अल्फा कण: Difference between revisions

From Vigyanwiki
(Created page with "{{Short description|Helium-4 nucleus; particle of two protons and two neutrons}} {{Use dmy dates|date=January 2022}} {{Infobox Particle |name=Alpha particle |image=Image:Alp...")
 
No edit summary
Line 1: Line 1:
{{Short description|Helium-4 nucleus; particle of two protons and two neutrons}}
{{Short description|Helium-4 nucleus; particle of two protons and two neutrons}}
{{Use dmy dates|date=January 2022}}
 
{{Infobox Particle
{{Infobox Particle
|name=Alpha particle
|name=Alpha particle
Line 25: Line 25:
|num_spin_states=
|num_spin_states=
}}
}}
अल्फा [[ कण ]], जिसे अल्फा किरणें या अल्फा विकिरण भी कहा जाता है, में दो [[ प्रोटॉन ]] और दो [[ न्यूट्रॉन ]] एक [[ हीलियम -4 ]] [[ परमाणु नाभिक ]] के समान कण में एक साथ बंधे होते हैं। वे आम तौर पर [[ अल्फा क्षय ]] की प्रक्रिया में उत्पादित होते हैं, लेकिन अन्य तरीकों से भी उत्पादित किए जा सकते हैं। अल्फा कणों का नाम [[ ग्रीक वर्णमाला ]] के पहले अक्षर Alpha|α के नाम पर रखा गया है। अल्फा कण का प्रतीक α या α है<sup>2+</sup>. क्योंकि वे हीलियम नाभिक के समान हैं, उन्हें कभी-कभी इस रूप में भी लिखा जाता है {{chem|He|2+}} या {{chem|4|2|He|2+}} एक हीलियम [[ आयन ]] को +2 चार्ज (इसके दो [[ इलेक्ट्रॉन ]] गायब) के साथ इंगित करना। एक बार जब आयन अपने वातावरण से इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर लेता है, तो अल्फा कण एक सामान्य (विद्युत रूप से तटस्थ) हीलियम परमाणु बन जाता है {{chem|4|2|He}}.
अल्फा [[ कण | कण]], जिन्हें अल्फा किरणें या अल्फा विकिरण भी कहा जाता है, दो[[ प्रोटॉन | प्रोटॉन]] और दो [[ न्यूट्रॉन |न्यूट्रॉन]] से मिलकर एक हीलियम-4 [[ परमाणु नाभिक |परमाणु नाभिक]] के समान एक कण में बंधे होते हैं। सामान्यतः वे अल्फा क्षय की प्रक्रिया में उत्पादित होते हैं, परंतु अन्य नियमों से भी उत्पादित किए जा सकते हैं। अल्फा कणों का नाम [[ ग्रीक वर्णमाला |ग्रीक वर्णमाला]] के पहले अक्षर α के नाम पर रखा गया है।
 
अल्फा कण का प्रतीक α या α है<sup>2+</sup>. क्योंकि वे हीलियम नाभिक के समान हैं, उन्हें कभी-कभी इस रूप में भी लिखा जाता है {{chem|He|2+}} या {{chem|4|2|He|2+}} एक हीलियम [[ आयन | आयन]] को +2 चार्ज (इसके दो [[ इलेक्ट्रॉन | इलेक्ट्रॉन]] गायब) के साथ इंगित करना।अल्फा कण का प्रतीक α या α2+ है। क्योंकि वे हीलियम नाभिक के समान हैं, उन्हें कभी-कभी {{chem|He|2+}} या  {{chem|4|2|He|2+}}  के रूप में भी लिखा जाता है एक हीलियम आयन को +2 आवेश के  साथ इंगित किया जाता है।.एक बार जब आयन अपने वातावरण से इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर लेता है, तो अल्फा कण एक सामान्य विद्युत रूप से तटस्थ हीलियम परमाणु {{chem|4|2|He}} बन जाता है। अल्फा कणों का नेट स्पिन शून्य होता है। मानक अल्फा [[ रेडियोधर्मी क्षय ]] में उनके उत्पादन के तंत्र के कारण, अल्फा कणों में सामान्यतः लगभग 5 [[ एमईवी |एमईवी]] की [[ गतिज ऊर्जा |गतिज ऊर्जा]] होती है, और [[ प्रकाश की गति |प्रकाश की गति]] के 4% के आसपास [[ वेग |वेग]] होता है।                                                                                                                                                                                                               


अल्फा कणों का नेट स्पिन शून्य होता है। मानक अल्फा [[ रेडियोधर्मी क्षय ]] में उनके उत्पादन के तंत्र के कारण, अल्फा कणों में आम तौर पर लगभग 5 [[ एमईवी ]] की [[ गतिज ऊर्जा ]] होती है, और [[ प्रकाश की गति ]] के 4% के आसपास [[ वेग ]] होता है। (अल्फा क्षय में इन आंकड़ों की सीमाओं के लिए नीचे चर्चा देखें।) वे [[ कण विकिरण ]] के अत्यधिक आयनकारी विकिरण रूप हैं, और (जब रेडियोधर्मी अल्फा क्षय से उत्पन्न होते हैं) आमतौर पर कम प्रवेश गहराई होती है (हवा के कुछ सेंटीमीटर द्वारा रोका जाता है, या [[ त्वचा ]] द्वारा)।
(अल्फा क्षय में इन आंकड़ों की सीमाओं के लिए नीचे चर्चा देखें।) वे कण विकिरण का एक अत्यधिक आयनकारी रूप हैं, और जब रेडियोधर्मी अल्फा क्षय से उत्पन्न होते हैं, सामान्यतः कम प्रवेश गहराई होती है, तथा कुछ सेंटीमीटर हवा, या त्वचा द्वारा बंद होती है।


