Verschil tussen Alpha Beta en Gamma-deeltjes

Belangrijkste verschil - Alpha vs Beta versus Gamma Particles

Radioactiviteit is een proces van verval van chemische elementen met de tijd. Dit verval vindt plaats door emissie van verschillende deeltjes. De emissie van deeltjes wordt ook de stralingsemissie genoemd. De straling wordt uitgezonden door de kern van een atoom, waarbij protonen of neutronen van de kern worden omgezet in verschillende deeltjes. Het proces van radioactiviteit vindt plaats in onstabiele atomen. Deze onstabiele atomen ondergaan radioactiviteit om zichzelf te stabiliseren. Er zijn drie hoofdtypen deeltjes die als straling kunnen worden uitgezonden. Het zijn alfa (α) deeltjes, beta (β) deeltjes en gamma (γ) deeltjes. Het belangrijkste verschil tussen alfa- en gamma-deeltjes is dat alfadeeltjes hebben het minste penetratievermogen, terwijl betadeeltjes een gemiddeld penetratievermogen hebben en gamma-deeltjes het hoogste penetratievermogen hebben.

Key Areas Covered

1. Wat zijn alfadeeltjes
      - Definitie, eigenschappen, emissiemechanisme, toepassingen
2. Wat zijn Beta-deeltjes
      - Definitie, eigenschappen, emissiemechanisme, toepassingen
3. Wat zijn Gamma-deeltjes
      - Definitie, eigenschappen, emissiemechanisme, toepassingen
4. Wat is het verschil tussen Alpha Beta en Gamma Particles
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: alfa, bèta, gamma, neutronen, protonen, radioactief verval, radioactiviteit, straling

Wat zijn alfadeeltjes

Een alfadeeltje is een chemische soort die identiek is aan de heliumkern en het symbool α krijgt. Alfadeeltjes zijn samengesteld uit twee protonen en twee neutronen. Deze alfadeeltjes kunnen worden vrijgemaakt uit de kern van een radioactief atoom. Alfadeeltjes worden uitgestraald tijdens het alfa-vervalproces.

Alfa-deeltjesemissie komt voor in "protonenrijke" atomen. Na de emissie van één alfadeeltje uit de kern van een atoom van een bepaald element, wordt die kern veranderd en wordt het een ander chemisch element. Dit komt omdat twee protonen uit de kern worden verwijderd in de alfa-emissie, wat resulteert in een verminderd atoomnummer. (Het atoomnummer is de sleutel om een ​​chemisch element te identificeren Een verandering in het atoomnummer duidt de conversie van het ene element in het andere aan).

Figuur 1: Alpha-verval

Omdat er geen elektronen in het alfadeeltje zitten, is het alfadeeltje een geladen deeltje. De twee protonen geven +2 elektrische lading aan het alfadeeltje. De massa van het alfadeeltje is ongeveer 4 amu. Daarom zijn alfadeeltjes de grootste deeltjes die uit een kern worden uitgestoten.

Het penetratievermogen van alfadeeltjes is echter aanzienlijk slecht. Zelfs een dun papier kan alfadeeltjes of alfa-straling stoppen. Maar de ioniserende kracht van alfadeeltjes is erg hoog. Omdat alfadeeltjes positief geladen zijn, kunnen ze gemakkelijk elektronen van andere atomen nemen. Deze verwijdering van elektronen van andere atomen zorgt ervoor dat die atomen geïoniseerd worden. Omdat deze alfadeeltjes geladen deeltjes zijn, worden ze gemakkelijk aangetrokken door elektrische velden en magnetische velden.

Wat zijn Beta-deeltjes

Een betadeeltje is een zeer snel elektron of een positron. Het symbool voor beta-deeltje is β. Deze bèta-deeltjes komen vrij uit "neutronenrijke" onstabiele atomen. Deze atomen krijgen een stabiele toestand door de neutronen te verwijderen en om te zetten in elektronen of positronen. De verwijdering van een betadeeltje verandert het chemische element. Een neutron wordt omgezet in een proton en een betadeeltje. Daarom wordt het atoomnummer met 1 verhoogd. Dan wordt het een ander chemisch element.

Een betadeeltje is geen elektron uit de buitenste elektronenschillen. Deze worden gegenereerd in de kern. Een elektron is negatief geladen en een positron is positief geladen. Maar positronen zijn identiek aan elektronen. Daarom vindt het beta-verval op twee manieren plaats als β + emissie en β-emissie. β + emissie betreft de emissie van positronen. β-emissie betreft de emissie van elektronen.

Figuur 2: β- Emissie

Beta-deeltjes kunnen lucht en papier binnendringen, maar kunnen worden gestopt door een dunne metalen (zoals aluminium) plaat. Het kan de materie die het ontmoet ioniseren. Omdat ze negatieve (of positief als het een positron is) geladen deeltjes zijn, kunnen ze elektronen in andere atomen afstoten. Dit resulteert in ionisatie van materie.

Omdat dit geladen deeltjes zijn, worden bètadeeltjes aangetrokken door elektrische velden en magnetische velden. De snelheid van een betadeeltje is ongeveer 90% van de lichtsnelheid. Beta-deeltjes kunnen de menselijke huid binnendringen.

Wat zijn Gamma-deeltjes

Gammadeeltjes zijn fotonen die energie in de vorm van elektromagnetische golven transporteren. Gammastraling is daarom niet samengesteld uit werkelijke deeltjes. Fotonen zijn hypothetische deeltjes. Gammastraling wordt uit onstabiele atomen geëmitteerd. Deze atomen worden gestabiliseerd door de energie als fotonen te verwijderen om een ​​lagere energietoestand te verkrijgen.

