Альфа-частинка
| Альфа-частинка | |
|---|---|
 | |
| Символ | α |
| Родина | бозон |
| Група | іон  |
| Фізичні властивості | |
| Маса | 3 727,3794981912 МеВ/с² |
| Ізоспін | 0 |
| Магнітний момент | 0 J/T |
| Властивості ядер | |
| Хімічний символ | 4He2+ |
| Запис у SMILES | [4He++] і [He+2][1] |
 Альфа-частинка у Вікісховищі | |
А́льфа-части́нка (α-частинка) — позитивно заряджена частинка, що складається з 2 нейтронів і 2 протонів, тобто є ядром атома гелію-4 (4He2+).
Альфа-частинки мають у своєму складі два протони та два нейтрони та є подвійними магічними ядрами, тобто відзначаються особливою стабільністю. Вони є одним з продуктів спонтанного розпаду радіоактивних ізотопів, таких як радій чи торій. Потік α-частинок іноді називають α-променями. Альфа-розпад трансформує один хімічний елемент на інший, знижуючи атомний номер на два та атомну масу на чотири. Кінетична енергія альфа-частинок, які утворюються під час альфа-розпаду, зазвичай становить кілька МеВ. При зіткненнях з атомами середовища новоутворена альфа-частинка сповільнюється, і, урешті-решт, приєднує два електрони, перетворюючись на нейтральний атом гелію.
Найпоширеніше джерело альфа-частинок — нестабільні важкі ізотопи, що розпадаються через альфа-канал. Альфа-розпад відбувається за рахунок двох фундаментальних взаємодій: електромагнітної і сильної. Внаслідок кулонівських сил альфа-частинка відштовхується від ядра, і, за відсутності інших чинників, залишила б його за приблизно 10−23 секунди[2], але сильна взаємодія, навпаки, притягує її до ядра, причому зі значно більшою силою. Сильна взаємодія має обмежений радіус, тому якщо альфа-частинка опиниться на деякій відстані від ядра, то вона залишає його й розганяється кулонівськими силами до великої швидкості. Оскільки у квантовій механіці положення частинки є невизначеним, вона може тунелювати через потенційний бар'єр з ймовірністю, яка залежить від висоти цього бар'єру та зменшується з ростом заряду ядра. Це пов'язано з тим, що далекодійні електромагнітні сили відштовхують частинку від кожного протона ядра, тоді як близькодійні ядерні сили притягують її лише до найближчих нуклонів[3][4]. Через це, альфа-розпад є більш характерним для важких ядер.
При альфа-розпаді виділяється енергія
![{\displaystyle Q=[M_{n}-M_{n-4}-M_{\alpha }]c^{2}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5640b5bc7d12a2703e69ba4f25c25ee675def0ae)
де M — маси початкового ядра, ядра, з кількістю протонів і нейтронів меншою на 2, і ядра альфа-частинки відповідно. Якщо Q > 0, то реакція стає енергетично вигідною, а отже, альфа-частинка має шанс подолати потенційний бар'єр і вийти з ядра[5]. Інший спосіб представити цю умову – середня енергія звʼязку на нуклон у ядрі є меншою ніж 7 МеВ (енергія звʼязку на нуклон в альфа-частинці)[6]. Найлегший ізотоп, для якого альфа-розпад спостерігається з суттєво ненульовою ймовірністю, це телур-104[7]. Легкі ізотопи, наприклад берилій-8, також утворюють альфа-частинки при розпаді, проте розпад таких ядер часто відносять не до альфа-розпадів, а до поділу складних ядер[8]. Кінетична енергія альфа-частинок варіюється від 1,83 МеВ (144Nd) до 11,65 МеВ (ізомер 212mPo)[5].
Згідно з законом Гейгера–Неттола період напіврозпаду експоненційно залежить від енергії альфа-частинки, що утворюється[9].
Відомо близько 300 ізотопів, у яких спостерігається альфа-розпад[5]. Найбільш практично важливими (тобто, джерелами достатньо інтенсивного альфа-випромінювання) вважаються:
- Торій-228, 229, 230, 232,
- Уран-232, 233, 234, 235, 236, 238,
- Плутоній-238, 239, 240, 241, 242,
- Кюрій-242, 243, 244, 245, 246,
- Каліфорній-249, 250, 251, 252,
- Гадоліній-148 і 150,
- Америцій-241 і 243,
- Полоній-210,
- Самарій-146,
- Берклій-247,
- Радій-226,
- Актиній-227,
- Протактиній-231,
- Нептуній-237[10]
Потрійний розпад — це рідкісна форма поділу ядра, як спровокованого тепловим нейтроном[11] так і спонтанного[12]. У кількох випадках на тисячу ядро важкого елемента може розпастися на три або більше частини[13]. У таких реакціях в 90 % випадків одним з продуктів розпаду є альфа-частинка[14]. Кінетична енергія альфа-частинок, що виділяються при потрійному розпаді, значно вища за енергію продуктів альфа-розпаду і в середньому становить 16 МеВ[15].