हालांकि, [[ त्रिगुट विखंडन ]] से तथाकथित लंबी दूरी के अल्फा कण तीन गुना ऊर्जावान होते हैं, और तीन गुना दूर तक प्रवेश करते हैं। हीलियम नाभिक जो ब्रह्मांडीय किरणों का 10-12% बनाते हैं, वे भी आमतौर पर परमाणु क्षय प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा वाले होते हैं, और इस प्रकार अत्यधिक मर्मज्ञ हो सकते हैं और मानव शरीर को पार करने में सक्षम होते हैं और कई मीटर घने ठोस परिरक्षण पर निर्भर करते हैं। उनकी ऊर्जा पर। कुछ हद तक, यह कण त्वरकों द्वारा उत्पादित बहुत उच्च-ऊर्जा हीलियम नाभिक के बारे में भी सच है।
यद्यपि, [[ त्रिगुट विखंडन | त्रिगुट विखंडन]] से तथाकथित लंबी दूरी के अल्फा कण तीन गुना ऊर्जावान होते हैं, और तीन गुना दूर तक प्रवेश करते हैं। हीलियम नाभिक जो ब्रह्मांडीय किरणों का 10-12% बनाते हैं, वे भी आमतौर पर परमाणु क्षय प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा वाले होते हैं, और इस प्रकार अत्यधिक मर्मज्ञ हो सकते हैं और मानव शरीर को पार करने में सक्षम होते हैं और कई मीटर घने ठोस परिरक्षण पर निर्भर करते हैं। उनकी ऊर्जा पर। कुछ हद तक, यह कण त्वरकों द्वारा उत्पादित बहुत उच्च-ऊर्जा हीलियम नाभिक के बारे में भी सच है।
{{toclimit}}
{{toclimit}}


Line 35: Line 37:
== नाम ==
== नाम ==


कुछ विज्ञान लेखक दोगुने आयनित हीलियम नाभिक का उपयोग करते हैं ({{chem|He|2+}}) और अल्फा कण विनिमेय शर्तों के रूप में। नामकरण अच्छी तरह से परिभाषित नहीं है, और इस प्रकार सभी उच्च-वेग वाले हीलियम नाभिकों को सभी लेखकों द्वारा अल्फा कण नहीं माना जाता है। जैसा कि [[ बीटा कण ]]ों और गामा किरणों के कणों/किरणों के साथ होता है, कण के लिए उपयोग किए जाने वाले नाम में इसकी उत्पादन प्रक्रिया और ऊर्जा के बारे में कुछ हल्के अर्थ होते हैं, लेकिन इन्हें कड़ाई से लागू नहीं किया जाता है।<ref>
कुछ विज्ञान लेखक दोगुने आयनित हीलियम नाभिक का उपयोग करते हैं ({{chem|He|2+}}) और अल्फा कण विनिमेय शर्तों के रूप में। नामकरण अच्छी तरह से परिभाषित नहीं है, और इस प्रकार सभी उच्च-वेग वाले हीलियम नाभिकों को सभी लेखकों द्वारा अल्फा कण नहीं माना जाता है। जैसा कि [[ बीटा कण ]]ों और गामा किरणों के कणों/किरणों के साथ होता है, कण के लिए उपयोग किए जाने वाले नाम में इसकी उत्पादन प्रक्रिया और ऊर्जा के बारे में कुछ हल्के अर्थ होते हैं, परंतु            इन्हें कड़ाई से लागू नहीं किया जाता है।<ref>
{{Cite journal
{{Cite journal
  |last=Darling |first=David
  |last=Darling |first=David
Line 57: Line 59:


==== अल्फा क्षय में उत्पादन की क्रियाविधि ====
==== अल्फा क्षय में उत्पादन की क्रियाविधि ====
[[ बीटा क्षय ]] के विपरीत, अल्फा क्षय के लिए जिम्मेदार मूलभूत अंतःक्रिया [[ विद्युत चुम्बकीय बल ]] और [[ परमाणु बल ]] के बीच संतुलन है। अल्फा क्षय का परिणाम कूलम्ब के नियम से होता है<ref name="Krane"/>अल्फा कण और शेष नाभिक के बीच, जिनमें दोनों का एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है, लेकिन जिसे परमाणु बल द्वारा नियंत्रित रखा जाता है। [[ शास्त्रीय सीमा में भौतिकी ]] में, अल्फा कणों में नाभिक के अंदर मजबूत बल से संभावित कुएं से बचने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होती है (इस कुएं में कुएं के एक तरफ ऊपर जाने के लिए मजबूत बल से बचना शामिल है, जिसके बाद विद्युत चुम्बकीय बल होता है। दूसरी तरफ एक प्रतिकारक पुश-ऑफ का कारण बनता है)।
[[ बीटा क्षय ]] के विपरीत, अल्फा क्षय के लिए जिम्मेदार मूलभूत अंतःक्रिया [[ विद्युत चुम्बकीय बल ]] और [[ परमाणु बल ]] के बीच संतुलन है। अल्फा क्षय का परिणाम कूलम्ब के नियम से होता है<ref name="Krane"/>अल्फा कण और शेष नाभिक के बीच, जिनमें दोनों का एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है, परंतु            जिसे परमाणु बल द्वारा नियंत्रित रखा जाता है। [[ शास्त्रीय सीमा में भौतिकी ]] में, अल्फा कणों में नाभिक के अंदर मजबूत बल से संभावित कुएं से बचने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होती है (इस कुएं में कुएं के एक तरफ ऊपर जाने के लिए मजबूत बल से बचना शामिल है, जिसके बाद विद्युत चुम्बकीय बल होता है। दूसरी तरफ एक प्रतिकारक पुश-ऑफ का कारण बनता है)।


