Alfahiukkanen

Alfahiukkanen
Rakenne	2 protonia ja 2 neutronia
Perhe	Bosoni
Massa	6,644 656 20(33)×10-27 kg[1] 3,727 379 109(93) GeV/c2 4,001 506 179 127(62) u
Sähkövaraus	+2 e
Spin	0
Infobox OK

Alfahiukkanen (He²⁺) on heliumatomin ydin, joka koostuu kahdesta protonista ja kahdesta neutronista. Sen massa on noin 6,646·10^-27kg ja sen sähköinen varaus +2e. Alfasäteily on beetasäteilyn ohella yksi tärkeimmistä hiukkassäteilyn lajeista.

Alfahiukkasia havaittiin ensimmäisen kerran 1899, kun Ernest Rutherford tutki uraanin lähettämää säteilyä^[2]. Tuolloin Rutherford lajitteli havaitsemansa säteilyn kolmeen eri luokkaan sen mukaan, kuinka läpäisevää säteily oli. Alfasäteily oli näistä heikointa. Vasta 1909 Rutherford todisti, että alfasäteily tosiaan koostuu heliumytimistä.^[3] Myöhemmin Rutherford käytti alfahiukkasia todistaakseen J. J. Thomsonin "rusinakakkumallin" vääräksi, ja että atomissa oli oltava varattu ydin.^[4]

Alfahiukkasia syntyy pääasiassa alfahajoamisen yhteydessä. Alfahajoamisessa atomiydin lähettää alfahiukkasen, jolloin jäljellä jäävän ytimen massa- ja protoniluku pienenevät. Alfahajoamista voidaan esittää yhtälöllä

${\displaystyle {}_{Z}^{A}{\hbox{X}}\;\to \;{}_{Z-2}^{A-4}{\hbox{Y}}\;+\;{}_{2}^{4}{\hbox{He}},}$

missä X on emoydin, Y tytärydin ja A ja Z emoytimen massa- ja protoniluvut. Alfahiukkasia voi myös syntyä spontaanissa fissiossa.^[5]

Alfahajoamisesta syntyneen hiukkasen energia on usein välillä 4–6 MeV^[6]. Korkeasta energiastaan huolimatta raskaana hiukkasena alfahiukkanen luovuttaa nopeasti energiaansa kulkeutuessaan väliaineessa. Alfahiukkasen voi helposti pysäyttää paperilla, eikä se mene myöskään ihosta läpi. Alfasäteily on kuitenkin erittäin vaarallista, jos se joutuu elimistöön esimerkiksi hengityksen kautta^[7].

1. ↑ CODATA Value: alpha particle mass physics.nist.gov. Viitattu 14.7.2020.
2. ↑ Rutherford, E.: VIII. Uranium radiation and the electrical conduction produced by it. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1899-01, nro 284, s. 109–163. doi:10.1080/14786449908621245 ISSN 1941-5982 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
3. ↑ Rutherford, E. & Royds, T.: XXIV. Spectrum of the radium emanation. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1908-08, nro 92, s. 313–317. doi:10.1080/14786440808636511 ISSN 1941-5982 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
4. ↑ Rutherford, E.: LXXIX. The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1911-05, nro 125, s. 669–688. doi:10.1080/14786440508637080 ISSN 1941-5982 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
5. ↑ Krane, Kenneth S.: Introductory nuclear physics. New York: Wiley, 1988. 15628946 ISBN 0-471-80553-X, 978-0-471-80553-3, 0-471-85914-1, 978-0-471-85914-7 Teoksen verkkoversio (viitattu 14.7.2020). (englanniksi)
6. ↑ Knoll, Glenn F.: Radiation detection and measurement. Hoboken: John Wiley, 2010. 612350364 ISBN 978-0-470-13148-0, 0-470-13148-9 Teoksen verkkoversio (viitattu 14.7.2020). (englanniksi)
7. ↑ Säteilyturvakeskus: Ionisoiva säteily Säteilyturvakeskus. Viitattu 14.7.2020.