Альфа-частинки становлять дещо менше ніж 10 % всіх космічних променів[16], а серед частинок, енергія яких вища за 1 ГеВ, — 13 %[17]. Природа виникнення космічних променів досі не є до кінця зрозумілою, оскільки галактичне магнітне поле викривляє їх траєкторії, і неможливо визначити, в якому саме напрямку знаходилося їхнє джерело. Найбільш ймовірним механізмом виникнення високоенергетичних (понад сотні МеВ) космічних променів є вибухи наднових[18]. Частинки низької енергії випромінюються звичайними зорями, зокрема Сонцем (сонячний вітер)[19].
Загалом, альфа-частинки є ядрами гелію-4, і можуть бути отримані іонізацією, наприклад, в прискорювачах. Проте зазвичай цей термін використовується для частинок, які утворюються в ході ядерних реакцій, тоді як позбавлений електронів атом гелію називають двічі іонізованим гелієм і позначають He2+[20].
Альфа-частинка є сферично-симетричним об'єктом, має зарядовий радіус приблизно 1,67824 фемтометрів і заряд +2[21].
Маса альфа-частинки становить 3,727 ГеВ, що відповідає 4,0015 а. о. м. або 6,645×10−27 кілограмів[22].
Для розділення альфа-частинки на складники, потрібно витратити 28,29688 МеВ (≈7,08 МеВ на нуклон), тобто альфа-частинка є дуже сильно зв'язаною й стабільною[23].
Спін і магнітний момент альфа-частинки дорівнюють нулю, тобто альфа-частинка належить до бозонів[22].
Після відкриття 1896 року Антуаном Беккерелем радіоактивності, а 1898 року П'єром і Марією Кюрі радію, фізики отримали потужні джерела радіоактивного випромінювання, що стало поштовхом до подальших досліджень[24].
У 1899–1900 роках незалежно один від одного Ернест Резерфорд в Монреалі та Поль Віллар у Парижі класифікували радіоактивне випромінювання на три типи за його відхиленням у магнітному полі та проникною здатністю.[25]. Резерфорд назвав альфа-променями випромінювання з найменшою проникною здатністю та позитивним зарядом; два інші типи отримали назву бета- і гамма-випромінювання. Він також визначив відношення маси альфа-частинки до її заряду і, спираючись на ці дані, висловив припущення, що вона є двічі іонізованим атомом гелію. 1908 року Резерфорд підтвердив це припущення, показавши, що альфа-випромінювання супроводжується появою атомів гелію. Для цього радіоактивне джерело помістили в скляну ампулу з дуже тонкими стінками, що пропускали альфа-частинки. Цю ампулу розмістили всередині другої, із товстішими стінками. Через деякий час після початку експерименту за допомогою спектроскопії було встановлено, що у зовнішній ампулі накопичився гелій[26].
Продовжуючи досліджувати альфа-частинки, 1911 року Резерфорд разом з Гансом Гейгером і Ернестом Марсденом провели славнозвісний експеримент з обстрілювання альфа-частинками золотої фольги. Золота фольга завтовшки менше мікрометра (за такої товщини, у фользі було лише кілька сотень шарів атомів) обстрілювалася альфа-частинками, що вилітали з радієвого джерела, а після проходження через фольгу замірялися кути, на які альфа-частинки розсіювалися. Під час цього експерименту було відкрито, що хоча зазвичай при прольоті через тонкий шар речовини альфа-частинка лише відхиляється на невеликий кут, проте зрідка (приблизно в одному випадку на 8000) вона відбивається назад. Ці експерименти врешті-решт призвели до відкриття сучасних уявлень про будову атома: масивне й невелике атомне ядро в центрі та електрони на великій відстані навколо нього. До цих експериментів найбільш поширеним уявленням про будову атома була модель Томпсона, або пудингова модель: позитивно заряджений атом, в якому, немов родзинки в кексі, сидять електрони. Стара модель не могла пояснити поведінку альфа-частинок, бо легкий електрон не міг відбити важку альфа-частинку, а жодних інших структурних елементів модель не передбачала[27].
