Partícula alfa

Las partículas alfa , también llamadas rayos alfa o radiación alfa , consisten en dos protones y dos neutrones unidos en una partícula idéntica a un núcleo de helio-4 . Generalmente se producen en el proceso de desintegración alfa , pero también se pueden producir de otras formas. Las partículas alfa reciben su nombre de la primera letra del alfabeto griego , α . El símbolo de la partícula alfa es α o α ²⁺ . Debido a que son idénticos a los núcleos de helio, a veces también se escriben como He²⁺
o⁴
₂Él²⁺
indicando un ion de helio con una carga de +2 (faltando sus dos electrones ). Una vez que el ion gana electrones de su entorno, la partícula alfa se convierte en un átomo de helio normal (neutro eléctricamente).⁴
₂el _

Las partículas alfa tienen un giro neto de cero. Debido al mecanismo de su producción en la desintegración radiactiva alfa estándar , las partículas alfa generalmente tienen una energía cinética de aproximadamente 5  MeV y una velocidad cercana al 4% de la velocidad de la luz . (Consulte la discusión a continuación para conocer los límites de estas cifras en la desintegración alfa). Son una forma de radiación de partículas altamente ionizante y (cuando son el resultado de la desintegración alfa radiactiva ) generalmente tienen una profundidad de penetración baja (detenida por unos pocos centímetros de aire , o por la piel ).

Sin embargo, las llamadas partículas alfa de largo alcance de la fisión ternaria son tres veces más energéticas y penetran tres veces más lejos. Los núcleos de helio que forman del 10 al 12 % de los rayos cósmicos también suelen tener mucha más energía que los producidos por los procesos de desintegración nuclear y, por lo tanto, pueden ser muy penetrantes y capaces de atravesar el cuerpo humano y también muchos metros de protección sólida y densa, según sobre su energía. En menor medida, esto también se aplica a los núcleos de helio de muy alta energía producidos por los aceleradores de partículas.

Algunos autores científicos utilizan núcleos de helio doblemente ionizados ( He²⁺
) y partículas alfa como términos intercambiables. La nomenclatura no está bien definida y, por lo tanto, no todos los autores consideran que todos los núcleos de helio de alta velocidad sean partículas alfa. Al igual que con las partículas/rayos beta y gamma , el nombre utilizado para la partícula tiene algunas connotaciones leves sobre su proceso de producción y energía, pero no se aplican con rigor. ^[3] Por lo tanto, las partículas alfa pueden usarse vagamente como un término para referirse a las reacciones de los núcleos estelares de helio (por ejemplo, los procesos alfa ), e incluso cuando ocurren como componentes de los rayos cósmicos . Una versión de energía alfa más alta que la producida en la desintegración alfa es un producto común de una poco comúnresultado de la fisión nuclear llamada fisión ternaria . Sin embargo, es menos probable que los núcleos de helio producidos por aceleradores de partículas ( ciclotrones , sincrotrones y similares) se denominen "partículas alfa".

La fuente más conocida de partículas alfa es la desintegración alfa de átomos más pesados ​​(> 106 u de peso atómico). Cuando un átomo emite una partícula alfa en desintegración alfa, el número de masa del átomo disminuye en cuatro debido a la pérdida de los cuatro nucleones en la partícula alfa. El número atómico del átomo se reduce en dos, como resultado de la pérdida de dos protones: el átomo se convierte en un nuevo elemento. Ejemplos de este tipo de transmutación nuclear por desintegración alfa son la desintegración del uranio a torio y la del radio a radón .

Las partículas alfa son comúnmente emitidas por todos los núcleos radiactivos más grandes, como el uranio , el torio , el actinio y el radio , así como por los elementos transuránicos . A diferencia de otros tipos de desintegración, la desintegración alfa como proceso debe tener un núcleo atómico de tamaño mínimo que pueda soportarlo. Los núcleos más pequeños que hasta la fecha se han encontrado capaces de emitir alfa son el berilio-8 y los nucleidos más ligeros de telurio (elemento 52), con números de masa entre 104 y 109. La desintegración alfa a veces deja el núcleo en un estado excitado; la emisión de un rayo gamma luego elimina el excesoenergía _