Verschil tussen Alpha Beta en Gamma-straling
Share
Alfa-, bèta- en gammastraling zijn drie verschillende soorten nucleaire straling. Deze drie verschillende soorten straling hebben verschillende eigenschappen. Hier bespreken we het verschil tussen alfa-, bèta- en gammastraling. Hun basiseigenschappen en verschillen werden besproken in het artikel "Wat zijn de drie soorten nucleaire straling".
Alpha Beta en Gamma deeltjes
- Alpha-straling bestaat uit alfadeeltjes of heliumkernen (
), dat wil zeggen een deeltje van alfa-straling bestaat uit twee protonen en twee neutronen aan elkaar gebonden.
), dat wil zeggen een deeltje van alfa-straling bestaat uit twee protonen en twee neutronen aan elkaar gebonden.
- Beta-straling kan verwijzen naar een van beide bèta-minus straling, waar elektronen () zijn uitgestoten of bèta plus straling, waar positronen (
) worden uitgestraald.
) worden uitgestraald.
- Gammastraling verwijst naar de straling van een elektromagnetische golf in het gammabereik. Het kan ook worden beschouwd als een foton (
).
). 
Lading van Alpha Beta en Gamma-straling
- Alfadeeltjes hebben een lading van (
) van zijn twee protonen, waar 
. - Voor bètastraling heeft een elektron een lading
. Een positron, zijnde het antideeltje van het elektron, heeft de leiding over 
. - Fotonen die gammastraling dragen zijn niet opgeladen.
) van zijn twee protonen, waar 
.
. Een positron, zijnde het antideeltje van het elektron, heeft de leiding over 
.Massa van Alpha Beta en Gamma Straling
- Alfadeeltjes zijn gemaakt van vier nucleonen. Daarom hebben ze een massa van ongeveer
, waar 
. Dus de massa van een alfadeeltje is 6.64 x 10-27 kg = 3,73 GeV / c2. - Elektronen en Positronen, die bèta-deeltjes vormen, zijn antideeltje van elkaar. Dit betekent dat ze allebei dezelfde massa hebben. De massa van een elektron / positron is 5,49 x 10-4 u = 6,64 x 10-27 kg = 511 keV / c2.
- Fotonen zijn massaloos, dus gammastraling dragen geen massa.
, waar 
. Dus de massa van een alfadeeltje is 6.64 x 10-27 kg = 3,73 GeV / c2.Snelheid van Alpha Beta en Gamma-straling
- Alfa-verval vindt alleen plaats wanneer massa's van de dochterkern (
) en het alfadeeltje samen (
) is minder dan de massa van de ouderlijke kern (
). Het verschil in massa (
) wordt als kinetische energie aan zowel het alfadeeltje als de dochterkern gegeven. Om het momentum te behouden, moeten de dochterkern en het alfadeeltje in tegengestelde richtingen reizen. Bovendien voert het alfadeeltje, dat veel lichter is dan de typische dochterkern, de meeste kinetische energie af (opnieuw, om momentum te behouden). Kenmerkend hebben de alfadeeltjes snelheden van ongeveer 5% de lichtsnelheid (
, waar 
lichtsnelheid = 3 × 108 Mevrouw-1. Voor een bepaald alfa-verval neemt de kinetische energie, en dus de snelheid van het alfadeeltje, een specifieke waarde in, die kan worden berekend uit de massaverschillen in kernen en uit de wet van behoud van momentum. - Voor bèta-verval zijn er drie producten die de beschikbare kinetische energie delen. In dit geval kan de kinetische energie op welke manier dan ook tussen deeltjes worden gedeeld. Als gevolg hiervan kunnen de bèta-deeltjes een a reeks van waarden. Meestal nemen ze waarden van maximaal over
. - Gammastraling bestaat uit fotonen. Ze reizen met de snelheid van het licht,
. Ze dragen echter specifieke energieën, die overeenkomen met de specifieke overgang van nucleaire energieniveaus waardoor ze werden uitgestoten.
) en het alfadeeltje samen (
) is minder dan de massa van de ouderlijke kern (
). Het verschil in massa (
) wordt als kinetische energie aan zowel het alfadeeltje als de dochterkern gegeven. Om het momentum te behouden, moeten de dochterkern en het alfadeeltje in tegengestelde richtingen reizen. Bovendien voert het alfadeeltje, dat veel lichter is dan de typische dochterkern, de meeste kinetische energie af (opnieuw, om momentum te behouden). Kenmerkend hebben de alfadeeltjes snelheden van ongeveer 5% de lichtsnelheid (
, waar 
lichtsnelheid = 3 × 108 Mevrouw-1. Voor een bepaald alfa-verval neemt de kinetische energie, en dus de snelheid van het alfadeeltje, een specifieke waarde in, die kan worden berekend uit de massaverschillen in kernen en uit de wet van behoud van momentum.