Трансмутація елементів під час радіоактивного розпаду була відома ще з 1901 року, але 1917 року Резерфорд відкрив й інший тип перетворень. Випускаючи альфа-частинки в повітря він помітив, що це призводить до виникнення іонів водню. Пізніше було показано, що причиною цього є реакція альфа-частинок з азотом, яка породжувала невідомий на той час ізотоп кисню й протон[28]:
- 14N + α → 17O + p
Це було першою відкритою ядерною реакцією[29].
Хоча антигелій-3 був отриманий ще 1971 року[30], антиальфа-частинку змогли створити лише 2011 року[31] зусиллями вчених Брукгейвенської національної лабораторії[32].
Магнітний альфа-спектрометр розташований на МКС, проаналізував 250 мільярдів космічних променів. Якби хоча б один з них виявився антиальфа-частинкою, це був би сильний аргумент на користь наявності значних скупчень антиматерії у Всесвіті, оскільки утворення такої структури в реакціях звичайної матерії дуже малоймовірно[33]. Наразі було зафіксовано декілька кандидатів, але остаточного підтвердження, що це була саме антиальфа-частинка, а не помилка детекції — немає[34].
Завдяки значній кінетичній енергії альфа-частинки дуже інтенсивно взаємодіють з атомами середовища. Довжина їхнього пробігу пропорційна кубу початкової швидкості або четвертому ступеню швидкості для частинок з початковою енергією більшою за 11 МеВ, але не перевищує кількох міліметрів у конденсованих середовищах і кількох сантиметрів у повітрі[35].
Пружним розсіянням називається явище, при якому сумарна кінетична енергія після зіткнення не змінюється, а лише відбувається перерозподіл енергії й імпульсу між частинками[35].
Альфа-частинки практично не розсіюються на електронах через велику масу: максимальне відхилення альфа-частинок при розсіянні на електроні становить тридцять кутових секунд. Розсіяння на ядрі описується формулою Резерфорда[35]:
- ,
де N — кількість частинок, що падають на одиницю площі мішені за 1 секунду; n — об'ємна концентрація ядер; d — товщина мішені; Z — заряд ядра-розсіювача; z, m і v — відповідно заряд, маса й швидкість частинки. Ця формула побудована з урахуванням лише кулонівських сил, і тому не враховує різноманітні квантові ефекти. Квантові ефекти враховано у формулі Мотта[35].
У результаті непружного розсіяння електрон вибивається з атома, який іонізується, а сама альфа-частинка втрачає частину енергії. Через заряд +2, велику масу і запаси кінетичної енергії, під час пробігу альфа-частинка активно іонізує атоми на своєму шляху[36].
Інтенсивність іонізації, створюваної альфа-частинкою, нелінійно залежить від її енергії. Цю залежність демонструє крива Бреґґа. Найінтенсивніше альфа-частинка втрачає енергію незадовго до зупинки[35].
Через інтенсивну взаємодію, альфа-частинки швидко втрачають енергію, тому їхня проникна здатність дуже мала: щоб їх зупинити, достатньо листка паперу або верхнього шару ороговілого епідермісу. Середня довжина пробігу альфа-частинок залежить від їхньої енергії та густини середовища: в повітрі це 4 і 7 сантиметрів для енергії 5,3 і 7,7 МеВ відповідно. В папері пробіг частинок таких енергій це 50 і 92 мікрометри, а в воді (або м'яких тканинах людини) — 40 і 72 мікрометри[37].
У напівпровідникових приладах наслідки влучання альфа-частинок призводять до «м'яких помилок». Це відкриття призвело до суворого контролю радіоактивних елементів в упаковці напівпровідникових матеріалів[38].
У випадку непружного розсіяння на ядрах в альфа-частинки вистачає енергії для того, щоб перескочити через кулонівський бар'єр і злитися з ядром. Після цього, зазвичай, утворюється проміжне нестабільне ядро, що невдовзі розпадається, виділяючи нейтрони, гамма-кванти або заряджені частинки[39].
