Що таке Альфа Дегей?

Альфа-дегай є фундаментальним типом радіоактивного декаю, в якому нестійкий атомний ядер видає альфа-частинки. Альфа-частина складається з двох протонів і двох нейтронів, що межують разом, ідентичних нуклеї-4 атому. Цей процес зменшує оригінальний анатомічний число ізотопа двома і його масовими числом на чотири, трансформуючи його в інший елемент. Наприклад, коли уран-238 переносить альфа-дегу, він стає тирій-234. Цей режим дегай регулюється сильним ядерним зусиллям і квантовим тунелем; альфа-частина повинна подолати вузол, що має більший бар'я, що має більший декатний нуглон, що має більший нугманг, що має більший нуг, ніж у співа нугманометр, що має більший нуг, що має більший нуг, ніж у співа нуг, що має більший нуг, ніж у співаг, ніж у співаг, ніж у співаглон, що має більший нуглон,

Випущена енергія під час альфа-дегай зазвичай в діапазоні 4–9 МВ (мільйонні електрон-вольти), які зводяться альфа-часткою і рефольговим ядром. Оскільки альфа-частинки відносно важко і високо заряджаються, вони втрачають енергію швидко при проходженні речовини. Кілька сантиметрів повітря або тонкого аркуша паперу можуть зупинити їх повністю. Ця властивість робить альфа-дегу більш проникаючи, ніж бета або гамма-випромінювання, але це також означає, що якщо альфа-емітуючий ізотоп є загартованим або засихати, це може внести всю свою енергію в дуже невеликий обсяг тканини, що викликає суттєві біологічні біологічні пошкодження.

Альфа-дегай грає центральну роль у природній радіоактивності земної кори, оскільки багато довголітісних приможливих ізотопів — це те, що відбувається з утворення Землі — декай, перш за все, альфа-виміс. Розуміння механіки та ставок цих декаїв є важливим для геохімії, радіологічного забезпечення та навіть для знайомств геологічних матеріалів.

Роль альфа-декаю в природній радіоактивності Землі

Криста Землі містить різноманітні природні радіоактивні ізотопи, включаючи уран-238, тарій-232, а також радієво-26. Ці ізотопи є частиною складних ланцюгів декай, які включають багаторазові альфа та дезіати бета, в кінцевому підсумку досягають стабільних свинцевих ізотопів (lead-206 і свинець-208). Альфа-дегуси в цих ланцюжках є основними прихильниками до фонового випромінювання, що оточує нас. За даними U.S. Агентство охорони навколишнього середовища (EPA), близько 85% річних джерел обліку

Кілька чинників впливають на концентрацію альфа-екмітуючих ізотопів у різних геологічних утвореннях. Граніт, наприклад, має властивість мати вищий уран і тирійність, ніж базальт. Ця мінливість означає, що фонові рівні випромінювання можуть істотно відрізнятися від однієї області до іншої. У районах з уран-багатим ліжком, рівні внутрішнього радіусу можуть бути підвищені, що позування більших ризиків для здоров'я.

Ключові радіоактивні елементи та їх декаї ланцюги

Найголовіші альфа-випромінювачі в земній скоринці є частиною трьох основних декаїв серії:

  • Uranium-238 серія: Uranium-238 (half-life ~4.5 млрд років) знижує через ланцюг 14 кроків, включаючи альфа-випромінювання з радіу-226, radon-222, polonium-210, а також інші, що закінчуються свинцем-206.
  • Thorium-232 серія: Thorium-232 (half-life ~14 млрд років) знижує в 10 кроків, з нездатними альфа-випромінювачами, такими як radon-220 (thoron) і polonium-212. Вона закінчується на свинцю-208.
  • Uranium-235 серія: Uranium-235 (half-life ~704 млн років) розпадає через королеву ланцюг, включаючи альфа-дегуси з radon-219 та інших, закінчуючи свинцем-207. Ця серія менш рясна, але ще значна.

Кожен з цих серій містить радіонні ізотопи: radon-222 (з урану-238), radon-220 (з груди-232), і radon-219 (з урану-235). Радон є благородним газом, який може дифузувати через грунт і накопичуватися в будівлях. Його альфа-випускання декальних виробів (полоній, бісмут, свинцевих іотопів) прикріплюють до повітряних частинок і можуть бути забиті, дозування високої місцевого випромінювання до легенів.

Додаткові альфа-випромінювачі інтересу включають самаріум-147 (half-life ~1.06 × 1011 років) і певні ізотопи нептунію і флутонію, які існують в слідах від космічної взаємодії і примусового матеріалу, хоча ці сприяють неглибоко до загальної кризальної радіоактивності.