De gammastraling is elektromagnetische straling met een hoge frequentie en met een lage golflengte. Fotonen of de gamma-deeltjes zijn niet elektrisch geladen en worden niet beïnvloed door magnetische velden of elektrische velden. Gamma deeltjes hebben geen massa. Daarom wordt de atomaire massa van het radioactieve atoom niet verminderd of verhoogd door emissie van gammasteeltjes. Daarom is het chemische element niet veranderd.

Het penetrerend vermogen van gammafragmenten is erg hoog. Zelfs zeer kleine straling kan doordringen in lucht, papier en zelfs dunne metalen platen.

Figuur 3: Gamma-verval

Gammadeeltjes worden verwijderd samen met alfa- of betadeeltjes. Alfa- of bèta-verval kunnen het chemische element veranderen, maar kunnen de energietoestand van het element niet veranderen. Daarom, als het element zich nog steeds in een hogere energietoestand bevindt, vindt de emissie van gamma-deeltjes plaats om een ​​lager energieniveau te verkrijgen. 

Verschil tussen Alpha Beta en Gamma-deeltjes

Definitie

Alpha Particles: Een alfadeeltje is een chemische soort die identiek is aan de heliumkern.

Beta-deeltjes: Een betadeeltje is een hoge snelheidselektron of een positron.

Gamma deeltjes: Een gamma-deeltje is een foton dat energie in de vorm van elektromagnetische golven transporteert.

Massa

Alpha Particles: De massa van een alfadeeltje is ongeveer 4 amu.

Beta-deeltjes: De massa van een betadeeltje is ongeveer 5,49 x 10^-4 amu.

Gamma deeltjes: Gammadeeltjes hebben geen massa.

Elektrische lading

Alpha Particles: Alfadeeltjes zijn positief geladen deeltjes.

Beta-deeltjes: Beta-deeltjes zijn positief of negatief geladen deeltjes.

Gamma deeltjes: Gammadeeltjes zijn geen geladen deeltjes.

Effect op het atoomnummer

Alpha Particles: Het atoomnummer van het element wordt verminderd met 2 eenheden wanneer een alfadeeltje wordt vrijgegeven.

Beta-deeltjes: Het atoomnummer van het element wordt met 1 eenheid verhoogd wanneer een betadeeltje wordt vrijgegeven.

Gamma deeltjes: Het atoomnummer wordt niet beïnvloed door de emissie van gammasteeltjes.

Verandering in het chemische element

Alpha Particles: Alfa-deeltjesemissie zorgt ervoor dat het chemische element wordt veranderd.

Beta-deeltjes: Beta-deeltjesemissie zorgt ervoor dat het chemische element wordt veranderd.

Gamma deeltjes: Gamma-deeltjesemissie veroorzaakt niet dat het chemische element wordt veranderd.

Penetratiesterkte

Alpha Particles: Alfadeeltjes hebben de minste penetratiekracht.

Beta-deeltjes: Beta-deeltjes hebben een gemiddelde penetratiekracht.

Gamma deeltjes: Gamma-deeltjes hebben de hoogste penetratiekracht.

Ioniserende kracht

Alpha Particles: Alfadeeltjes kunnen vele andere atomen ioniseren.

Beta-deeltjes: Beta-deeltjes kunnen andere atomen ioniseren, maar zijn niet goed als alfadeeltjes.

Gamma deeltjes: Gammadeeltjes hebben het minste vermogen om andere materie te ioniseren.

Snelheid

Alpha Particles: De snelheid van alfadeeltjes is ongeveer tiende van de lichtsnelheid.

Beta-deeltjes: De snelheid van het betadeeltje is ongeveer 90% van de lichtsnelheid.

Gamma deeltjes: De snelheid van gammadeeltjes is gelijk aan de snelheid van het licht.

Elektrische en magnetische velden

Alpha Particles: Alfadeeltjes worden aangetrokken door elektrische en magnetische velden.

Beta-deeltjes: Beta-deeltjes worden aangetrokken door elektrische en magnetische velden.

Gamma deeltjes: Gamma-deeltjes worden niet aangetrokken door elektrische en magnetische velden.

Conclusie

Alfa-, bèta- en gammadeeltjes worden uit onstabiele kernen geëmitteerd. Een kern stoot deze verschillende deeltjes uit om stabiel te worden. Hoewel alfa- en bètastraling uit deeltjes bestaan, bestaan ​​gammastralen niet uit werkelijke deeltjes. Om echter het gedrag van gammastralen te begrijpen en deze te vergelijken met alfa- en betadeeltjes, wordt een hypothetisch deeltje, foton genaamd, geïntroduceerd. Deze fotonen zijn energiepakketten die als gammastraal energie van de ene plaats naar de andere transporteren. Daarom worden ze gamma-deeltjes genoemd. Het belangrijkste verschil tussen alfa- en gamma-deeltjes is hun penetratievermogen. 

Referenties:

1. "GCSE-bitesize: soorten straling." BBC, hier beschikbaar. Betreden op 4 september 2017.
2. "Gamma-straling." NDT-informatiecentrum, hier beschikbaar. Betreden op 4 september 2017.
3. "Soorten straling: Gamma, Alpha, Neutron, Beta en X-Ray Stralingsbeginselen." Mirion, hier beschikbaar. Betreden op 4 september 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Alpha Decay" Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) via Commons Wikimedia
2. "Beta-minus verval" Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) via Commons Wikimedia
3. "Gamma Decay" By Inductiveload - selfmade (Public Domain) via Commons Wikimedia