हालाँकि, [[ क्वांटम टनलिंग ]] प्रभाव अल्फ़ाज़ को भागने की अनुमति देता है, भले ही उनके पास परमाणु बल को दूर करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा न हो। यह पदार्थ की तरंग प्रकृति द्वारा अनुमत है, जो अल्फा कण को ​​अपना कुछ समय नाभिक से इतनी दूर एक क्षेत्र में बिताने की अनुमति देता है कि प्रतिकारक विद्युत चुम्बकीय बल की क्षमता ने परमाणु बल के आकर्षण के लिए पूरी तरह से मुआवजा दिया है। इस बिंदु से अल्फा कण निकल सकते हैं।
हालाँकि, [[ क्वांटम टनलिंग ]] प्रभाव अल्फ़ाज़ को भागने की अनुमति देता है, भले ही उनके पास परमाणु बल को दूर करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा न हो। यह पदार्थ की तरंग प्रकृति द्वारा अनुमत है, जो अल्फा कण को ​​अपना कुछ समय नाभिक से इतनी दूर एक क्षेत्र में बिताने की अनुमति देता है कि प्रतिकारक विद्युत चुम्बकीय बल की क्षमता ने परमाणु बल के आकर्षण के लिए पूरी तरह से मुआवजा दिया है। इस बिंदु से अल्फा कण निकल सकते हैं।
Line 76: Line 78:
[[File:Alpha decay energies example.svg|alt=A scatter chart showing 15 examples of some radioactive nuclides with their main emitted alpha particle energies plotted against their atomic number. ऊर्जा की सीमा लगभग 2 से 12 मेव तक है। परमाणु संख्या की सीमा लगभग 50 से 110 है।|अंगूठा|324x324px|उनके परमाणु क्रमांक के विरुद्ध प्लॉट किए गए मुख्य उत्सर्जित अल्फा कण ऊर्जा के साथ रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड का उदाहरण चयन।<ref>{{Cite book|last=Firestone|first=Richard B.|url=https://www.worldcat.org/oclc/43118182|title=आइसोटोप की तालिका|date=1999|publisher=Wiley|others=Coral M. Baglin|isbn=0-471-35633-6|edition=8th ed., 1999 update with CD-ROM|location=New York|oclc=43118182}}</ref> ध्यान दें कि प्रत्येक न्यूक्लाइड में एक अलग [[ अल्फा कण स्पेक्ट्रोस्कोपी ]] है।]]अल्फा क्षय में उत्सर्जित अल्फा कण की ऊर्जा उत्सर्जन प्रक्रिया के लिए अर्ध-जीवन पर मामूली रूप से निर्भर करती है, आधे जीवन में परिमाण अंतर के कई आदेशों के साथ 50% से कम ऊर्जा परिवर्तन के साथ जुड़ा हुआ है, जिसे गीजर-नटल द्वारा दिखाया गया है। कानून।
[[File:Alpha decay energies example.svg|alt=A scatter chart showing 15 examples of some radioactive nuclides with their main emitted alpha particle energies plotted against their atomic number. ऊर्जा की सीमा लगभग 2 से 12 मेव तक है। परमाणु संख्या की सीमा लगभग 50 से 110 है।|अंगूठा|324x324px|उनके परमाणु क्रमांक के विरुद्ध प्लॉट किए गए मुख्य उत्सर्जित अल्फा कण ऊर्जा के साथ रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड का उदाहरण चयन।<ref>{{Cite book|last=Firestone|first=Richard B.|url=https://www.worldcat.org/oclc/43118182|title=आइसोटोप की तालिका|date=1999|publisher=Wiley|others=Coral M. Baglin|isbn=0-471-35633-6|edition=8th ed., 1999 update with CD-ROM|location=New York|oclc=43118182}}</ref> ध्यान दें कि प्रत्येक न्यूक्लाइड में एक अलग [[ अल्फा कण स्पेक्ट्रोस्कोपी ]] है।]]अल्फा क्षय में उत्सर्जित अल्फा कण की ऊर्जा उत्सर्जन प्रक्रिया के लिए अर्ध-जीवन पर मामूली रूप से निर्भर करती है, आधे जीवन में परिमाण अंतर के कई आदेशों के साथ 50% से कम ऊर्जा परिवर्तन के साथ जुड़ा हुआ है, जिसे गीजर-नटल द्वारा दिखाया गया है। कानून।


