Альфа против бета против гамма частиц: разница и сравнение

Основные выводы

1. Состав: Альфа-частицы состоят из двух протонов и двух нейтронов. Бета-частицы — это электроны высокой энергии. Гамма-лучи — это высокочастотные электромагнитные волны.
2. Происхождение: Альфа- и бета-частицы возникают в результате радиоактивного распада нестабильных атомных ядер. Гамма-лучи выделяются в виде избыточной энергии ядерных реакций.
3. Проникающая сила: Альфа-частицы имеют низкую проникающую способность и могут быть остановлены кожей или бумагой. Бета-частицы могут проходить сквозь плоть, но их останавливает алюминий. Гамма-лучи имеют очень высокую проникающую способность через большинство материалов.

Что такое Альфа-частица?

Альфа-частица образуется из двух протонов и двух нейтронов. Он создает ядро ​​гелия. Символ альфы — α. Он велик по сравнению с другими субатомными частицами. 

Альфа-частицы могут ионизировать многие другие атомы при прохождении через вещество из-за их сильного ионизирующего эффекта. Во время альфа-распада, процесса радиоактивного распада, излучаются альфа-частицы.

Проникающая способность альфа-частиц ограничена, и их можно легко остановить несколькими сантиметрами воздуха. Эти частицы способны повреждать живые ткани и создавать угрозу для здоровья. Такие области, как лучевая терапия и ядерная физика, изучают альфа-частицы.

Что такое бета-частица?

Бета-частица может быть электроном (β-) или позитроном (β+). Бета-распад излучает бета-частицы. Во время этого процесса нестабильное атомное ядро ​​претерпевает трансформацию и испускает бета-частицы.

Масса бета-частиц кажется низкой по сравнению с альфа-частицами. Но скорость у него выше. Она почти равна скорости света.

Это может быть причиной возбуждения атомов при взаимодействии из-за их умеренной ионизирующей способности. Бета-частицы могут применяться в медицинской визуализации и лучевой терапии. Однако они могут быть вредными, если не принять надлежащие меры защиты и безопасности.

Что такое гамма-частица?

Гамма-частицы — это фотоны, не обладающие массой и электрическим зарядом. Ядерный синтез или радиоактивный распад вызывают появление этих частиц. Его проникающая способность намного выше, чем у альфа- или бета-частиц. 

Гамма-излучение очень вредно, и его можно остановить с помощью толстой защиты из свинца или бетона. Однако они также имеют некоторые преимущества. Их можно использовать при лечении рака, промышленных испытаниях и стерилизации.

Разница между альфа-, бета- и гамма-частицами

1. Альфа-частицы испускаются во время альфа-распада, а бета-частицы выделяются во время процессов бета-распада. В то же время гамма-частицы образуются во время радиоактивного распада или других высокоэнергетических процессов, таких как ядерные реакции.
2. Альфа-частицы состоят из двух протонов и двух нейтронов, тогда как бета-частицы представляют собой либо электроны (бета-минус), либо позитроны (бета-плюс), а гамма-частицы — это не частицы, а фотоны высокой энергии.
3. Альфа-частицы имеют наибольшую массу, поскольку несут два протона и два нейтрона. Бета-частицы имеют ничтожную массу, а гамма-частицы, будучи фотонами, не имеют массы.
4. Скорость перемещения альфы относительно низкая. Но бета-частицы могут достигать более высоких скоростей, приближающихся к скорости света. С другой стороны, гамма-частицы движутся со скоростью света, поскольку они являются фотонами.
5. Требования к экранированию трех частиц также различны. Альфа-частицы могут быть остановлены сантиметрами воздуха или бумаги, тогда как в случае с бета-частицами необходим алюминий или пластик. Гамма-частицы можно предотвратить с помощью толстого свинца или бетона.

Сравнение альфа-, бета- и гамма-частиц

Параметр сравнения	Альфа-частица	Бета-частица	Гамма-частица
Заряд	Его заряд +2.	Его заряд равен -1 (электроны), +1 (позитроны).	Его заряд равен 0.
Масса	Его масса относительно велика	Его масса незначительна.	Это безмассово.
Ионизирующая мощность	Его ионизирующая способность высока.	Для сравнения, он имеет меньшую ионизирующую способность.	Среди этих трех его ионизирующая способность самая низкая.
Сила проникновения	Его проникающая способность низкая.	Он имеет сравнительно более высокую проникающую способность.	Его проникающая способность самая высокая.
Скорость	Его скорость относительно низкая.	Он имеет более высокую скорость, чем альфа-частицы, но меньшую, чем гамма-частицы.	Он имеет скорость света.

Рекомендации

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

Последнее обновление: 01 октября 2023 г.