Skillnad mellan Alpha Beta och Gamma Partiklar
Share
Huvudskillnad - Alpha vs Beta vs Gamma Particles
Radioaktivitet är en process med förfall av kemiska element med tiden. Denna nedbrytning sker genom utsläpp av olika partiklar. Utsläppen av partiklar kallas också strålningsutsläpp. Strålningen utsänds från en atoms kärna, omvandlar protoner eller neutroner till kärnan till olika partiklar. Processen med radioaktivitet sker i instabila atomer. Dessa instabila atomer genomgår radioaktivitet för att stabilisera sig själva. Det finns tre huvudtyper partiklar som kan utsändas som strålning. De är alfa (α) partiklar, beta (β) partiklar och gamma (γ) partiklar. Huvudskillnaden mellan alfa beta och gamma partiklar är det alfapartiklar har minst penetrationskraft medan beta partiklar har en måttlig penetrationskraft och gammapartiklar har den högsta penetrationseffekten.
Viktiga områden som omfattas
1. Vad är Alpha Particles
- Definition, egenskaper, utsläppsmekanism, applikationer
2. Vad är Beta Partiklar
- Definition, egenskaper, utsläppsmekanism, applikationer
3. Vad är Gamma Partiklar
- Definition, egenskaper, utsläppsmekanism, applikationer
4. Vad är skillnaden mellan Alpha Beta och Gamma Partiklar
- Jämförelse av viktiga skillnader
Nyckelvillkor: Alfa, Beta, Gamma, Neutroner, Protoner, Radioaktivt Förfall, Radioaktivitet, Strålning
Vad är Alpha Particles
En alfapartikel är en kemisk art som är identisk med Heliumkärnan och ges symbolen a. Alfa partiklar består av två protoner och två neutroner. Dessa alfapartiklar kan frisättas från kärnan i en radioaktiv atom. Alfa partiklar emitteras i alfa-sönderfallsprocessen.
Alfa-partikelutsläpp uppträder i "protonrika" atomer. Efter utsläpp av en alfapartikel från kärnan hos en atom av ett visst element, förändras den här kärnan och det blir ett annat kemiskt element. Detta beror på att två protoner avlägsnas från kärnan i alfa-utsläppet, vilket resulterar i ett reducerat atomnummer. (Atomnumret är nyckeln till att identifiera ett kemiskt element. En förändring av atomnumret indikerar omvandling av ett element till ett annat).
Figur 1: Alpha Decay
Eftersom det inte finns några elektroner i alfapartiken är alfapartikelen en laddad partikel. De två protonerna ger +2 elektrisk laddning till alfagruppen. Alfagruppens massa är ca 4 amu. Därför är alfapartiklar de största partiklarna som emitteras från en kärna.
Emellertid är penetrationskraften hos alfapartiklar avsevärt dålig. Även en tunn papper kan stoppa alfapartiklar eller alfastrålning. Men alfapartiklarnas joniserande kraft är mycket hög. Eftersom alfapartiklar är positivt laddade kan de lätt ta elektroner från andra atomer. Detta avlägsnande av elektroner från andra atomer orsakar att dessa atomer blir joniserade. Eftersom dessa alfapartiklar är laddade partiklar lockas de lätt av elektriska fält och magnetfält.
Vad är Beta Partiklar
En beta-partikel är en höghastighetselektron eller en positron. Symbolen för beta-partikel är β. Dessa beta-partiklar frigörs från "neutronrika" instabila atomer. Dessa atomer får ett stabilt tillstånd genom att ta bort neutronerna och omvandla dem till elektroner eller positroner. Avlägsnandet av en beta-partikel förändrar det kemiska elementet. En neutron omvandlas till en proton och en beta-partikel. Därför ökar atomnumret med 1. Då blir det ett annat kemiskt element.
En beta-partikel är inte en elektron från yttre elektronskal. Dessa genereras i kärnan. En elektron är negativt laddad och en positron är positivt laddad. Men positroner är identiska med elektroner. Beta- sönderfallet uppträder därför på två sätt som β + -utsläpp och β-emission. P + -utsläpp innebär utsläpp av positroner. β-emission innebär utsläpp av elektroner.
Figur 2: P-Utsläpp
Betapartiklar kan penetrera luft och papper, men kan stoppas av en tunn metall (t.ex. aluminium) ark. Det kan jonisera den fråga det möter. Eftersom de är negativa (eller positivt om det är en positron) laddade partiklar, kan de avstöda elektroner i andra atomer. Detta resulterar i jonisering av materia.
Eftersom dessa är laddade partiklar lockas beta partiklar av elektriska fält och magnetfält. En beta-partikelns hastighet är cirka 90% av ljusets hastighet. Betapartiklar kan penetrera människans hud.
Vad är Gamma Partiklar
Gamma partiklar är fotoner som bär energi i form av elektromagnetiska vågor. Därför består gammastrålningen inte av faktiska partiklar. Foton är hypotetiska partiklar. Gamma strålning utges av instabila atomer. Dessa atomer blir stabiliserade genom att ta bort energin som fotoner för att få ett lägre energiläge.