Альфа-частинки є високоцитотоксичними, оскільки вони викликають складні ураження ДНК. Глибина проникнення альфа-частинок у біологічні тканини становить <100 мкм, лінійне перенесення енергії — 50–230 кеВ/мкм[40]. Через малу глибину поглинання та нездатність проникати крізь зовнішні шари шкіри, альфа-частинки, як правило, не є небезпечними для життя, якщо джерело не проковтнули або не вдихнули[41].
При потраплянні всередину тіла, через високу іонізуючу здатність небезпека сильно зростає. Головним фактором ризику, який визначає, чи загине клітина, є проходження альфа-частинки через ядро. В такому випадку шанси пошкодження ДНК дуже зростають. Пошкодження може відбуватися як напряму іонізацією молекули ДНК (яка може супроводжуватися її розривом), так і іонізацією навколишніх молекул (перш за все — води, з ймовірним утворенням гідроксид-іона), які вступають в реакцію з ДНК. Для альфа-частинок перший механізм є більш суттєвим, ніж для бета- і гамма-випромінювання. Іншою важливою причиною запуску апоптозу клітини може бути пошкодження клітинної мембрани, особливо якщо альфа-частинка рухалася вздовж неї[40][41].
Одна альфа-частинка створює декілька тисяч пар іонів на мікрометр пробігу у біологічних тканинах[42]. Загальна кількість атомів, іонізованих однією частинкою, може досягати 250 тисяч. Іонізація спричиняє велику кількість небезпечних хімічних реакцій, таких як окиснення гуаніну, утворення вільних радикалів, активація АТФ і т. ін. Відносну біологічну ефективність[en] (ВБЕ) альфа-випромінювання приймають рівною десяти за шкалою, де за одиницю приймається біологічний ефект, створюваний гамма-випромінюванням[43]. Втім, це число сильно варіюється залежно від енергії частинок і типу тканин: наприклад, для сперматозоїдів ВБЕ альфа-частинок може доходити до 25[44].
Міжнародна комісія з радіаційного захисту наводить оцінки ВБЕ для альфа-випромінювання від 10 до 35 залежно від тканин й енергії частинок. Радіаційний ваговий коефіцієнт (коефіцієнт оцінки загальної шкоди для здоров'я, порівняно з гамма-випромінюванням) рекомендується приймати рівним 20 для альфа-випромінювання[45].
Надзвичайно потужним альфа-випромінювачем є полоній-210. Він легко зв'язується з білковими молекулами та накопичується на їхній поверхні, а його період напіврозпаду є достатньо великим, щоб він міг накопичуватися в організмі, тому його вважають однією з найбільш токсичних відомих речовин. Полоній постійно утворюється в атмосфері під час розпаду радону. Він вважається основним джерелом альфа-радіації в їжі; особливо багаті ним морські продукти[46]. Також він накопичується в листках деяких рослин, зокрема тютюну, через що під час паління потрапляє безпосередньо до легень, роблячи свій внесок у канцерогенність тютюнового диму.[47]. З іншого боку, курці мають зазвичай товщий шар слизу на бронхах, що частково знижує шкоду[45]. Полоній-210 був використаний для вбивства російського дисидента та колишнього співробітника ФСБ Олександра Литвиненка у 2006 році[48].
Через низьку проникну здатність, радіаційний захист від альфа-випромінювання передбачає не екранування самого випромінювання, а захист від вторинних небезпек, головною з яких є потрапляння джерел випромінювання всередину тіла: в легені (через дим, пил, випаровування), в органи травлення (через проковтування безпосередньо чи після потрапляння на їжу), у відкриті рани. Звичайні міри застороги передбачають використання посуду, що не б'ється, заборону паління, ретельне миття рук, використання захисних рукавичок і спеціального лабораторного одягу, максимальне розділення їдальні від робочої зони, недопустимість зберігання їжі в лабораторії, недопустимість роботи з незагоєними ранами, правильну утилізацію відходів, хорошу вентиляцію, за потреби — роботу в респіраторі (радон, один з альфа-випромінювачів, є газом за нормальних умов), заборону піпетування ротом, регулярну перевірку лічильником Гейгера на наявність забруднення[49][50]. Бажаною є повна ізоляція джерел випромінювання і робота з альфа-випромінювачами виключно у боксі з рукавичками[51].
Додатковим фактором ризику є супутнє нейтронне випромінювання, яке виникає при взаємодії частинок з легкими ядрами, в тому числі з киснем з повітря, і має значно більшу проникну здатність. Багато альфа-випромінювачів також є гамма-випромінювачами. Продукти розпаду альфа-випромінювачів також можуть бути радіоактивними, але розпадатися по інших каналах[52]. Альфа-частинки можуть у вигляді гелію накопичуватися всередині герметичної ємності, де зберігається радіоактивна речовина, і створювати тиск, який може призвести до вибуху[53].