उत्सर्जित अल्फा कणों की ऊर्जा भिन्न होती है, उच्च ऊर्जा वाले अल्फा कण बड़े नाभिकों से उत्सर्जित होते हैं, लेकिन अधिकांश अल्फा कणों में 3 और 7 MeV (मेगा-इलेक्ट्रॉन-वोल्ट) के बीच की ऊर्जा होती है, जो कि अत्यधिक लंबे और अत्यंत छोटे अर्ध-जीवन के अनुरूप होती है। क्रमशः अल्फा उत्सर्जक न्यूक्लाइड। ऊर्जा और अनुपात अक्सर अलग होते हैं और अल्फा-कण स्पेक्ट्रोस्कोपी के रूप में विशिष्ट न्यूक्लाइड की पहचान करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।
उत्सर्जित अल्फा कणों की ऊर्जा भिन्न होती है, उच्च ऊर्जा वाले अल्फा कण बड़े नाभिकों से उत्सर्जित होते हैं, परंतु            अधिकांश अल्फा कणों में 3 और 7 MeV (मेगा-इलेक्ट्रॉन-वोल्ट) के बीच की ऊर्जा होती है, जो कि अत्यधिक लंबे और अत्यंत छोटे अर्ध-जीवन के अनुरूप होती है। क्रमशः अल्फा उत्सर्जक न्यूक्लाइड। ऊर्जा और अनुपात अक्सर अलग होते हैं और अल्फा-कण स्पेक्ट्रोस्कोपी के रूप में विशिष्ट न्यूक्लाइड की पहचान करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।


5 MeV की विशिष्ट गतिज ऊर्जा के साथ; उत्सर्जित अल्फा कणों की गति 15,000 किमी/सेकंड है, जो प्रकाश की गति का 5% है। यह ऊर्जा एक कण के लिए पर्याप्त मात्रा में ऊर्जा है, लेकिन उनके उच्च द्रव्यमान का मतलब है कि अल्फा कणों की गति किसी भी अन्य सामान्य प्रकार के विकिरण की तुलना में कम होती है, उदा। बीटा कण | β कण, [[ न्यूट्रॉन विकिरण ]]।<ref>N.B. Since gamma rays are [[electromagnetic]] ([[light]]) they move at the speed of light (''c''). Beta particles often move at a large fraction of ''c'', and exceed 60%&nbsp;''c'' whenever their energy is >&nbsp;64&nbsp;keV, which it commonly is. Neutron velocity from nuclear reactions ranges from about 6%&nbsp;''c'' for fission to as much as 17%&nbsp;''c'' for fusion.</ref>
5 MeV की विशिष्ट गतिज ऊर्जा के साथ; उत्सर्जित अल्फा कणों की गति 15,000 किमी/सेकंड है, जो प्रकाश की गति का 5% है। यह ऊर्जा एक कण के लिए पर्याप्त मात्रा में ऊर्जा है, परंतु            उनके उच्च द्रव्यमान का मतलब है कि अल्फा कणों की गति किसी भी अन्य सामान्य प्रकार के विकिरण की तुलना में कम होती है, उदा। बीटा कण | β कण, [[ न्यूट्रॉन विकिरण ]]।<ref>N.B. Since gamma rays are [[electromagnetic]] ([[light]]) they move at the speed of light (''c''). Beta particles often move at a large fraction of ''c'', and exceed 60%&nbsp;''c'' whenever their energy is >&nbsp;64&nbsp;keV, which it commonly is. Neutron velocity from nuclear reactions ranges from about 6%&nbsp;''c'' for fission to as much as 17%&nbsp;''c'' for fusion.</ref>
उनके आवेश और बड़े द्रव्यमान के कारण, अल्फा कण आसानी से सामग्री द्वारा अवशोषित हो जाते हैं, और वे हवा में केवल कुछ सेंटीमीटर की यात्रा कर सकते हैं। उन्हें टिशू पेपर या मानव त्वचा की बाहरी परतों द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। वे आम तौर पर लगभग 40 [[ माइक्रोमीटर ]] त्वचा में प्रवेश करते हैं, जो कुछ कोशिकाओं (जीव विज्ञान) के बराबर गहराई तक होता है।
उनके आवेश और बड़े द्रव्यमान के कारण, अल्फा कण आसानी से सामग्री द्वारा अवशोषित हो जाते हैं, और वे हवा में केवल कुछ सेंटीमीटर की यात्रा कर सकते हैं। उन्हें टिशू पेपर या मानव त्वचा की बाहरी परतों द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। वे सामान्यतः            लगभग 40 [[ माइक्रोमीटर ]] त्वचा में प्रवेश करते हैं, जो कुछ कोशिकाओं (जीव विज्ञान) के बराबर गहराई तक होता है।


