جسيمات ألفا وبيتا وجاما: الفرق والمقارنة

الوجبات السريعة الرئيسية

1. التركيبة: تتكون جسيمات ألفا من بروتونين ونيوترونين. جسيمات بيتا هي إلكترونات عالية الطاقة. أشعة جاما هي موجات كهرومغناطيسية عالية التردد.
2. الأصل: تنشأ جسيمات ألفا وبيتا من التحلل الإشعاعي للنوى الذرية غير المستقرة. يتم إطلاق أشعة جاما كطاقة زائدة من التفاعلات النووية.
3. قوة اختراق: تتمتع جزيئات ألفا بقدرة اختراق منخفضة ويمكن إيقافها عن طريق الجلد أو الورق. يمكن لجسيمات بيتا المرور عبر اللحم ولكن يتم إيقافها بواسطة الألومنيوم. تتمتع أشعة جاما بقدرة عالية على اختراق معظم المواد.

ما هو جسيم ألفا؟

يتكون جسيم ألفا من بروتونين ونيوترونين. وينتج نواة الهيليوم. رمز ألفا هو α. إنه كبير الحجم مقارنة بالجزيئات دون الذرية الأخرى. 

يمكن لجسيمات ألفا أن تؤين العديد من الذرات الأخرى أثناء مرورها عبر المادة بسبب تأثيرها المؤين القوي. أثناء اضمحلال ألفا، وهي عملية اضمحلال إشعاعي، تشع جسيمات ألفا.

إن قوة الاختراق لجسيمات ألفا لها قوة اختراق محدودة ويمكن إيقافها بسهولة ببضعة سنتيمترات من الهواء. هذه الجسيمات قادرة على إتلاف الأنسجة الحية والتسبب في مخاطر صحية. تدرس مجالات مثل العلاج الإشعاعي والفيزياء النووية جسيمات ألفا.

ما هو جسيم بيتا؟

يمكن أن يكون جسيم بيتا إلكترونًا (β-) أو بوزيترونًا (β+). اضمحلال بيتا يشع جسيمات بيتا. خلال هذه العملية، تخضع النواة الذرية غير المستقرة للتحول وتنبعث منها جسيمات بيتا.

يبدو أن كتلة جسيمات بيتا منخفضة بالمقارنة مع جسيمات ألفا. لكن سرعته أعلى. وهي تساوي تقريباً سرعة الضوء.

يمكن أن تكون هذه هي سبب إثارة الذرات أثناء التفاعل بسبب قوتها المؤينة المعتدلة. التصوير الطبي والعلاج الإشعاعي لهما تطبيقات لجسيمات بيتا. ومع ذلك، فإنها يمكن أن تكون ضارة إذا لم يتم اتخاذ الحماية والسلامة المناسبة.

ما هو جسيم جاما؟

جسيمات جاما هي فوتونات ليس لها كتلة ولا شحنة كهربائية. الاندماج النووي أو الاضمحلال الإشعاعي يسبب هذه الجسيمات. قوة اختراقها أقوى بكثير من جسيمات ألفا أو بيتا. 

أشعة جاما ضارة جدًا ويمكن إيقافها باستخدام درع سميك من الرصاص أو الخرسانة. ومع ذلك، فهي تأتي مع بعض الفوائد أيضًا. ويمكن استخدامها في علاج السرطان، والاختبارات الصناعية، والتعقيم.

الفرق بين جسيمات ألفا وبيتا وجاما

1. تنبعث جسيمات ألفا أثناء اضمحلال ألفا، في حين تنطلق جسيمات بيتا أثناء عمليات اضمحلال بيتا. وفي الوقت نفسه، يتم إنتاج جسيمات جاما أثناء الاضمحلال الإشعاعي أو غيرها من العمليات عالية الطاقة مثل التفاعلات النووية.
2. تتكون جسيمات ألفا من بروتونين ونيوترونين، في حين أن جسيمات بيتا هي إما إلكترونات (بيتا ناقص) أو بوزيترونات (بيتا موجب)، وجسيمات جاما ليست جسيمات بل فوتونات عالية الطاقة.
3. تمتلك جسيمات ألفا أعلى كتلة لأنها تحمل بروتونين ونيوترونين. جسيمات بيتا لها كتلة ضئيلة، وجسيمات جاما، كونها فوتونات، ليس لها كتلة.
4. سرعة انتقال ألفا بطيئة نسبيا. ولكن جسيمات بيتا يمكن أن تصل إلى معدلات أعلى، والتي تقترب من سرعة الضوء. ومن ناحية أخرى، تنتقل جسيمات جاما بسرعة الضوء لأنها فوتونات.
5. تختلف متطلبات التدريع للجسيمات الثلاثة أيضًا. يمكن أن تتوقف جسيمات ألفا بمقدار سنتيمترات من الهواء أو الورق، بينما في حالة جسيمات بيتا، يكون المتطلب هو الألومنيوم أو البلاستيك. يمكن منع جزيئات جاما بالرصاص السميك أو الخرسانة.

مقارنة بين جسيمات ألفا وبيتا وجاما

معلمة المقارنة	جسيم ألفا	جسيم بيتا	جسيمات جاما
تهمة	شحنتها +2.	شحنتها هي -1 (إلكترونات)، +1 (بوزيترونات).	شحنتها هي 0.
كتلة	كتلتها كبيرة نسبيا	كتلتها لا تذكر.	هذا عديم الكتلة.
قوة التأين	قوتها المؤينة عالية.	نسبيا، لديها قوة تأين أقل.	من بين الثلاثة، قوتها المؤينة هي الأدنى.
قوة الاختراق	قوة اختراقها منخفضة.	لديها قوة اختراق أعلى نسبيا.	قوة اختراقها هي الأعلى.
سرعة	وسرعته بطيئة نسبيا.	لديها سرعة أعلى من جسيمات ألفا ولكنها أقل من جسيمات جاما.	لديها سرعة الضوء.

مراجع حسابات

1. https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=3CVyS-qQL6UC&oi=fnd&pg=PP1&dq=Difference+Between+Alpha,+Beta+and+Gamma+Particles&ots=9EIfFikPnx&sig=X09IsZ1UyPNQo4DJFOs0aK-Kh4s
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6825905/
3. https://www.jstor.org/stable/15205

آخر تحديث: 01 أكتوبر 2023