Довготривалий контакт з альфа-випромінювачами призводить до деградації пластику (розкладання на газоподібні фракції: вуглекислий газ, водень та ін.), що необхідно враховувати при їхньому зберіганні[54].
Існують перспективи використання альфа-частинок для лікування ракових пухлин. За даними досліджень, для знищення ракової клітини достатньо трьох влучань альфа-частинок, тоді як у разі використання бета-випромінювання для досягнення такого самого ефекту потрібні кілька тисяч влучань. Крім того, завдяки низькій проникній здатності альфа-частинок їх можна використовувати прицільніше, мінімізуючи опромінення здорових тканин.[55].
Іншим медичним застосуванням альфа-частинок є радонові ванни. За деякими даними, купання у насиченій радоном воді або приймання її внутрішньо може бути корисним для здоров'я. Однак, використання таких процедур може бути пов'язане з радіаційною небезпекою, бо при них шкіра і легені опромінюються сильніше, ніж інші органи, що може підвищувати ризик розвитку пухлин[56].
Завдяки своїм іонізуючим властивостям альфа-частинки використовують в іонізаторах повітря. Одним із конструктивних елементів ізотопного іонізатора є джерело альфа-випромінювання. Альфа-частинки, які воно випромінює, інтенсивно іонізують повітря, після чого утворені позитивні й негативні іони розділяються електричним полем.[57]. Іонізоване повітря використовується для аероіонотерапії[58].
Ізотопи, що випромінюють альфа-частинки, широко використовуються в радіонуклідних батареях. Їхніми перевагами є висока енергетичність альфа-частинок (наприклад, питома потужність полонія-210 становить 1200 ватів на кубічний сантиметр), а також низька проникна здатність, через що знімати енергію можна на невеликій ділянці простору. Радіоізотопні джерела енергії активно використовуються за відсутності доступу до зовнішніх джерел енергії, в першу чергу, в космічних апаратах[10].
В іонізаційних детекторах диму є невелика кількість (менше мікрограма)[59] радіоактивної речовини. В детекторах, що випускалися в США, зазвичай містився америцій, а у виготовлених в СРСР — плутоній. Альфа-частинки, що їх випромінює джерело, іонізують повітря у спеціальній камері детектора, і якщо ввести в цю камеру два електроди, між ними починає текти струм. Коли частинки диму потрапляють до детектора, вони притягують вільні іони до себе, через що сила струму зменшується, що й реєструється приладом. Такі детектори є дешевшими за сучасніші фотоелектричні, проте мають більші шанси на помилкові тривоги, а також, несуть радіаційні ризики в разі неправильної утилізації[60].
При обстрілюванні берилію-9 альфа-частинками відбувається реакція[61]
Такі джерела є порівняно недорогими та простими у використанні. Вихід нейтронів на кюрі радіоактивності джерела та їхня енергія залежать від радіоактивного елемента, який продукує альфа-частинки. Використовуються джерела на основі радію, плутонію, полонію або америцію. Наприклад, джерела на основі америцію випромінюють 71 нейтрон на мільйон поглинутих альфа-частинок, з середньою енергією нейтронів 4,2 МеВ, а максимальною — 11 МеВ. Джерела на основі радію також продукують гамма-випромінювання, що може бути недоліком і потребувати додаткового захисту. Іноді замість берилію використовуються інші легкі елементи: фтор, літій, бор[62][63].
Джерела нейтронів на основі плутонію й америцію[62] використовують як пускові джерела нейтронів[64] для стабільного та надійного ініціювання ланцюгової ядерної реакції в ядерних реакторах[65]. Полоній-берилієві джерела використовуються в модульованому ініціаторі нейтронів для запуску ланцюгової реакції в ядерній зброї; вони були використані й в перших атомних бомбах, розроблених у межах Мангеттенського проєкту[66].
Гелій є другим після водню компонентом зірок, тому альфа-частинки відіграють ключову роль в нуклеосинтезі. Вони утворюються під час реакції ядерного горіння водню, яка живить зірку основну частину її життя. На пізніших стадіях, під час ядерного горіння гелію, утворюються важчі елементи (вуглець і кисень). Для легких зірок типу Сонця нуклеосинтез обмежується цими двома реакціями, після чого відбувається перетворення на білого карлика, тоді як для масивніших зірок продукти горіння гелію також вступають у реакції, породжуючи розмаїття елементів[67].