.
. Ze dragen echter specifieke energieën, die overeenkomen met de specifieke overgang van nucleaire energieniveaus waardoor ze werden uitgestoten.Ioniserende kracht van Alpha Beta en Gamma-straling
- Alfadeeltjes kunnen ongeveer produceren 1 000 000 paren van ionen per centimeter terwijl ze door de lucht reizen. Dit is relatief hoog. Dit komt omdat ze een relatief grote massa hebben en ze langzaam bewegen, waardoor ze meer kunnen interageren met luchtmoleculen.
- Beta-deeltjes produceren ongeveer 10 000 ionenparen per centimeter in de lucht.
- Gammastraling (fotonen) kan ongeveer produceren 10 ionenparen per centimeter in de lucht.
Effect van magnetisch veld op alfa-bèta en gamma-straling
- Alfadeeltjes hebben een lading, dus als een magnetisch veld loodrecht op het pad wordt toegepast, wordt het alfadeeltje weergegeven verlegd.
- Beta-deeltjes hebben ook een lading. Vergeleken met alfadeeltjes is de lading van bètadeeltjes de helft van die van de lading van een alfadeeltje. Aan de andere kant zijn de snelheden van bètadeeltjes veel groter dan die van alfa. Als gevolg hiervan zijn bètadeeltjes afgebogen sterker door magnetische velden loodrecht op hun paden aangebracht. Wanneer geplaatst onder hetzelfde magnetisch veld, buigt een bèta-minusdeeltje in de tegenovergestelde richting van dat van een alfadeeltje, terwijl een bèta-plusdeeltje in dezelfde richting zou buigen als het alfadeeltje.
- Fotonen zijn niet opgeladen en dus ook niet afgebogen worden door magnetische velden.
Van Marie Curie's demonstratie van het gedrag van 3 soorten straling
Vermogen om Alpha Beta en Gamma-straling te stoppen
- Alfadeeltjes zijn sterk ioniserend. Dus als ze door de materie reizen, verliezen ze hun energie veel sneller. Vandaar dat ze gemakkelijk kunnen worden gestopt. Alfadeeltjes kunnen een paar centimeter in de lucht lopen voordat ze worden gestopt. Ze kunnen ook worden gestopt door een dik vel papier. Ze kunnen ook niet door de menselijke huid dringen, dus ze zijn niet zo gevaarlijk, zolang ze buiten ons lichaam blijven. Als ze zich eenmaal in het lichaam bevinden, kunnen ze veel meer schade aanrichten dan bèta en gamma, omdat ze een veel sterker ioniserend vermogen hebben. (In een beroemd geval wordt aangenomen dat Alexander Litvinenko, een voormalig Russisch geheimagent, opzettelijk vergiftigd is met polonium-210, een alfa-emitter Het is ook moeilijk om alfadeeltjes te detecteren omdat ze het lichaam niet kunnen verlaten als ze eenmaal binnen zijn. Er zijn echter sporen van alfa-straling gevonden waar hij openbare toiletten had gebruikt).
- Bètadeeltjes kunnen enkele meters de lucht in reizen, maar ze kunnen worden gestopt door een aluminiumvel van enkele millimeters dik.
- Gamma-fotonen interageren het minst met materie en daarom zijn ze veel moeilijker te stoppen. Enkele centimeters lood of enkele meters beton zijn nodig om de intensiteit van gammastraling aanzienlijk te verminderen.
Verschil tussen Alpha Beta en Gamma Straling - Samenvatting
| Eigendom | Alpha-straling | Beta-straling | Gammastraling |
| Aard van het deeltje | Een heliumkern | Een elektron / positron | Een foton |
| In rekening brengen |  |  | 0 |
| Massa |  |  | 0 |
| Snelheid | ~ 0,05c | tot 0,99c | c |
| Ionenparen per cm lucht | ~ 1 000 000 | ~ 10 000 | ~ 10 |
| Interactie met loodrechte magnetische velden | Enige afbuiging | Grote defleciton | Geen doorbuiging |
| Gestopt door | Dik vel papier | Weinig mm aluminiumplaat | (tot op zekere hoogte) Een paar cm van een blok lood of een paar meter dik beton |