== जैविक प्रभाव ==
== जैविक प्रभाव ==
Line 152: Line 154:
रदरफोर्ड के काम में एक अल्फा कण के द्रव्यमान और उसके आवेश के अनुपात का माप भी शामिल था, जिसने उन्हें इस परिकल्पना की ओर अग्रसर किया कि अल्फा कण दोगुने आवेशित हीलियम आयन थे (बाद में नंगे हीलियम नाभिक के रूप में दिखाए गए)।<ref>{{The Timetables of Science|pages=411}}</ref> 1907 में, अर्नेस्ट रदरफोर्ड और [[ थॉमस रॉयड्स ]] ने आखिरकार साबित कर दिया कि अल्फा कण वास्तव में हीलियम आयन थे।<ref>E. Rutherford and T. Royds (1908) [https://books.google.com/books?id=hYTyA7h4FAsC&pg=PA313#v=onepage&q&f=false "Spectrum of the radium emanation,"] ''Philosophical Magazine'', Series 6, vol. 16, pages 313–317.</ref> ऐसा करने के लिए उन्होंने अल्फा कणों को एक खाली ट्यूब की एक बहुत पतली कांच की दीवार में घुसने दिया, इस प्रकार ट्यूब के अंदर बड़ी संख्या में परिकल्पित हीलियम आयनों को कैप्चर किया। फिर उन्होंने ट्यूब के अंदर एक [[ बिजली की चिंगारी ]] पैदा की। परिणामी गैस के स्पेक्ट्रा के बाद के अध्ययन से पता चला कि यह हीलियम था और अल्फा कण वास्तव में परिकल्पित हीलियम आयन थे।
रदरफोर्ड के काम में एक अल्फा कण के द्रव्यमान और उसके आवेश के अनुपात का माप भी शामिल था, जिसने उन्हें इस परिकल्पना की ओर अग्रसर किया कि अल्फा कण दोगुने आवेशित हीलियम आयन थे (बाद में नंगे हीलियम नाभिक के रूप में दिखाए गए)।<ref>{{The Timetables of Science|pages=411}}</ref> 1907 में, अर्नेस्ट रदरफोर्ड और [[ थॉमस रॉयड्स ]] ने आखिरकार साबित कर दिया कि अल्फा कण वास्तव में हीलियम आयन थे।<ref>E. Rutherford and T. Royds (1908) [https://books.google.com/books?id=hYTyA7h4FAsC&pg=PA313#v=onepage&q&f=false "Spectrum of the radium emanation,"] ''Philosophical Magazine'', Series 6, vol. 16, pages 313–317.</ref> ऐसा करने के लिए उन्होंने अल्फा कणों को एक खाली ट्यूब की एक बहुत पतली कांच की दीवार में घुसने दिया, इस प्रकार ट्यूब के अंदर बड़ी संख्या में परिकल्पित हीलियम आयनों को कैप्चर किया। फिर उन्होंने ट्यूब के अंदर एक [[ बिजली की चिंगारी ]] पैदा की। परिणामी गैस के स्पेक्ट्रा के बाद के अध्ययन से पता चला कि यह हीलियम था और अल्फा कण वास्तव में परिकल्पित हीलियम आयन थे।


क्योंकि अल्फा कण स्वाभाविक रूप से होते हैं, लेकिन परमाणु प्रतिक्रिया में भाग लेने के लिए पर्याप्त उच्च ऊर्जा हो सकती है, उनके अध्ययन से [[ परमाणु भौतिकी ]] का प्रारंभिक ज्ञान प्राप्त हुआ। रदरफोर्ड ने [[ रेडियम ब्रोमाइड ]] द्वारा उत्सर्जित अल्फा कणों का उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए किया कि परमाणु का जे जे थॉमसन का [[ बेर का हलवा मॉडल ]] मौलिक रूप से त्रुटिपूर्ण था। गीजर-मार्सडेन प्रयोग में | रदरफोर्ड के गोल्ड फ़ॉइल प्रयोग में उनके छात्रों [[ हंस गीजर ]] और [[ अर्नेस्ट मार्सडेन ]] द्वारा संचालित, अल्फा कणों का एक संकीर्ण बीम स्थापित किया गया था, जो बहुत पतली (कुछ सौ परमाणु मोटी) सोने की पन्नी से गुजर रहा था। [[ जिंक सल्फाइड ]] स्क्रीन द्वारा अल्फा कणों का पता लगाया गया था, जो अल्फा कण टक्कर पर प्रकाश की चमक का उत्सर्जन करता है। रदरफोर्ड ने परिकल्पना की कि, परमाणु के प्लम पुडिंग मॉडल मॉडल को सही मानते हुए, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए अल्फा कण केवल थोड़े से विक्षेपित होंगे, यदि बिल्कुल भी, फैले हुए सकारात्मक चार्ज द्वारा भविष्यवाणी की गई हो।
क्योंकि अल्फा कण स्वाभाविक रूप से होते हैं, परंतु            परमाणु प्रतिक्रिया में भाग लेने के लिए पर्याप्त उच्च ऊर्जा हो सकती है, उनके अध्ययन से [[ परमाणु भौतिकी ]] का प्रारंभिक ज्ञान प्राप्त हुआ। रदरफोर्ड ने [[ रेडियम ब्रोमाइड ]] द्वारा उत्सर्जित अल्फा कणों का उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए किया कि परमाणु का जे जे थॉमसन का [[ बेर का हलवा मॉडल ]] मौलिक रूप से त्रुटिपूर्ण था। गीजर-मार्सडेन प्रयोग में | रदरफोर्ड के गोल्ड फ़ॉइल प्रयोग में उनके छात्रों [[ हंस गीजर ]] और [[ अर्नेस्ट मार्सडेन ]] द्वारा संचालित, अल्फा कणों का एक संकीर्ण बीम स्थापित किया गया था, जो बहुत पतली (कुछ सौ परमाणु मोटी) सोने की पन्नी से गुजर रहा था। [[ जिंक सल्फाइड ]] स्क्रीन द्वारा अल्फा कणों का पता लगाया गया था, जो अल्फा कण टक्कर पर प्रकाश की चमक का उत्सर्जन करता है। रदरफोर्ड ने परिकल्पना की कि, परमाणु के प्लम पुडिंग मॉडल मॉडल को सही मानते हुए, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए अल्फा कण केवल थोड़े से विक्षेपित होंगे, यदि बिल्कुल भी, फैले हुए सकारात्मक चार्ज द्वारा भविष्यवाणी की गई हो।


