Alpha vs Beta vs Gamma Particles: Difference and Comparison

Βασικές τακτικές

1. Σύνθεση: Τα σωματίδια άλφα αποτελούνται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια. Τα σωματίδια βήτα είναι ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας. Οι ακτίνες γάμμα είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα υψηλής συχνότητας.
2. Προέλευση: Τα σωματίδια άλφα και βήτα προέρχονται από ραδιενεργό διάσπαση ασταθών ατομικών πυρήνων. Οι ακτίνες γάμμα απελευθερώνονται ως περίσσεια ενέργειας από πυρηνικές αντιδράσεις.
3. Διεισδυτική ισχύς: Τα σωματίδια άλφα έχουν χαμηλή διεισδυτική ισχύ και μπορούν να σταματήσουν με δέρμα ή χαρτί. Τα σωματίδια βήτα μπορούν να περάσουν από τη σάρκα αλλά σταματούν από το αλουμίνιο. Οι ακτίνες γάμμα έχουν πολύ υψηλή διείσδυση στα περισσότερα υλικά.

Τι είναι το σωματίδιο Άλφα;

Ένα σωματίδιο άλφα σχηματίζεται με δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια. Δημιουργεί έναν πυρήνα ηλίου. Το σύμβολο του άλφα είναι το α. Είναι μεγάλο σε σύγκριση με άλλα υποατομικά σωματίδια. 

Τα σωματίδια άλφα μπορούν να ιονίσουν πολλά άλλα άτομα καθώς περνούν μέσα από την ύλη λόγω της ισχυρής ιονιστικής τους δράσης. Κατά τη διάσπαση άλφα, μια διαδικασία ραδιενεργής διάσπασης, ακτινοβολούνται σωματίδια άλφα.

Η διεισδυτική ισχύς των σωματιδίων άλφα έχει περιορισμένη διεισδυτική ισχύ και μπορεί εύκολα να σταματήσει από μερικά εκατοστά αέρα. Αυτά τα σωματίδια είναι ικανά να βλάψουν τους ζωντανούς ιστούς και να προκαλέσουν κινδύνους για την υγεία. Τομείς όπως η ακτινοθεραπεία και η πυρηνική φυσική μελετούν τα σωματίδια άλφα.

Τι είναι το σωματίδιο βήτα;

Ένα σωματίδιο βήτα μπορεί να είναι ένα ηλεκτρόνιο (β-) ή ένα ποζιτρόνιο (β+). Η διάσπαση βήτα ακτινοβολεί σωματίδια βήτα. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ένας ασταθής ατομικός πυρήνας υφίσταται μετασχηματισμό και εκπέμπει σωματίδια βήτα.

Η μάζα των σωματιδίων βήτα φαίνεται να είναι χαμηλή σε σύγκριση με τα σωματίδια άλφα. Αλλά η ταχύτητά του είναι μεγαλύτερη. Είναι σχεδόν ίση με την ταχύτητα του φωτός.

Αυτά μπορεί να είναι η αιτία για τη διέγερση των ατόμων κατά την αλληλεπίδραση λόγω της μέτριας ιοντιστικής τους δύναμης. Η ιατρική απεικόνιση και η ακτινοθεραπεία έχουν εφαρμογές για σωματίδια βήτα. Ωστόσο, μπορεί να είναι επιβλαβείς εάν δεν ληφθεί η κατάλληλη θωράκιση και ασφάλεια.

Τι είναι το σωματίδιο γάμμα;

Τα σωματίδια γάμμα είναι φωτόνια που δεν έχουν μάζα και ηλεκτρικό φορτίο. Η πυρηνική σύντηξη ή η ραδιενεργή διάσπαση προκαλούν αυτά τα σωματίδια. Η ισχύς διείσδυσής του είναι πολύ ισχυρότερη από τα σωματίδια άλφα ή βήτα. 

