انحلال ألفا
| فيزياء نووية | ||||||||||||
| المواضيع الرئيسية | ||||||||||||
|
انحلال مشع انشطار نووي اندماج نووي | ||||||||||||
| انحلالات تقليدية | ||||||||||||
انحلال ألفا · انحلال بيتا · إشعاع گاما · Cluster decay
| ||||||||||||
|
|
تحلل ألفا Alpha Decay هوأحد الظواهر الأولى التي اكتشفت عن ظاهرة النشاط الإشعاعي. وقد اكتشفت تلك الظاهرة التي تختص بها العناصر الثقيلة مثل البولونيوم واليورانيوم بأنها تطلق من ذاتها أشعة ألفا . وتتحول تلك العناصر المشعة إلى عناصر أخرى مشعة أخف منها في العدد الذري ،ولاتزال تلك العناصر تطلق أشعة ألفا وتفقد من وزنها وتتغير من عنصر إلى عنصر ، حتي تصل إلى عنصر الرصاص ، وهوعنصر مستقر .
| [[uranium-238|23892خطأ في Template:SymbolForElement: عنصر غير معروف uranium]] | → | [[thorium-234|234 خطأ في Template:ProtonsForElement: unknown element thorium.خطأ في Template:SymbolForElement: عنصر غير معروف thorium]] | + | ||
| although this is typically written as: | |||||
| [[uranium-238|238خطأ في Template:SymbolForElement: عنصر غير معروف uranium]] | → | [[thorium-234|234خطأ في Template:SymbolForElement: عنصر غير معروف thorium]] | + | α | |
ونأتي هنا بتحلل عنصر السماريوم Sm إلى عنصر النيوديميوم Nd:
- .
يتحلل السماريوم ووزنه الذري 146 إلي عنصر النيوديميوم ووزنه الذري 142 بإطلاق جسيم ألفا . جسيم ألفا وزنه الذري أربعة ولهذا نجد حتى الفارق في وزن السماريوم والنيودينوم = 146 - 142 = أربعة وهو وزن جسيم ألفا . وبملاحظة العدد الذري للإثنين نجد الفارق =62 - 60 = 2 أي عدد 2 من البروتونات ، وهما تماما عدد البروتونات التي هجرت نواة السماريوم مع الجسيم ألفا . بالإضافة إلي ذلك نجد حتى تحلل عنصر السماريوم أدى إلى انطلاق طاقة قدرها 45و2 MeV . هذه الطاقة تظهر على هيئة الحركة التي تندفع بها كلا من ذرة النيودينيوم وجسيم الألفا.
سبب التحلل يرجع إلى رغبة نواة السماريوم في الوصول إلى حالة أقل من الطاقة المخزونة فيها ، وقد عملت ذلك بإطلاق جسيم ألفا ووكذلك بطاقة مصحوبة به . ولكن نواة النيودينيوم الناتجة لا زالت في حالة إثارة ، ولكي تصل إلى وضع استقرارها وهويسمى الحالة الأرضية لها ، فهي تتخلص من تلك الطاقة الزائدة عن طريق إطلاقها لشعاع جاما ، ومن المعروف حتى أشعة جاما ليست لها كتلة ، فهي من نوع الموجات الكهرومغناطيسية .
وتكملة لما وقع نجد حتى السماريوم فقد في نفس الوقت 2 من الإلكترونات من أغلفته الذرية (لأن نواته فقدت 2 بروتون )، وطبقا لقانون احتفاظ الشحنة الكهربائية ، فإن جسيم ألفا يفترض أن يقتني اثنين من الإلكترونات في وقت ما ، عندما يتوقف عن الحركة جراء اصتدامه بذرات الوسط الذي يطير فيه ، ويصبح متعادلا كهربائيا مكونا ذرة هيليوم .
هذا أحد أمثلة تحلل الألفا ، ونجد هذا كثيرا في الطبيعة بين العناصر المشعة التي تتلواليورانيوم ووالثوريوم في الجدول الدوري ، وكلها عناصر ذات وزن ذري عال ، أنويتها مليئة بالبروتونات المتنافرة من بعضها ، وتنتهز الفرصة عندما تحين للتخلص من بعض منها ، عن طريق التحلل ألفا. وعندما يتحلل اليورانيوم والثوريوم فإنهما ينتجان عنصرين أخف منهما مثل الراديوم والرادون . وهؤلاء يتحللون بدورهم حتى يصلوا إلي عنصر الرصاص وهوعنصر مستقر . ويختلف مقدار الطاقة المطلقة التابعة لهذا التحلل من عنصر إلى عنصر ، وهي تبلغ عادة من 2 MeV إلى خمسة MeV.
- يتسم تحلل ألفا بما يسمى نصف العمر . وهذا الوقت يـُعد لبعض العناصر بالسنوات ولعناصر أخرى قد يحدث نصف عمرها أياما أوحتى ثوان قليلة . وتعريف هذا النصف عمر بأنه الوقت الذي يتحلل فيه نصف عدد ذرات ذلك العنصر . أي إذا كان لدينا 1 جرام من السماريوم فإن نصف عمره هوالوقت الازم لكي يتحلل فيه 1\2 جرام منه . وتوجد جداول خاصة لذلك لجميع العناصر تعطينا نصف عمر جميع واحد منها بكل دقة .
- وقد حققت ديناميكا الكم نجاحا كبيرا بأن استطاعت حساب أنصاف عمر العناصر التي تتحلل عن طريق أشعاع جسيمات ألفا بدقة كبيرة . الشيئ الذي لم تستطيعه الديناميكا الكلاسيكية. وكانت السنوات 1923 حتى 1930 هي بدء نجاحات الديناميكا الجديدة المسماة بديناميكا الكم التي يرجع تطويرها إلى فهماء مثل هايزنبرج الألماني ، وشرودنجر النمساوي ، وديراك.
انظر أيضا
- جسيم ألفا
- تحلل بيتا
- اندماج نووي
المصادر
- ^ Suchocki, John. Conceptual Chemistry, 2007. Page 119.
Alpha emitters by increasing energy (Appendix 1)