Gamma-strålningen är elektromagnetisk strålning med hög frekvens och låg våglängd. Fotoner eller gamma partiklarna är inte elektriskt laddade och påverkas inte av magnetfält eller elektriska fält. Gamma partiklar har ingen massa. Därför reduceras inte den atomära massan av den radioaktiva atomen eller ökas genom gammapartikelutsläpp. Därför förändras inte det kemiska elementet.
Den penetrerande kraften av gammapartiklar är mycket hög. Även mycket liten strålning kan tränga igenom luft, papper och till och med tunna metallplåtar.
Figur 3: Gamma förfall
Gamma partiklar avlägsnas tillsammans med alfa- eller beta-partiklar. Alfa eller beta-sönderfall kan ändra det kemiska elementet men kan inte ändra elementets energitillstånd. Om elementet fortfarande är i ett högre energiläge, uppträder därför gamma partikelutsläpp för att erhålla en lägre energinivå.
Skillnad mellan Alpha Beta och Gamma Partiklar
Definition
Alfa partiklar: En alfapartikel är en kemisk art som är identisk med heliumkärnan.
Beta partiklar: En beta-partikel är en höghastighetselektron eller en positron.
Gamma Partiklar: En gamma-partikel är en foton som bär energi i form av elektromagnetiska vågor.
Massa
Alfa partiklar: Massan av en alfapartikel är ca 4 amu.
Beta partiklar: Massan av en beta-partikel är omkring 5,49 x 10-4 amu.
Gamma Partiklar: Gamma partiklar har ingen massa.
Elektrisk laddning
Alfa partiklar: Alfa partiklar är positivt laddade partiklar.
Beta partiklar: Betapartiklar är antingen positivt eller negativt laddade partiklar.
Gamma Partiklar: Gamma partiklar är ej laddade partiklar.
Påverkan på atomnummeret
Alfa partiklar: Atomantalet av element reduceras med 2 enheter när en alfapartikel frigörs.
Beta partiklar: Atomerantalet av element ökas med 1 enhet när en beta-partikel frigörs.
Gamma Partiklar: Atomenumret påverkas inte av gammapartikelutsläpp.
Förändring av det kemiska elementet
Alfa partiklar: Alfa-partikelutsläpp orsakar att det kemiska elementet ändras.
Beta partiklar: Beta-partikelutsläpp orsakar att det kemiska elementet ändras.
Gamma Partiklar: Gamma partikelutsläpp orsakar inte att det kemiska elementet ändras.
Penetration Power
Alfa partiklar: Alfa partiklar har minst penetrationseffekt.
Beta partiklar: Betapartiklar har en måttlig penetrationskraft.
Gamma Partiklar: Gamma partiklar har den högsta penetrationseffekten.
Joniserande kraft
Alfa partiklar: Alfa partiklar kan jonisera många andra atomer.
Beta partiklar: Betapartiklar kan jonisera andra atomer, men är inte bra som alfapartiklar.
Gamma Partiklar: Gamma partiklar har minst förmåga att jonisera andra ämnen.
Fart
Alfa partiklar: Alfapartiklarnas hastighet är cirka tionde av ljusets hastighet.
Beta partiklar: Hastigheten hos beta-partikeln är omkring 90% av ljusets hastighet.
Gamma Partiklar: Gamma partiklarnas hastighet är lika med ljusets hastighet.
Elektriska och magnetiska fält
Alfa partiklar: Alfa partiklar lockas av elektriska och magnetiska fält.
Beta partiklar: Betapartiklar lockas av elektriska och magnetiska fält.
Gamma Partiklar: Gamma partiklar lockas inte av elektriska och magnetiska fält.
Slutsats
Alfa, beta och gamma partiklar emitteras från instabila kärnor. En kärna avger dessa olika partiklar för att bli stabil. Även om alfa- och beta-strålar är sammansatta av partiklar, består gammastrålar inte av egentliga partiklar. För att förstå uppträdandet av gammastrålar och att jämföra dem med alfa- och beta-partiklar införs en hypotetisk partikel som kallas foton. Dessa fotoner är energipaket som transporterar energi från en plats till en annan som en gammastråle. Därför kallas de gamma partiklar. Huvudskillnaden mellan alfa-beta och gamma partiklar är deras penetrerande kraft.
referenser:
1. "GCSE Bitesize: Typer av strålning." BBC, Tillgänglig här. Åtkomst 4 september 2017.
2. "Gamma Radiation." NDT Resurscenter, tillgängligt här. Åtkomst 4 september 2017.
3. "Typer av strålning: Gamma, Alfa, Neutron, Beta & Röntgenstrålning Basics." Mirion, Tillgänglig här. Åtkomst 4 september 2017.
Image Courtesy:
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" Av Inductiveload - Självgjord (Public Domain) via Commons Wikimedia