Οι ακτίνες γάμμα είναι πολύ επιβλαβείς και μπορούν να σταματήσουν χρησιμοποιώντας παχιά θωράκιση μολύβδου ή σκυροδέματος. Ωστόσο, έρχονται με ορισμένα οφέλη επίσης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε θεραπεία καρκίνου, βιομηχανικές δοκιμές και αποστείρωση.

Διαφορά μεταξύ σωματιδίων Άλφα, Βήτα και Γάμμα

1. Τα σωματίδια άλφα εκπέμπονται κατά τη διάσπαση άλφα, ενώ τα σωματίδια βήτα εκπέμπονται κατά τη διάρκεια των διαδικασιών διάσπασης βήτα. Ταυτόχρονα, τα σωματίδια γάμμα παράγονται κατά τη διάρκεια της ραδιενεργής διάσπασης ή άλλων διεργασιών υψηλής ενέργειας όπως οι πυρηνικές αντιδράσεις.
2. Τα σωματίδια άλφα περιλαμβάνουν δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια, ενώ τα σωματίδια βήτα είναι είτε ηλεκτρόνια (βήτα-μείον) είτε ποζιτρόνια (βήτα-συν) και τα σωματίδια γάμμα δεν είναι σωματίδια αλλά φωτόνια υψηλής ενέργειας.
3. Τα σωματίδια άλφα έχουν τη μεγαλύτερη μάζα επειδή φέρουν δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια. Τα σωματίδια βήτα έχουν αμελητέα μάζα και τα σωματίδια γάμμα, επειδή είναι φωτόνια, δεν έχουν μάζα.
4. Η ταχύτητα ταξιδιού του άλφα είναι σχετικά αργή. Αλλά τα σωματίδια βήτα μπορούν να επιτύχουν υψηλότερους ρυθμούς, οι οποίοι πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός. Από την άλλη πλευρά, τα σωματίδια γάμμα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός καθώς είναι φωτόνια.
5. Οι απαιτήσεις θωράκισης των τριών σωματιδίων είναι επίσης διαφορετικές. Τα σωματίδια άλφα μπορούν να σταματήσουν από εκατοστά αέρα ή χαρτιού, ενώ στην περίπτωση των σωματιδίων βήτα, η απαίτηση είναι αλουμίνιο ή πλαστικό. Τα σωματίδια γάμμα μπορούν να προληφθούν με παχύ μόλυβδο ή σκυρόδεμα.

Σύγκριση μεταξύ σωματιδίων άλφα, βήτα και γάμμα

Παράμετρος σύγκρισης	Σωματίδιο άλφα	Σωματίδιο βήτα	Σωματίδιο γάμμα
Χρέωση	Η χρέωση του είναι +2.	Το φορτίο του είναι -1 (ηλεκτρόνια), +1 (ποζιτρόνια).	Η χρέωση του είναι 0.
Μάζα	Η μάζα του είναι σχετικά μεγάλη	Η μάζα του είναι αμελητέα.	Αυτό είναι χωρίς μάζα.
Ιοντίζουσα δύναμη	Η ιοντιστική του ισχύς είναι υψηλή.	Συγκριτικά, έχει χαμηλότερη ισχύ ιονισμού.	Μεταξύ των τριών, η ιοντιστική του ισχύς είναι η χαμηλότερη.
Ισχύς διείσδυσης	Η ισχύς διείσδυσής του είναι χαμηλή.	Έχει συγκριτικά υψηλότερη ισχύ διείσδυσης.	Η ισχύς διείσδυσής του είναι η υψηλότερη.
Ταχύτητα	Η ταχύτητά του είναι σχετικά αργή.	Έχει μεγαλύτερη ταχύτητα από τα σωματίδια άλφα αλλά μικρότερη από τα σωματίδια γάμμα.	Έχει την ταχύτητα του φωτός.

αναφορές

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

Τελευταία ενημέρωση: 01 Οκτωβρίου 2023