آلفا دکینگ چیست؟

فروپاشی آلفا یک نوع بنیادی از فروپاشی رادیواکتیو است که در آن هسته اتمی ناپایدار یک ذره آلفا را از بین می برد.یک ذره آلفا متشکل از دو پروتون و دو نوترونی است که با هم پیوند دارند، مشابه با هسته اتم هلیوم-4 است، این فرآیند باعث می شود که تعداد اتمی ایزوتوپ اصلی توسط دو و تعداد جرم آن به چهار، تبدیل آن به یک عنصر مختلف، به عنوان مثال، هنگامی که آلفا 38-2 با ثبات آن مواجه شود، کاهش یابد (این مقدار ذرات سمی است که توسط مقدار ذرات هسته ای که توسط آن مقدار بسیار مثبت است).

انرژی آزاد شده در طول فروپاشی آلفا به طور معمول در محدوده 4-9 MeV (میلیون ولت الکترون) است که توسط ذره آلفا و هسته رکن دفع می شود، زیرا ذرات آلفا نسبتا سنگین و بسیار شارژ هستند، آنها انرژی را به سرعت از دست می دهند، در حالی که از طریق ماده چند سانتی متر هوا یا یک ورق نازک از کاغذ می تواند آنها را به طور کامل متوقف کند این ملک باعث می شود که مقدار آلفا یا به مقدار تابش آن آسیب برساند، اما اگر آن آسیب قابل توجهی از آن را مصرف کند، به این مقدار تابش فیبر یا حتی اگر آن را کاهش دهد، به این مقدار تابش فیبر فسیلی کاهش دهد، به این امر باعث می شود، به این امر باعث می شود، به این که باعث می شود، به این که باعث می شود، به این که باعث می شود، به این که باعث آسیب بسیار زیاد فیبر قابل توجه باشد، یا اینکه به این که باعث آسیب بسیار زیاد فیبر فسیلی یا اینکه به این که به این امر باعث آسیب رساندن آن را کاهش می شود.

پوسیدگی آلفا نقش مهمی در رادیواکتیو طبیعی پوسته زمین ایفا می کند، زیرا بسیاری از ایزوتوپ های اولیه طولانی مدت - آن هایی که از زمان تشکیل زمین وجود دارند - که عمدتا توسط انتشار آلفا، درک مکانیک و نرخ این پوسیدگی ها برای ژئوشیمی، ایمنی رادیولوژی و حتی برای مواد زمین شناسی ضروری است.

نقش آلفا Decay در رادیو اکتیوی طبیعی زمین

پوسته زمین شامل انواع ایزوتوپ های رادیواکتیو طبیعی است، از جمله اورانیوم-238، تاوریوم-232 و رام-226.این ایزوتوپ ها بخشی از زنجیره های پیچیده ای هستند که شامل چندین سنگ آلفا و بتا می شوند، در نهایت به ایزوتوپ های سرب پایدار (بخش سرب-206 و سرب-208) می رسند.

عوامل متعددی بر غلظت ایزوتوپ های آلفا-فن در شکل های مختلف زمین شناسی تأثیر می گذارد. گرانیت تمایل دارد که اورانیوم بالاتر و محتوای تائوتریوم نسبت به پایه داشته باشد، این تنوع بدان معنی است که سطح تابش پس زمینه می تواند به طور قابل توجهی از یک منطقه به منطقه دیگر متفاوت باشد.در مناطق با بستر غنی از اورانیوم، سطوح رادون داخلی نیز ممکن است افزایش یابد، خطرات سلامتی بیشتری ایجاد کند.

عناصر رادیواکتیو کلیدی و زنجیره های Decay

مهم ترین انتشار دهنده های آلفا در پوسته زمین بخشی از سه سری اصلی پوسیدگی هستند:

  • ] [ ] [ اورانیوم-238 ] (نیم عمر - 4.5 میلیارد سال) از طریق زنجیره ای از 14 مرحله از جمله انتشار آلفا از رامیوم-226، رادون-222، polonium-210 و دیگران، در سرب-206 به پایان می رسد.
  • Thorium-232] سری: ثوریم-232 (نیمه عمر -14 میلیارد سال) در 10 مرحله با انتشارهای قابل توجه آلفا مانند رادون-220 (thoron) و polonium-212 به پایان می رسد.
  • ] [ سری اورانیوم-235] ] [ ] [نیم عمر - 704 میلیون سال] از طریق یک زنجیره کوتاه تر از جمله پوسیدگی آلفا از رادون-196 و دیگران، در سرب-207 این سری کمتر فراوان اما هنوز قابل توجه است.

هر یک از این مجموعه شامل ایزوتوپ های رادون است: رادون-۲۲۲ (از اورانیوم-238)، رادون-۲۲۲۲۲۲۲۲، و رادون-۲۲۲۲۲) یک گاز نجیب است که می تواند از طریق خاک پخش شود و در ساختمان ها تجمع کند.

انتشار های آلفا اضافی از علاقه شامل ساماریوم-147 (نیم عمر) - 1.06 × 1011 سال) و برخی ایزوتوپ های neptunium و پلوتونیوم است که در مقادیر ردیابی از تعاملات کیهانی و مواد اولیه وجود دارد، اگرچه این به طور قابل توجهی به رادیواکتیوی کل پوسته کمک می کند.

نیمه عمر و تولید گرما

نیمه عمر اورانیوم-238 و تاوریوم-232 به این معنی است که این عناصر از زمان تشکیل زمین ادامه داشته اند، به عنوان مثال، تنها حدود نیمی از اورانیوم اصلی-238 که 4.5 میلیارد سال پیش وجود دارد، انرژی آزاد شده از آلفا (و بتا) زوال آن، منبع اصلی گرمای داخلی زمین است.