यह पाया गया कि कुछ अल्फा कणों को अपेक्षा से अधिक बड़े कोणों पर विक्षेपित किया गया था (रदरफोर्ड द्वारा इसे जांचने के सुझाव पर) और कुछ ने लगभग सीधे वापस बाउंस भी किया। हालाँकि, अधिकांश अल्फा कण उम्मीद के मुताबिक सीधे निकल गए, रदरफोर्ड ने टिप्पणी की कि कुछ कण जो विक्षेपित थे, टिशू पेपर पर पंद्रह इंच के खोल को मारने के समान थे, केवल इसे उछालने के लिए, फिर से प्लम पुडिंग सिद्धांत को सही मानते हुए। यह निर्धारित किया गया था कि परमाणु का धनात्मक आवेश इसके केंद्र में एक छोटे से क्षेत्र में केंद्रित था, जिससे धनात्मक आवेश इतना घना हो जाता है कि किसी भी सकारात्मक रूप से आवेशित अल्फा कणों को विक्षेपित कर देता है जो बाद में नाभिक कहलाने वाले के करीब आ गया।
यह पाया गया कि कुछ अल्फा कणों को अपेक्षा से अधिक बड़े कोणों पर विक्षेपित किया गया था (रदरफोर्ड द्वारा इसे जांचने के सुझाव पर) और कुछ ने लगभग सीधे वापस बाउंस भी किया। हालाँकि, अधिकांश अल्फा कण उम्मीद के मुताबिक सीधे निकल गए, रदरफोर्ड ने टिप्पणी की कि कुछ कण जो विक्षेपित थे, टिशू पेपर पर पंद्रह इंच के खोल को मारने के समान थे, केवल इसे उछालने के लिए, फिर से प्लम पुडिंग सिद्धांत को सही मानते हुए। यह निर्धारित किया गया था कि परमाणु का धनात्मक आवेश इसके केंद्र में एक छोटे से क्षेत्र में केंद्रित था, जिससे धनात्मक आवेश इतना घना हो जाता है कि किसी भी सकारात्मक रूप से आवेशित अल्फा कणों को विक्षेपित कर देता है जो बाद में नाभिक कहलाने वाले के करीब आ गया।
Line 160: Line 162:
[[File:Bragg Curve for Alphas in Air-PT-en.svg|thumb|रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से उत्सर्जित विशिष्ट अल्फा कण के लिए हवा में ऊर्जा-हानि ([[ ब्रैग वक्र ]])।]]
[[File:Bragg Curve for Alphas in Air-PT-en.svg|thumb|रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से उत्सर्जित विशिष्ट अल्फा कण के लिए हवा में ऊर्जा-हानि ([[ ब्रैग वक्र ]])।]]


[[File:WolfhartFig1a.JPG|thumb|विशेष रूप से अल्फा कणों के लिए बनाए गए अपने स्पार्क कक्ष के साथ परमाणु भौतिक विज्ञानी वोल्फहार्ट विलिम्ज़िक द्वारा प्राप्त एक अल्फा कण का निशान।]]1917 में, रदरफोर्ड ने अल्फा कणों का गलती से उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जिसे उन्होंने बाद में एक तत्व से दूसरे तत्व के निर्देशित परमाणु रूपांतरण के रूप में समझा। प्राकृतिक रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप 1901 से तत्वों का एक से दूसरे में रूपांतरण समझा गया था, लेकिन जब रदरफोर्ड ने अल्फा क्षय से अल्फा कणों को हवा में प्रक्षेपित किया, तो उन्होंने पाया कि इससे एक नए प्रकार का विकिरण उत्पन्न होता है जो हाइड्रोजन नाभिक (रदरफोर्ड नाम) साबित हुआ। ये प्रोटॉन)। आगे के प्रयोग ने दिखाया कि प्रोटॉन हवा के नाइट्रोजन घटक से आ रहे हैं, और प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया में नाइट्रोजन का ऑक्सीजन में रूपांतरण होने के लिए प्रतिक्रिया का अनुमान लगाया गया था।
[[File:WolfhartFig1a.JPG|thumb|विशेष रूप से अल्फा कणों के लिए बनाए गए अपने स्पार्क कक्ष के साथ परमाणु भौतिक विज्ञानी वोल्फहार्ट विलिम्ज़िक द्वारा प्राप्त एक अल्फा कण का निशान।]]1917 में, रदरफोर्ड ने अल्फा कणों का गलती से उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जिसे उन्होंने बाद में एक तत्व से दूसरे तत्व के निर्देशित परमाणु रूपांतरण के रूप में समझा। प्राकृतिक रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप 1901 से तत्वों का एक से दूसरे में रूपांतरण समझा गया था, परंतु            जब रदरफोर्ड ने अल्फा क्षय से अल्फा कणों को हवा में प्रक्षेपित किया, तो उन्होंने पाया कि इससे एक नए प्रकार का विकिरण उत्पन्न होता है जो हाइड्रोजन नाभिक (रदरफोर्ड नाम) साबित हुआ। ये प्रोटॉन)। आगे के प्रयोग ने दिखाया कि प्रोटॉन हवा के नाइट्रोजन घटक से आ रहे हैं, और प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया में नाइट्रोजन का ऑक्सीजन में रूपांतरण होने के लिए प्रतिक्रिया का अनुमान लगाया गया था।