Напівпровідникове та теплопостачання

Безперечно довгі половини живих уран-238 і thorium-232 означає, що ці елементи збоюються з утворення Землі. Наприклад, лише близько половини оригінального урану-238 присутні 4.5 мільярди років тому знепадали. Енергія виділяється з альфа (і beta) декай є основним джерелом внутрішнього тепла Землі. Геологи оцінили, що радіогенне тепло від декана, тиреативних і галькових процесів, а калій-40 на приблизно половину теплоізоляції від планети. Цей тепловий диски мантні конвекції, пластинні інгібітори, галькові процеси, галькові процеси

Внесок тепла від альфа-дегай особливо значущий в континентальному скорі, де уран і тарій зосереджені в мінералах, таких як циркон, монозит і аланіт. Ці мінерали є вогнетривкими і виживають погодні, стають збагачені в смородини і гранітах. В результаті регіони з товстою континентальної скоринки експонують більш тепловий потік, ніж океанська скоринка. Геотермальні енергетичні системи часто використовують зони з підвищеною радіоактивністю, такі як басин і хребетна провінція в західних Сполучених Штатах.

Наслідки Альфа-декай для здоров'я та навколишнього середовища

Оскільки альфа-частинки мають короткий діапазон і високу лінійну передачу енергії (LET), вони особливо небезпечні при введенні всередині тіла. Зовнішнє вплив альфа-випромінювання зазвичай не є занепокоєнням, оскільки частинки не можуть проникнути в мертвий шар шкіри. Однак якщо альфа-випромінююча азотопа є застареним або інгаляційним, вона може опромінювати чутливі клітини зсередини, підвищуючи ризик раку.

Радон: первинний ризик здоров'я

Радон газу, що виробляється альфа-дегайом радіу-226 у серії uranium-238, є найбільшим джерелом природного радіаційного впливу більшості людей. Центри контролю та профілактики хвороб (CDC)] штати, які радон є другим провідною причиною раку легенів в США, після куріння. Коли радон розпади, його тверда прогенія (polonium-218, polonium-214) випромінюють альфа-частинки, які можуть пошкодити легеневу тканину, якщо інгаляцію. Ризик залежить від концентрації радину, яка відрізняється геологією, будівництвом, будівництвом та вентиляцією.

Метігаційних заходів включають в себе суб-слабну депресурацію, герметизація тріщин в фундаментах і поліпшення вентиляції. Багато країн встановили рівні дії для внутрішнього радіусу, як правило, близько 4 піокурій на літр (pCi/L) в США Тестування є простим і вигідним, а ремедіація може істотно зменшити вплив.

Інші натуральні еммітери Alpha в організмі

Уран і грудіум присутні в слідах кількості в їжі і воді. Людинське тіло містить близько 90 мікрограмів урану, переважно в кістці, де альфа-дегай з урану-234 і урану-238 сприяє невеликій дробі внутрішньої дози випромінювання. Однак біологічна половина життя урану порівняно коротка порівняно з резоновим продуктом, тому ризик раку стабільної залози низький. Аналогічно, поліоній-210 від розпаду радону може накопичуватися в м'яких тканинах, але харчовий прийом (особливо в морепродуктах) є основним маршрутом для більшості людей.

Стандарти моніторингу навколишнього середовища та безпеки

Регулятори, такі як U.S. Ядерна комісія з регулювання (NRC), встановлюють ліміти на допустимі рівні альфа-випуску радіонуклідів в повітрі, воді та ґрунті. Програма моніторингу вимірюють радон в будинках, урану в підземних водах, а також урію в гірничодобувних районах. Оскільки альфа-дегай є великим прихильником до загальної радіоактивності, розуміння його поведінки є критичним для проектування безпечного зберігання для ядерної відходів, декомісія уранових шахт, і оцінка колишніх промислових об'єктів.

Крім того, альфа-дегай використовується для геологічних знайомств. Наприклад, уран-лідер (U-Pb) метод знайомств спирається на розпад урану, щоб привести, підрахувавши накопичення альфа-дегайних подій. Ця методика була важливим для визначення віків скель, метеорититів і навіть самої Землі.

Висновок

Альфа-дегай набагато більше, ніж ядерна фізика циркуляція. Це двигун за значною дробою природної радіоактивності Землі, теплового потоку та геологічної активності. Довгожива альфа-емітація ізотопів уран-238, торій-232, а їх декаль продукції ткані в тканину скоринки, що випускає енергію більше мільярдів років. Поки випромінювання, що вони виробляють, як правило, не шкідливе ззовні, інгаляційно-радового газу та його альфа-емітування, що прогені залишається провідним екологічним ризиком здоров'я.

У дослідженні альфа-дегай вчені можуть краще характеризують природні радіаційні фони, покращувати стратегії пом'якшення радину та harness geothermal energy. Інтерплемент між альфа-дегай, геологія та людська біологія є переконливим прикладом як фундаментальні ядерні процеси формують наш світ— і як ми повинні керувати своїми діями для захисту громадського здоров'я.