Particelle Alfa vs Beta vs Gamma: differenza e confronto

Punti chiave

1. Composizione: Le particelle alfa sono costituite da due protoni e due neutroni. Le particelle beta sono elettroni ad alta energia. I raggi gamma sono onde elettromagnetiche ad alta frequenza.
2. Origine: Le particelle alfa e beta hanno origine dal decadimento radioattivo di nuclei atomici instabili. I raggi gamma vengono rilasciati come energia in eccesso dalle reazioni nucleari.
3. Potere penetrante: Le particelle alfa hanno un basso potere penetrante e possono essere fermate dalla pelle o dalla carta. Le particelle beta possono passare attraverso la carne ma vengono bloccate dall'alluminio. I raggi gamma hanno una penetrazione molto elevata attraverso la maggior parte dei materiali.

Cos'è la particella alfa?

Una particella alfa è formata da due protoni e due neutroni. Crea un nucleo di elio. Il simbolo dell'alfa è α. È grande rispetto ad altre particelle subatomiche. 

Le particelle alfa possono ionizzare molti altri atomi mentre attraversano la materia a causa del loro forte effetto ionizzante. Durante il decadimento alfa, un processo di decadimento radioattivo, le particelle alfa vengono irradiate.

Il potere penetrante delle particelle alfa ha un potere di penetrazione limitato e può essere facilmente fermato da pochi centimetri d'aria. Queste particelle sono in grado di danneggiare i tessuti viventi e causare rischi per la salute. Campi come la radioterapia e la fisica nucleare studiano le particelle alfa.

Cos'è la particella beta?

Una particella beta può essere un elettrone (β-) o un positrone (β+). Il decadimento beta irradia particelle beta. Durante questo processo, un nucleo atomico instabile subisce una trasformazione ed emette particelle beta.

La massa delle particelle beta sembra essere bassa rispetto alle particelle alfa. Ma la sua velocità è più alta. È quasi uguale alla velocità della luce.

Questi possono essere la ragione dell'eccitazione degli atomi durante l'interazione a causa del loro moderato potere ionizzante. L'imaging medico e la radioterapia hanno applicazioni per le particelle beta. Tuttavia, possono essere dannosi se non vengono adottate protezioni e misure di sicurezza adeguate.

Cos'è la particella gamma?

Le particelle gamma sono fotoni che non possiedono massa né carica elettrica. La fusione nucleare o il decadimento radioattivo causano queste particelle. Il suo potere di penetrazione è molto più forte delle particelle alfa o beta. 

I raggi gamma sono molto dannosi e possono essere fermati utilizzando una spessa schermatura di piombo o cemento. Tuttavia, comportano anche alcuni vantaggi. Possono essere utilizzati nel trattamento del cancro, nei test industriali e nella sterilizzazione.

Differenza tra particelle alfa, beta e gamma

1. Le particelle alfa vengono emesse durante il decadimento alfa, mentre le particelle beta vengono emesse durante i processi di decadimento beta. Allo stesso tempo, le particelle gamma vengono prodotte durante il decadimento radioattivo o altri processi ad alta energia come le reazioni nucleari.
2. Le particelle alfa comprendono due protoni e due neutroni, mentre le particelle beta sono elettroni (beta-meno) o positroni (beta-più), e le particelle gamma non sono particelle ma fotoni ad alta energia.
3. Le particelle alfa hanno la massa più alta perché trasportano due protoni e due neutroni. Le particelle beta hanno massa trascurabile e le particelle gamma, essendo fotoni, non hanno massa.
4. La velocità di viaggio di alfa è relativamente lenta. Ma le particelle beta possono raggiungere velocità più elevate, che si avvicinano alla velocità della luce. D'altra parte, le particelle gamma viaggiano alla velocità della luce poiché sono fotoni.
5. Anche i requisiti di schermatura delle tre particelle sono diversi. Le particelle alfa possono essere fermate da centimetri di aria o di carta, mentre nel caso delle particelle beta il requisito è l'alluminio o la plastica. Le particelle gamma possono essere prevenute con piombo spesso o cemento.

Confronto tra particelle alfa, beta e gamma

Parametro di confronto	Particella alfa	Particella Beta	Particella gamma
Ricarica	La sua carica è +2.	La sua carica è -1 (elettroni), +1 (positroni).	La sua carica è 0.
Massa	La sua massa è relativamente grande	La sua massa è trascurabile.	Questo è senza massa.
Potere ionizzante	Il suo potere ionizzante è elevato.	Comparativamente, ha un potere ionizzante inferiore.	Tra i tre, il suo potere ionizzante è il più basso.
Potere di penetrazione	Il suo potere di penetrazione è basso.	Ha un potere di penetrazione più elevato in confronto.	Il suo potere di penetrazione è il più alto.
Velocità	La sua velocità è relativamente lenta.	Ha una velocità maggiore rispetto alle particelle alfa ma inferiore a quella delle particelle gamma.	Ha la velocità della luce.

Riferimenti

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

Ultimo aggiornamento: 01 ottobre 2023