У ядрах зірок гелій утворюється з водню в ході багатостадійного процесу. Спочатку два протони утворюють ядро дейтерію (дейтрон). Це найповільніша частина процесу через малу ймовірність такої реакції. Дейтерій захоплює ще один протон і перетворюється на гелій-3. Нарешті, два ядра гелію-3 утворюють альфа-частинку і вивільняють два протони[68]. Цей процес є основним джерелом енергії легких зір, серед них і Сонця[68].
У важчих зірках існує ще один спосіб продукування альфа-частинок з протонів — вуглецево-азотний цикл. У ньому ядра вуглецю, азоту і кисню виступають каталізаторами перетворення, послідовно захоплюючи протони й розпадаючись[69].
Зорі з масою понад 1,3 сонячної після спалення водню стискаються і розігріваються до вищих температур (понад 100 млн градусів), завдяки чому в них починаються різноманітніші ядерні процеси[70].
Берилій-8, який утворюється при зіткненні двох альфа-частинок, є надзвичайно нестабільним і розпадається приблизно за 10−17 секунди. Тому для утворення важких елементів надзвичайно важливою є потрійна альфа-реакція — утворення вуглецю-12 при зіткненні альфа-частинки з берилієм-8 за той невеликий час, доки він існує. Для такої послідовності перетворень три альфа-частинки мають зустрітися практично в один момент, що і дало реакції назву[70].
Далі ядра послідовно приєднують до себе альфа-частинки, утворюючи все важчі елементи[70]:
![{\displaystyle {\begin{array}{ll}{~{\vphantom {A}}_{\hphantom {6}}^{\hphantom {12}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{6}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {12}}}\mathrm {C} \ ~~{}+{}{\vphantom {A}}_{\hphantom {2}}^{\hphantom {4}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{2}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {4}}}\mathrm {He} \ {}\mathrel {\longrightarrow } {}~{\vphantom {A}}_{\hphantom {8}}^{\hphantom {16}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{8}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {16}}}\mathrm {O} \ \ ~{}+{}\mathrm {\gamma } ~{,}{\mkern {3mu}}}&E=7.16\ {\mathsf {MeV}}\\{~{\vphantom {A}}_{\hphantom {8}}^{\hphantom {16}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{8}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {16}}}\mathrm {O} \ ~~{}+{}{\vphantom {A}}_{\hphantom {2}}^{\hphantom {4}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{2}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {4}}}\mathrm {He} \ {}\mathrel {\longrightarrow } {}{\vphantom {A}}_{\hphantom {10}}^{\hphantom {20}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{10}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {20}}}\mathrm {Ne} \ \ {}+{}\mathrm {\gamma } ~{,}{\mkern {3mu}}}&E=4.73\ {\mathsf {MeV}}\\{{\vphantom {A}}_{\hphantom {10}}^{\hphantom {20}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{10}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {20}}}\mathrm {Ne} \ ~{}+{}{\vphantom {A}}_{\hphantom {2}}^{\hphantom {4}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{2}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {4}}}\mathrm {He} \ {}\mathrel {\longrightarrow } {}{\vphantom {A}}_{\hphantom {12}}^{\hphantom {24}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{12}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {24}}}\mathrm {Mg} \ {}+{}\mathrm {\gamma } ~{,}{\mkern {3mu}}}&E=9.32\ {\mathsf {MeV}}\\{{\vphantom {A}}_{\hphantom {12}}^{\hphantom {24}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{12}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {24}}}\mathrm {Mg} \ {}+{}{\vphantom {A}}_{\hphantom {2}}^{\hphantom {4}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{2}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {4}}}\mathrm {He} \ {}\mathrel {\longrightarrow } {}{\vphantom {A}}_{\hphantom {14}}^{\hphantom {28}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{14}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {28}}}\mathrm {Si} \ ~~{}+{}\mathrm {\gamma } ~{,}{\mkern {3mu}}}&E=9.98\ {\mathsf {MeV}}\end{array}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b5afd634ba451344e0d319fc625faebf23a539bd)
І так до ядра нікелю-56. На кожному етапі цього процесу виділяється енергія[70].
Деякі ядра, що утворюються таким чином, є нестійкими та розпадаються, породжуючи нові ланцюжки перетворень[70].