:<sup>14</sup>एन + α → <sup>17</sup>O + प्रोटॉन
:<sup>14</sup>एन + α → <sup>17</sup>O + प्रोटॉन
Line 204: Line 206:
== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==
{{more citations needed section|date=November 2019}}
{{more citations needed section|date=November 2019}}
* कुछ [[ स्मोक डिटेक्टर ]]ों में अल्फ़ा एमिटर [[ अमेरिकियम-241 ]] -241 की थोड़ी मात्रा होती है। अल्फा कण [[ Ionization ]] हवा एक छोटे से अंतराल के भीतर। उस आयनित वायु से एक छोटा [[ विद्युत प्रवाह ]] प्रवाहित किया जाता है। आग से धुएं के कण जो हवा के अंतराल में प्रवेश करते हैं, वर्तमान प्रवाह को कम करते हैं, अलार्म बजाते हैं। सूंघने या निगलने पर आइसोटोप बेहद खतरनाक होता है, लेकिन अगर स्रोत को सील रखा जाए तो खतरा कम से कम होता है। कई नगर पालिकाओं ने पुराने स्मोक डिटेक्टरों को इकट्ठा करने और निपटाने के लिए कार्यक्रमों की स्थापना की है, ताकि उन्हें सामान्य अपशिष्ट धारा से बाहर रखा जा सके।
* कुछ [[ स्मोक डिटेक्टर ]]ों में अल्फ़ा एमिटर [[ अमेरिकियम-241 ]] -241 की थोड़ी मात्रा होती है। अल्फा कण [[ Ionization ]] हवा एक छोटे से अंतराल के भीतर। उस आयनित वायु से एक छोटा [[ विद्युत प्रवाह ]] प्रवाहित किया जाता है। आग से धुएं के कण जो हवा के अंतराल में प्रवेश करते हैं, वर्तमान प्रवाह को कम करते हैं, अलार्म बजाते हैं। सूंघने या निगलने पर आइसोटोप बेहद खतरनाक होता है, परंतु            अगर स्रोत को सील रखा जाए तो खतरा कम से कम होता है। कई नगर पालिकाओं ने पुराने स्मोक डिटेक्टरों को इकट्ठा करने और निपटाने के लिए कार्यक्रमों की स्थापना की है, ताकि उन्हें सामान्य अपशिष्ट धारा से बाहर रखा जा सके।
* अल्फा क्षय अंतरिक्ष जांच और [[ कृत्रिम पेसमेकर ]] के लिए उपयोग किए जाने वाले [[ रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर ]] के लिए एक सुरक्षित शक्ति स्रोत प्रदान कर सकता है। अल्फा क्षय रेडियोधर्मी क्षय के अन्य रूपों की तुलना में कहीं अधिक आसानी से परिरक्षित है। [[ प्लूटोनियम -238 ]], अल्फा कणों का एक स्रोत है, जिसे अवांछित विकिरण से बचाने के लिए केवल 2.5 मिमी सीसे के कवच की आवश्यकता होती है।
* अल्फा क्षय अंतरिक्ष जांच और [[ कृत्रिम पेसमेकर ]] के लिए उपयोग किए जाने वाले [[ रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर ]] के लिए एक सुरक्षित शक्ति स्रोत प्रदान कर सकता है। अल्फा क्षय रेडियोधर्मी क्षय के अन्य रूपों की तुलना में कहीं अधिक आसानी से परिरक्षित है। [[ प्लूटोनियम -238 ]], अल्फा कणों का एक स्रोत है, जिसे अवांछित विकिरण से बचाने के लिए केवल 2.5 मिमी सीसे के कवच की आवश्यकता होती है।
* [[ एंटीस्टेटिक डिवाइस ]] आमतौर पर हवा को आयनित करने के लिए पोलोनियम -210, एक अल्फा एमिटर का उपयोग करते हैं, जिससे [[ स्थिर चिपटना ]] अधिक तेज़ी से फैलती है।
* [[ एंटीस्टेटिक डिवाइस ]] आमतौर पर हवा को आयनित करने के लिए पोलोनियम -210, एक अल्फा एमिटर का उपयोग करते हैं, जिससे [[ स्थिर चिपटना ]] अधिक तेज़ी से फैलती है।

Revision as of 11:48, 5 May 2023

Alpha particle
File:Alpha Decay.svg
Alpha decay
रचना2 protons, 2 neutrons
सांख्यिकीBosonic
प्रतीकα, α2+, He2+
द्रव्यमान

 GeV/c2
इलेक्ट्रिक   चार्ज+2 प्रारंभिक शुल्क

अल्फा कण, जिन्हें अल्फा किरणें या अल्फा विकिरण भी कहा जाता है, दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन से मिलकर एक हीलियम-4 परमाणु नाभिक के समान एक कण में बंधे होते हैं। सामान्यतः वे अल्फा क्षय की प्रक्रिया में उत्पादित होते हैं, परंतु अन्य नियमों से भी उत्पादित किए जा सकते हैं। अल्फा कणों का नाम ग्रीक वर्णमाला के पहले अक्षर α के नाम पर रखा गया है।

अल्फा कण का प्रतीक α या α है2+. क्योंकि वे हीलियम नाभिक के समान हैं, उन्हें कभी-कभी इस रूप में भी लिखा जाता है He2+
 या 4
2He2+
 एक हीलियम आयन को +2 चार्ज (इसके दो इलेक्ट्रॉन गायब) के साथ इंगित करना।अल्फा कण का प्रतीक α या α2+ है। क्योंकि वे हीलियम नाभिक के समान हैं, उन्हें कभी-कभी He2+
 या 4
2He2+
 के रूप में भी लिखा जाता है एक हीलियम आयन को +2 आवेश के साथ इंगित किया जाता है।.एक बार जब आयन अपने वातावरण से इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर लेता है, तो अल्फा कण एक सामान्य विद्युत रूप से तटस्थ हीलियम परमाणु 4
2He बन जाता है। अल्फा कणों का नेट स्पिन शून्य होता है। मानक अल्फा रेडियोधर्मी क्षय में उनके उत्पादन के तंत्र के कारण, अल्फा कणों में सामान्यतः लगभग 5 एमईवी की गतिज ऊर्जा होती है, और प्रकाश की गति के 4% के आसपास वेग होता है।

