智能电网α射线

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定义

  α射线,也称“甲种射线”。是放射性物质所放出的α粒子流。它可由多种放射性物质发射出来。α粒子的动能可达4-9MeV。从α粒子在电场和磁场中偏转的方向,可知它们带有正电荷。由于α粒子的质量比电子大得多,通过物质时极易使其中的原子电离而损失能量,所以它能穿透物质的本领比β射线弱得多,容易被薄层物质所阻挡,但是它有很强的电离作用。从α粒子的质量和电荷的测定,确定α粒子就是氦的原子核。α射线是一种带电粒子流,由于带电,它所到之处很容易引起电离。α射线有很强的电离本领,这种性质既可利用。也带来一定破坏处,对人体内组织破坏能力较大。由于其质量较大,穿透能力差,在空气中的射程只有几厘米,只要一张纸或健康的皮肤就能挡住。

发现

卢瑟福1898年发现铀和铀的化合物所发出的射线有两种不同类型:一种是极易吸收的,他称之为α射线;另一种有较强的穿透能力,他称之为β射线。后 来法国化学家维拉尔又发现具有更强穿透本领的第三种射线γ射线。由于组成α射线的α粒子带有巨大能量和动量,就成为卢瑟福用来打开原子大门、研究原子内部 结构的有力工具。 卢瑟福用镭发射的α粒子作“炮弹”,用“闪烁法”观察被轰击的粒子的情况。1919年,终于观察到氮原子核俘获一个α粒子后放出一个氢核,同时变成了另一 种原子核的结果,这个新生的原子核后来被证实为是氧17原子核。这是人类历史上第一次实现原子核的人工嬗变,使古代炼金术士梦寐以求的把一种元素变成另一 种元素的空想有可能成为现实。

α射线与物质的相互作用

  非弹性碰撞,可引起介质原子电离和激发,α粒子与原子的壳层电子发生库仑作用,使其获得能量。当电子获得足以克服原子核对他束缚的能量时,就能 脱离原子而成为自由电子,形成了自由电子和正离子组成的电子对,这种现象称为电离。当这些自由电子的动能足够大时,还能引起其他原子的电离。外层电子束缚 较松,因而被电离的概率较大,如果是内层电子被电离,留下的空穴会由外层电子填充而发射原子特征X射线,或称标识X射线或者俄歇电子。如果在相互作用过程 中,壳层电子获得的能量不足以使它脱离原子而成为自由电子,而仅仅使电子从低能级跃迁到高能级,使原子处于激发态,这种相互作用就称为激发。受激的原子随 即发射出一定能量的X射线而回到基态。该激发能也可传递给核外电子,使该电子获得足够的能量逃离原子核的束缚而成为一个自由电,此过程称为俄歇效应。

弹性碰撞

  α粒子在物质中运动时,还会受到原子核及核外电子的库仑场与核力场的相互作用,从而改变其运动方向,这种现象称之为散射。根据散射前后α粒子和 散射核的总动能是否守恒可分为弹性散射和非弹性散射。α粒子可以与核外电子发生弹性碰撞,要求α粒子传递给核外电子的能量小于其最低激发能;α粒子也可与 原子核发生弹性碰撞,α粒子损失能量,而原子核获得动能发生反冲,引起晶格原子位移形成缺陷,即引起辐射损伤。称为核碰撞能量损失或从吸收介质的作用来讲 称为核阻止。

核反应和库仑激发

核反应(nuclear reaction):α粒子引起核反应的概率相当小,它与Be、B、F、Li、Na、O等元素相互作用发生(α,n)反应时将产生中子,这是目前制备同位素中子源的主要方法。   
 
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