Утворення ядер з ще більшою масою шляхом приєднання альфа-частинок не супроводжується виділенням енергії, тому в процесі життя зорі такі реакції не відбуваються. Важчі елементи утворюються шляхом інших реакцій: s-процесу і r-процесу[70].
- ↑ alpha particle
- ↑ Альфа-распад [Архівовано 22 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Каденко,Плюйко, 2019, с. 265.
- ↑ Альфа-распад [Архівовано 22 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- 1 2 3 альфа-распад [Архівовано 5 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Каденко,Плюйко, 2019, с. 262.
- ↑ FRIB, Nuclear Data Group (2024), Discovery of Nuclides Project (англ.), doi:10.11578/FRIB/2279152, процитовано 4 липня 2026
- ↑ Альфа-распад. Кулоновский и центробежный барьеры. [Архівовано 21 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Каденко,Плюйко, 2019, с. 263.
- 1 2 ЯДЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ [Архівовано 25 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Triton and alpha emission in the thermal-neutron-induced ternary fission of U233, U235, Pu239, and Pu241(англ.)
- ↑ α-accompanied cold ternary fission of Pu238–244 isotopes in equatorial and collinear configuration(англ.)
- ↑ Brandt, Reinhard (1971). Ternary Fission. Angewandte Chemie International Edition in English (англ.). 10 (12): 890—900. doi:10.1002/anie.197108901. ISSN 1521-3773.
- ↑ Ternary fission with the emission of long-range α particles in fission of the heaviest nuclei(англ.)
- ↑ Ternary Fission Process [Архівовано 2 лютого 2017 у Wayback Machine.](англ.)
- ↑ Що являють собою космічні промені?. Архів оригіналу за 22 листопада 2016. Процитовано 21 листопада 2016.
- ↑ cosmic ray(англ.)
- ↑ Cosmic ray sources and detectors(англ.)
- ↑ Are Low Energy Cosmic Rays Produced Inside Our Galaxy, The Milky Way?(англ.)
- ↑ Physical Sensors: Radiation Sensors(англ.)
- ↑ Measuring the α-particle charge radius with muonic helium-4 ions(англ.)
- 1 2 Альфа-частица [Архівовано 5 квітня 2017 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Булавін,Тартаковський, 2005, с. 81.
- ↑ FROM THE DISCOVERY OF RADIOACTIVITY TO THE PRODUCTION OF RADIOACTIVE BEAMS(англ.)
- ↑ О физиках и физике [Архівовано 23 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ What is the Alpha Particle? [Архівовано 23 листопада 2016 у Wayback Machine.](англ.)
- ↑ Опыт Резерфорда [Архівовано 22 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Rutherford, transmutation and the proton(англ.)
- ↑ Transmutation of the Elements [Архівовано 24 листопада 2016 у Wayback Machine.](англ.)
- ↑ Observation of antihelium-3(англ.)
- ↑ Agakishiev, H.; Aggarwal, M. M.; Ahammed, Z.; Alakhverdyants, A. V.; Alekseev, I.; Alford, J.; Anderson, B. D.; Anson, C. D.; Arkhipkin, D. (2011–05). Observation of the antimatter helium-4 nucleus. Nature (англ.). 473 (7347): 353—356. doi:10.1038/nature10079. ISSN 1476-4687.
{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки з неправильним форматом в діапазонах дат (посилання) - ↑ Mohanty, Bedangadas (10 червня 2011). STAR Experiment reports observation of the antimatter helium-4 nucleus. Current Science (00113891) (англ.). 100 (11): 1613. ISSN 0011-3891.
- ↑ antimatter(англ.)
- ↑ Cosmic-Ray Propagation Models Elucidate the Prospects for Antinuclei Detection(англ.)
- 1 2 3 4 5 Взаимодействие альфа-частиц с веществом [Архівовано 23 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Kapitza, Piotr Leonidovich (2 жовтня 1922). The loss of energy of an α- ray beam in its passage through matter. Part I. — Passage through air and CO2. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character (англ.). 102 (714): 48—71. doi:10.1098/rspa.1922.0072. ISSN 0950-1207.
- ↑ Attenuation range of particle radiations (alpha and beta) in human skin by Monte Carlo simulation(англ.)
- ↑ May, T.C.; Woods, M.H. (1979–01). Alpha-particle-induced soft errors in dynamic memories. IEEE Transactions on Electron Devices. 26 (1): 2—9. doi:10.1109/T-ED.1979.19370. ISSN 0018-9383.