(अल्फा क्षय में इन आंकड़ों की सीमाओं के लिए नीचे चर्चा देखें।) वे कण विकिरण का एक अत्यधिक आयनकारी रूप हैं, और जब रेडियोधर्मी अल्फा क्षय से उत्पन्न होते हैं, सामान्यतः कम प्रवेश गहराई होती है, तथा कुछ सेंटीमीटर हवा, या त्वचा द्वारा बंद होती है।

यद्यपि, त्रिगुट विखंडन से तथाकथित लंबी दूरी के अल्फा कण तीन गुना ऊर्जावान होते हैं, और तीन गुना दूर तक प्रवेश करते हैं। हीलियम नाभिक जो ब्रह्मांडीय किरणों का 10-12% बनाते हैं, वे भी आमतौर पर परमाणु क्षय प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा वाले होते हैं, और इस प्रकार अत्यधिक मर्मज्ञ हो सकते हैं और मानव शरीर को पार करने में सक्षम होते हैं और कई मीटर घने ठोस परिरक्षण पर निर्भर करते हैं। उनकी ऊर्जा पर। कुछ हद तक, यह कण त्वरकों द्वारा उत्पादित बहुत उच्च-ऊर्जा हीलियम नाभिक के बारे में भी सच है।


नाम

कुछ विज्ञान लेखक दोगुने आयनित हीलियम नाभिक का उपयोग करते हैं (He2+
) और अल्फा कण विनिमेय शर्तों के रूप में। नामकरण अच्छी तरह से परिभाषित नहीं है, और इस प्रकार सभी उच्च-वेग वाले हीलियम नाभिकों को सभी लेखकों द्वारा अल्फा कण नहीं माना जाता है। जैसा कि बीटा कण ों और गामा किरणों के कणों/किरणों के साथ होता है, कण के लिए उपयोग किए जाने वाले नाम में इसकी उत्पादन प्रक्रिया और ऊर्जा के बारे में कुछ हल्के अर्थ होते हैं, परंतु इन्हें कड़ाई से लागू नहीं किया जाता है।[2] इस प्रकार, तारकीय हीलियम नाभिक प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए ट्रिपल अल्फा प्रक्रिया ) का जिक्र करते समय अल्फा कणों को एक शब्द के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, और तब भी जब वे ब्रह्मांडीय किरणों के घटकों के रूप में होते हैं। अल्फा क्षय में उत्पादित अल्फा की तुलना में अल्फा का एक उच्च ऊर्जा संस्करण एक असामान्य परमाणु विखंडन परिणाम का एक सामान्य उत्पाद है जिसे टर्नरी विखंडन कहा जाता है। हालांकि, कण त्वरक (साइक्लोट्रॉन , सिंक्रोटॉन , और इसी तरह) द्वारा उत्पादित हीलियम नाभिक को अल्फा कणों के रूप में संदर्भित किए जाने की संभावना कम है।

अल्फा कणों के स्रोत

अल्फा क्षय

File:Physicist Studying Alpha Rays GPN-2000-000381.jpg
एक भौतिक विज्ञानी क्लाउड कक्ष में पोलोनियम स्रोत के क्षय से अल्फा कणों को देखता है
File:Alpha radiation in a cloud chamber.jpg
एक आइसोप्रोपेनॉल क्लाउड चैंबर में अल्फा विकिरण का पता चला (एक कृत्रिम स्रोत रेडॉन-220 के इंजेक्शन के बाद)।
Main article: Alpha decay

अल्फा कणों का सबसे प्रसिद्ध स्रोत भारी (> 106 डाल्टन (यूनिट) परमाणु भार) परमाणुओं का अल्फा क्षय है। जब कोई परमाणु अल्फा क्षय में एक अल्फा कण का उत्सर्जन करता है, तो अल्फा कण में चार न्यूक्लियॉन के नुकसान के कारण परमाणु की द्रव्यमान संख्या चार से कम हो जाती है। परमाणु की परमाणु संख्या दो से कम हो जाती है, दो प्रोटॉन के नुकसान के परिणामस्वरूप - परमाणु एक नया तत्व बन जाता है। अल्फा क्षय द्वारा इस प्रकार के परमाणु रूपांतरण के उदाहरण हैं यूरेनियम का थोरियम में क्षय, और रेडियम का रेडॉन में क्षय।

अल्फा कण आमतौर पर यूरेनियम, थोरियम, जंगी और रेडियम जैसे सभी बड़े रेडियोधर्मी नाभिकों के साथ-साथ ट्रांसयूरानिक तत्वों द्वारा उत्सर्जित होते हैं। अन्य प्रकार के क्षय के विपरीत, एक प्रक्रिया के रूप में अल्फा क्षय में एक न्यूनतम आकार का परमाणु नाभिक होना चाहिए जो इसका समर्थन कर सके। अब तक के सबसे छोटे नाभिक जो अल्फा उत्सर्जन के लिए सक्षम पाए गए हैं, बेरिलियम-8 -8 और टेल्यूरियम (तत्व 52) के सबसे हल्के न्यूक्लाइड हैं, जिनकी द्रव्यमान संख्या 104 और 109 के बीच है। अल्फा क्षय कभी-कभी नाभिक को उत्तेजित अवस्था में छोड़ देता है; गामा किरण का उत्सर्जन तब अतिरिक्त ऊर्जा को हटा देता है।

अल्फा क्षय में उत्पादन की क्रियाविधि

बीटा क्षय के विपरीत, अल्फा क्षय के लिए ज