -234 (0.01%), यूरेनियम -235 (0.71%), और यूरेनियम -238 (99.28%)। सबसे प्रचुर यूरेनियम समस्थानिक के लिए अल्फा क्षय प्रक्रिया इस प्रकार है:

²³⁸ ₉₂ यू → ²³⁴ ₉₀ Th + ⁴ ₂ वह

हीलियम

सभी हीलियम जो वर्तमान में पृथ्वी पर मौजूद हैं, विभिन्न रेडियोधर्मी तत्वों की अल्फा क्षय प्रक्रियाओं में इसकी उत्पत्ति है।

इस कारण से, यह आमतौर पर यूरेनियम या थोरियम में समृद्ध खनिज जमा में पाया जाता है। इसी तरह, यह प्राकृतिक गैस निष्कर्षण कुओं से भी जुड़ा हुआ है।

विषाक्तता और अल्फा कणों के स्वास्थ्य के खतरे

सामान्य तौर पर, बाहरी अल्फा विकिरण एक स्वास्थ्य जोखिम पैदा नहीं करता है, क्योंकि अल्फा कण केवल कुछ सेंटीमीटर की दूरी की यात्रा कर सकते हैं।

इस तरह, अल्फा कण केवल कुछ सेंटीमीटर हवा में मौजूद गैसों या किसी व्यक्ति की मृत त्वचा की पतली बाहरी परत द्वारा अवशोषित होते हैं, इस प्रकार उन्हें मानव स्वास्थ्य के लिए किसी भी जोखिम को उत्पन्न करने से रोकते हैं।

हालांकि, अल्फा कणों को स्वास्थ्य के लिए बहुत खतरनाक है अगर उन्हें अंतर्ग्रहण या साँस लेना है।

ऐसा इसलिए है, क्योंकि भले ही उनके पास थोड़ा मर्मज्ञ शक्ति है, लेकिन उनका प्रभाव बहुत महान है, क्योंकि वे एक रेडियोधर्मी स्रोत द्वारा उत्सर्जित सबसे भारी परमाणु कण हैं।

अनुप्रयोग

अल्फा कणों के विभिन्न अनुप्रयोग होते हैं। कुछ सबसे महत्वपूर्ण निम्नलिखित हैं:

- कैंसर का उपचार।

- औद्योगिक अनुप्रयोगों में स्थैतिक बिजली का उन्मूलन।

- स्मोक डिटेक्टर में उपयोग करें।

- उपग्रहों और अंतरिक्ष यान के लिए ईंधन स्रोत।

- पेसमेकर के लिए पावर स्रोत।

- रिमोट सेंसर स्टेशनों के लिए पावर स्रोत।

- भूकंपीय और समुद्र संबंधी उपकरणों के लिए विद्युत स्रोत।

जैसा कि देखा जा सकता है, अल्फा कणों का एक बहुत ही सामान्य उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में है।

इसके अलावा, आज अल्फा कणों के मुख्य अनुप्रयोगों में से एक परमाणु अनुसंधान में प्रोजेक्टाइल के रूप में है।

सबसे पहले, अल्फा कणों को आयनीकरण (जो हीलियम परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को अलग करके) द्वारा उत्पादित किया जाता है। बाद में इन अल्फा कणों को उच्च ऊर्जा तक त्वरित किया जाता है।

संदर्भ

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