{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки з неправильним форматом в діапазонах дат (посилання) - ↑ Взаимодействие альфа- и бета-излучения с веществом [Архівовано 26 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- 1 2 Pouget, Jean-Pierre; Constanzo, Julie (27 липня 2021). Revisiting the Radiobiology of Targeted Alpha Therapy. Frontiers in Medicine. 8. doi:10.3389/fmed.2021.692436. ISSN 2296-858X. PMC 8353448. PMID 34386508.
{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - 1 2 Christensen, D. M.; Iddins, C. J.; Sugarman, S. L. (2014). Ionizing radiation injuries and illnesses. Emergency Medicine Clinics of North America. 32 (1): 245—65. doi:10.1016/j.emc.2013.10.002. PMID 24275177.
- ↑ Альфа-излучение [Архівовано 21 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ ДОЗИМЕТРІЯ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ
- ↑ RBE and radiation weighting factors as applied in the context of protection of the environment from ionising radiation(англ.)
- 1 2 Relative Biological Effectiveness (RBE), Quality Factor (Q), and Radiation Weighting Factor (wR)
- ↑ Spatial variability in Polonium-210 and Lead-210 activity concentration in New Zealand shellfish and dose assessment(англ.)
- ↑ Radford, Edward P.; Hunt, Vilma R. (1964). Polonium-210: A Volatile Radioelement in Cigarettes. Science. 143 (3603): 247—249. Bibcode:1964Sci...143..247R. doi:10.1126/science.143.3603.247. PMID 14078362.
- ↑ Cowell, Alan (24 листопада 2006). Radiation Poisoning Killed Ex-Russian Spy. The New York Times. Процитовано 15 вересня 2011.
- ↑ Radiation Safety Manual - Chapter 03: Radiation Protection Principles(англ.)
- ↑ Assessment of Occupational Exposure Due to Intakes of Radionuclides(англ.)
- ↑ Elements of a Glovebox Glove Integrity Program(англ.)
- ↑ SAFE HANDLING AND STORAGE OF PLUTONIUM(англ.)
- ↑ Qualification Standard Reference Guide(англ.)
- ↑ RADIOLYTIC GAS PRODUCTION IN THE ALPHA PARTICLE DEGRADATION OF PLASTIC(англ.)
- ↑ Альфа излучение-полезная радиоактивность [Архівовано 26 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Альфа-терапия [Архівовано 25 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Эксперименты с воздействием полониевого генератора на различных людей [Архівовано 25 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Аероіонотерапія
- ↑ How smoke detectors work [Архівовано 9 жовтня 2017 у Wayback Machine.](англ.)
- ↑ Военная и гражданская техника — датчики дыма [Архівовано 26 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ The Production of Neutrons by Bombardment of Beryllium with $\alpha $-Particles(англ.)
- 1 2 Neutron Sources(англ.)
- ↑ ALPHA NEUTRON SOURCES(англ.)
- ↑ Integrated Publishing. Neutron Sources Summary. Tpub.com. Процитовано 28 березня 2010.
- ↑ Atomic Energy of Canada (1997). Canada enters the nuclear age: a technical history of Atomic Energy of Canada Limited. McGill-Queen's Press - MQUP. с. 224. ISBN 0-7735-1601-8.
- ↑ Early nuclear weapons(англ.)
- ↑ Exploring Stars in Underground Laboratories: Challenges and Solutions(англ.)
- 1 2 proton-proton chain(англ.)
- ↑ CNO cycle(англ.)
- 1 2 3 4 5 6 The universe's guide to creating elements(англ.)
- Булавін Л.А., Тартаковський В.К. Ядерна фізика: Підручник. — 2, перероб. і доп. — Київ : Знання, 2005. — 439 с. — ISBN 966-346-020-2.
Каденко, В. А. Плюйко. ФІЗИКА АТОМНОГО ЯДРА. ТА ЧАСТИНОК. Підручник. 2-ге видання, перероблене і допоповнене. (ЕЛЕКТРОННА ВЕРСІЯ). КИЇВ 2019.
- Каденко І.М., Плюйко В.А. Фізика атомного ядра та частинок. — 2, перероб. і доп. — Київ : ВПЦ "Київський університет", 2019. — 467 с. — ISBN 978-966-433-022-2.
| Тематичні сайти | |
|---|---|
| Словники та енциклопедії | |
| Довідкові видання | |
| Нормативний контроль |
