فهم أساسيات ألفا ديكي في العناصر المشعة

ويجب أن يكون QA إيجابياً، بالنسبة لأشد النواة الثقيلة فوق الرصاص (Z ⁇ 82)، فإن Q إيجابي بالنسبة لإلغاء الفيا بسبب انخفاض الطاقة الملزمة لكل نواة في هذه المنطقة، إذ أن الجسيمات ألفا تتلقى أغلبية قيمة الكم؛ أما بالنسبة للبنة النواة فتتشكل من مئات الكيلوتيف المعدني فقط.

العوامل المؤثرة في ألفا ديكي

وهناك عدة عوامل متأصلة وخارجية تحدد ما إذا كانت النواة ستخضع للتحلل الألفائي ومدى سرعة حدوث التحلل.

الاستقرار النووي والطاقة الملزمة

إن استقرار النواة يحكمه التوازن بين القوى النووية القوية الجذابة (العمل بين جميع النواة) والقوى الكهروستاتينية السائلة (العمل بين البروتونات) وبالنسبة للعناصر الثقيلة، فإن إبطال مفعول الفولوم يكتسي أهمية لأن الشحنة الإيجابية توزع على حجم كبير، ونتيجة لذلك، تصل قوة النيتروز الملزمة للطاقة إلى حد أقصى بالقرب من الحديد (الانقسام 56) ثم إلى النصف.

نموذج التسرب السائل

The liquid drop model of the nucleus treats nucleons like molecules in a liquid drop, with surface tensions and Coulomb repulsion contributions. According to this model, alpha decay occurs when the positive Q-value overcomes the Coulomb barrier. The model successfully reproduces the trend that alpha decay half-lives decrease with increasing Z and A for heavy nuclei effects.

هيكل الجلود وأرقام السحر

(أ) الـ[2] من الـ[2] قذيفة نووية، مع بعض " الـ (الغامق) من البروتونات أو النيوترونات (2 و8 و20 و28 و50 و82 و126) تكون لها قذائف مغلقة، مثل الطلقات الكهربائية المغلقة في الغازات الخاملة، وتفضي هذه القذائف إلى طاقات واستقرار عالية الإلزام.

العدد الذري والمجموعات

ويصبح تفكك ألفا محتملاً بشكل متزايد، حيث يزيد العدد الذري على 82 (الرصاص) أما العناصر في سلسلة الأنشطة (Z = 89-103) وعناصر الصنع التي عادة ما تظهر التحلل ألفا كأسلوبها الأول في التحلل، وبالنسبة للعناصر الاصطناعية الثقيلة (Z ⁇ 100)، فإن الأكسيد ألفا يمكن أن ينخفض إلى ثانيات أو أقل.

أمثلة ملحوظة على " ألفا ديكي "

يظهر الفلفا في عدة سلسلة مشعة طبيعية ويستخدم على نطاق واسع في بحوث الفيزياء النووية.

Uranium-238 Decay Chain

²³⁸]U, with a half-life of 4.468 billion years, is the most abundant uranium isotope. Its alpha decay initiates a series of 14 steps (including multiple alpha and beta emissions) that ends in stable ²⁰⁶]Pb. The first decay is:

²³⁸U ₉₂] ⁇ ²³⁴]]Th ₉₀ + ألفا

هذه السلسلةِ التحللِ هي الأساسِ للمُتَوَاعَدَةِ التي تَتَأَخُّرُ باليورانيومِ الصخورِ القديمةِ والنيزكِ.

سلسلة ثوريوم - 232

²³²]Th (half-life 14.05 billion years) decays by alpha emission to ²²⁸Ra, ultimately reaching ²⁰⁸]Pb, Thorium is vital in nuclear reactor fuel cycles, as6]

Radium and Radon

²²⁶]Ra (نصف العمر 1600 سنة) هي مُنَعَة ألفا مشتركة موجودة في خامات اليورانيوم، وتنتج مادة التحلل ألفا ²²²]]]Rn، وهو مُخزِّر غازي يمكن أن يتراكم في المباني ويُحدث خطراً كبيراً على سرطان الرئة.

Polonium-210: A Rapid Alpha Decayer

²¹⁰]Po decays by alpha emission with a half-life of only 138 days to stable ^]206Pb. Each decay releases a 5.3 MeV alphaarticle. because of its high specific activity (energy release per gram), ¹⁰

أثر ألفا ديكي في العلم والتكنولوجيا

وتمتد دراسة مادة الفيا البدائي إلى أبعد من الفيزياء النووية المجردة؛ وهي مسألة أساسية بالنسبة للعديد من التخصصات العملية والنظرية.

التدابير الراديوميتي

(أ) السلاسل التي تستخدمها ألفا، ولا سيما سلاسل اليورانيوم والثوريوم، ويمكن للمواعدة الراديوية لعينات جيولوجية وأثرية.

التطبيقات الطبية

(أ) استخدام النظائر السائلة من مادة ألفا إلى الطب النووي، لا سيما لعلاج ألفا المستهدف (TAT)، وتجعلها قصيرة المدى ودرجة عالية من الجسيمات ألفا مثالية لإصابة الخلايا السرطانية أثناء تطايرها للأنسجة الصحية ([الرقم القياسي للكلمات]) 225 [المقياس المرجعي]: المادة 8](أ)

درع الإشعاع والسلامة

(ب) لأن [[الألفا] تُوقف بواسطة ورقة أو طبقة خارجية من الجلد البشري، فإن التعرض الخارجي عموماً ليس خطيراً، غير أن ارتفاع معدل التعرض للأشعة الليفية يعني أن المواد غير الألفية داخل الجسم من خلال الاستنشاق أو الاختناق أو الجروح - المخاطر الصحية الخطيرة.

القوى النووية ودورات الوقود

ويؤدي التحلل ألفا دورا في إدارة النفايات النووية، إذ أن العديد من منتجات الأنشطار التي تبلغ نصف العمر طويلة هي بيتا أو مرارة غاما، ولكن العناصر الميكانيكية (الأونيوم، والبلوتونيوم، والكوريوم) في تلف الوقود النووي المستهلك، أساسا من انبعاثات ألفا، ويجب النظر في الحرارة الناجمة عن التحلل الفاديمي في استراتيجيات التخزين والتصريف، مثل مستودعات الغازات الأرضية العميقة، بالإضافة إلى ذلك.

الفيزياء الفلكية وهرس العناصر

A decay is intimately connected with the production of heavy elements in stars. During stellar nucleosynthesis, the triple-alpha process fuses three helium nuclei into carbon, and subsequent alpha-capture reactions build heavier nucle up to iron. Beyond, neutron capture processes (s-process and r-process) create unsphatable back

خاتمة

إن الإهدار ألفا هو أكثر بكثير من مثال على عدم الاستقرار النووي، فهو ظاهرة نفقية كمية تحكم تحويل العناصر الأثقل، وتتيح تاريخ المواد القديمة، وتوفر أدوات قوية لعلاج السرطان، وتؤثر على إدارة المواد النووية والبحث عن عناصر خارقة، ومن شأن قاعدة جيغر - نوتال أن تخفف من التقدم العلمي الحديثة المستهدفة، فإن دراسة القوى الألفية الفوقية لا تزال تولد أفكاراً عن طريق الترميز.