سهم گرما از فروپاشی آلفا به ویژه در پوسته قاره ای مهم است، جایی که اورانیوم و تاوریوم در مواد معدنی مانند zircon، moazite و Allanite متمرکز شده اند، این مواد معدنی در آب و هوا زنده می شوند، غنی شده در رسوبات و گرانیت ها، در نتیجه، مناطق با جریان گرمای ضخیم قاره ای نسبت به سیستم های انرژی زمین گرمایی، اغلب با استفاده از مناطق غربی، افزایش می یابد، به عنوان مناطق تابش تابش و مناطق تابش رادیواکتیو در استان های تابشی غربی، به عنوان مناطق غربی، و مناطق تابشی که در استان های تابشی از آن بالا می شود.

مفاهیم آلفا Decay برای سلامت و محیط زیست

از آنجا که ذرات آلفا دارای یک انتقال کوتاه و انرژی خطی بالا (LET) هستند، آنها به ویژه هنگامی که در داخل بدن منتشر می شوند، خطرناک هستند، قرار گرفتن در معرض اشعه آلفا به طور کلی نگرانی نیست زیرا ذرات نمی توانند به لایه مرده پوست نفوذ کنند، با این حال، اگر یک ایزوتوپ آلفا تزریق شده یا استنشاق شود، می تواند سلول های حساس را از طریق افزایش خطر سرطان، تحریک کند.

رادون: خطر اولیه سلامت

گاز رادون که توسط فروپاشی آلفا رامیوم-۲۶ در سری اورانیوم-۲۳۸ تولید شده است، بزرگترین منبع تنها قرار گرفتن در معرض تابش طبیعی برای اکثر مردم است. از کنترل و پیشگیری از بیماری (CDC) می گوید که رادون دومین عامل اصلی سرطان ریه در ایالات متحده است، پس از مصرف دخانیات، هنگامی که آلودگی جامد (۲) می تواند آسیب های جامد رادون راد (۲)

اقدامات میگوئی شامل کاهش زیرکار، شکاف های آبریز در پایه ها و بهبود تهویه است. بسیاری از کشورها سطوح عملیاتی رادون داخلی را ایجاد کرده اند، به طور معمول حدود 4 پیک در هر لیتر (pCi / L) در ایالات متحده تست ساده و ارزان است و اصلاح می تواند به طور قابل توجهی کاهش یابد.

سایر اسیدهای آمینه طبیعی آلفا در بدن

اورانیوم و تاوریوم در مقادیر ردیابی در غذا و آب موجود هستند.بدن انسان حاوی حدود 90 میکروگرم اورانیوم است که عمدتا در استخوان است، که در آن پوسیدگی آلفا از اورانیوم-234 و اورانیوم-238 باعث کاهش جزئی از دوز تابش داخلی می شود، با این حال، نیمه زیستی اورانیوم نسبتاً با محصولات پوسیدگی رادون، به طوری که خطر سرطان پایدار به طور مشابه کاهش می یابد (به ویژه مصرف مواد غذایی نرم راند).

نظارت بر محیط زیست و استانداردهای ایمنی

آژانس های نظارتی مانند کمیسیون تنظیم مقررات هسته ای ایالات متحده (NRC) محدودیت هایی را در سطوح مجاز رادیونویدهای رادیوبلیدهای آلفا در هوا، آب و خاک تنظیم می کنند، برنامه های نظارت بر خاک رادون در خانه ها، اورانیوم در آب های زیرزمینی و تاری در مناطق معدن را اندازه گیری می کنند، زیرا پوسیدگی آلفا یک عامل اصلی برای درک دقیق و غیر فعال سازی زباله های هسته ای آن است.

علاوه بر این، از پوسیدگی آلفا برای قدمت زمین شناسی استفاده می شود، به عنوان مثال، روش قدمت اورانیوم (U-Pb) به پوسیدگی اورانیوم برای هدایت، شمارش تجمع رویدادهای پوسیدگی آلفا متکی است.این تکنیک برای تعیین سن سنگ، شهاب سنگ و حتی خود زمین ضروری است.

نتیجه گیری

پوسیدگی آلفا بسیار بیشتر از یک کنجکاوی فیزیک هسته ای است، موتور پشت یک بخش قابل توجه از رادیواکتیو طبیعی زمین، جریان گرما و فعالیت زمین شناسی است. ایزوتوپ های طولانی مدت آلفا-فن- انتشار اورانیوم-238، تاوریوم-232، و محصولات پوسیدگی آنها به پارچه پوسته پوسته پوسته بافته شده اند، انتشار انرژی بیش از میلیاردها سال انتشار تابش رادیواکتیو، در حالی که آنها به طور کلی از خطر آلودگی زیست محیطی تولید نمی کنند، و گاز سمی باقی می ماند.

با مطالعه تجزیه و تحلیل آلفا، دانشمندان می توانند زمینه های تابش طبیعی را بهتر مشخص کنند، استراتژی های کاهش رادون را بهبود بخشند و انرژی زمین گرمایی را مهار کنند.این فعل و انفعال بین پوسیدگی آلفا، زمین شناسی و زیست شناسی انسانی یک نمونه قانع کننده از چگونگی شکل گیری فرآیندهای هسته ای اساسی جهان ما است و چگونه باید اثرات آنها را برای محافظت از سلامت عمومی مدیریت کنیم.