अल्फा कण: Difference between revisions

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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}} हो जाता है। तथा अल्फा कणों का वास्तविक घुमाव शून्य होता है।                                                                                                                                                                                                                 
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}} हो जाता है। तथा अल्फा कणों का वास्तविक घुमाव शून्य होता है।                                                                                                                                                                                                                 


मानक अल्फा [[ रेडियोधर्मी क्षय | 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 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, तो कम प्रवेश की गहराई होती है, तथा कुछ सेंटीमीटर हवा, या त्वचा द्वारा बंद होती है            मानक अल्फा विकिरण में उत्पन्न होने के तंत्र के कारण, अल्फा कणों की सामान्यतया किनेटिक ऊर्जा लगभग 5 मेगाइलेक्ट्रॉन-वोल्ट होती है, और उनकी वेग लगभग प्रकाश की गति के 4% के आसपास होती है।                                                                                                                                                                                                                 
मानक अल्फा [[ रेडियोधर्मी क्षय | 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 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, तो कम प्रवेश की गहराई होती है, तथा कुछ सेंटीमीटर हवा, या त्वचा द्वारा बंद होती 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 सामान्यतः परमाणु क्षय प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित के सापेक्ष 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। कुछ सीमा 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 सामान्यतः परमाणु क्षय प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित के सापेक्ष 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। कुछ सीमा तक, यह कण त्वरकों द्वारा उत्पादित बहुत उच्च-ऊर्जा हीलियम नाभिक के बारे में भी सच है।
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== नाम ==
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कुछ विज्ञान लेखक दोगुने आयनीकृत हेलियम नाभिक ({{chem|He|2+}}) और अल्फा कणों को एक दूसरे के समानार्थक शब्द के रूप में उपयोग करते हैं। 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 | बीटा]] और गामा [[ बीटा कण |कण]] / किरणों की तरह, कण के लिए उपयोग किया जाने वाला नाम उसके उत्पादन प्रक्रिया और ऊर्जा के बारे में कुछ हल्के से संकेत लेकिन ये कठोरता से से लागू नहीं होते हैं।,।<ref>
कुछ विज्ञान लेखक दोगुने आयनीकृत हिलियम नाभिको ({{chem|He|2+}}) और अल्फा कणों को एक दूसरे के समानार्थक शब्द के रूप में उपयोग करते हैं। नामपद्धति 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 | बीटा]] और गामा [[ बीटा कण |कण]] / किरणों की तरह, कण के लिए उपयोग किया जाने वाला नाम उसके उत्पादन प्रक्रिया और ऊर्जा के बारे में कुछ हल्के से संकेत लेकिन ये कठोरता से से लागू नहीं होते हैं।,।<ref>
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}}</ref> इसलिए, जब स्टेलर हेलियम नाभिकों की प्रतिक्रियाओं (जैसे अल्फा प्रक्रियाएं) का उल्लेख करते समय और जब वे  [[ ब्रह्मांडीय किरणों |ब्रह्मांडीय किरणों]] के घटक के रूप में पाए जाते हैं,फिर अल्फा कणों को एक शब्द के रूप में शिथिल रूप से 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। यद्यपि, [[ साइक्लोट्रॉन |साइक्लोट्रॉन]],[[ सिंक्रोटॉन |सिंक्रोटॉन]],और इसी तरह कण त्वरक द्वारा उत्पादित हीलियम नाभिक को अल्फा कणों के रूप में संदर्भित किए जाने की संभावना कम है।
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== अल्फा कणों के स्रोत ==
== अल्फा कणों के स्रोत ==
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{{Main|अल्फा क्षय}}
{{Main|अल्फा क्षय}}


अल्फा कणों का सबसे ज्यादा जाना माना स्रोत, भारी (> 106 u परमाणु भार) परमाणुओं के अल्फा असंतुलन से होता है। जब एक परमाणु अल्फा असंतुलन में एक अल्फा कण उत्सर्जित करता है, तो चार न्यूक्लियनों के हानि के कारण परमाणु का अणु संख्या चार कम हो जाता है। परमाणु की [[ परमाणु संख्या ]] दो से कम हो जाती है, दो प्रोटॉन के  हानि के परिणामस्वरूप - परमाणु एक नया तत्व बन जाता है। अल्फा क्षय द्वारा इस प्रकार के [[ परमाणु रूपांतरण |परमाणु रूपांतरण]] के उदाहरण हैं, [[ यूरेनियम |यूरेनियम]] का [[ थोरियम |थोरियम]] में अपघटन , और [[ रेडियम |रेडियम]] का रेडॉन में अपघटन।
अल्फा कणों का सबसे ज्यादा जाना माना स्रोत, भारी (> 106 u परमाणु भार) परमाणुओं के अल्फा असंतुलन से होता है। जब एक परमाणु अल्फा असंतुलन में एक अल्फा कण उत्सर्जित करता है, तो चार न्यूक्लियनों के हानि के कारण परमाणु का अणु संख्या चार कम हो जाता है। परमाणु की [[ परमाणु संख्या ]] दो से कम हो जाती है, दो प्रोटॉन के  हानि के परिणामस्वरूप - परमाणु एक नया तत्व बन जाता है। [[ यूरेनियम |यूरेनियम]] का [[ थोरियम |थोरियम]] में अपघटन , और [[ रेडियम |रेडियम]] का रेडॉन में अपघटन [[ यूरेनियम |यूरेनियम]] का [[ थोरियम |थोरियम]] में अपघटन , और [[ रेडियम |रेडियम]] का रेडॉन में अपघटन अल्फा क्षय द्वारा इस प्रकार के [[ परमाणु रूपांतरण |परमाणु रूपांतरण]] के उदाहरण,हैं।


अल्फा कण सभी बड़े विकिरणीय नाभिको जैसे यूरेनियम, थोरियम, ऐक्टिनियम और रेडियम के साथ-साथ ट्रांसयूरेनिक तत्वों द्वारा सामान्यतः उत्पन्न किए जाते हैं।अन्य प्रकार केअपक्षय के विपरीत, एक प्रक्रिया के रूप में अल्फा अपक्षय 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 |बेरिलियम-8]] और टेल्यूरियम (तत्व 52) के सबसे हल्के न्यूक्लाइड हैं, जिनकी द्रव्यमान संख्या 104 और 109 के बीच है। अल्फा अपक्षय कभी-कभी नाभिक को उत्तेजित अवस्था में छोड़ देता है;[[ गामा किरण |गामा किरण]] का उत्सर्जन तब अतिरिक्त ऊर्जा को हटा देता है।
अल्फा कण सभी बड़े विकिरणीय नाभिको जैसे यूरेनियम, थोरियम, ऐक्टिनियम और रेडियम के साथ-साथ परायूरेनियम तत्वों द्वारा सामान्यतः उत्पन्न किए जाते 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 |बेरिलियम-8]] और टेल्यूरियम (तत्व 52) के सबसे हल्के न्यूक्लाइड हैं, जिनकी द्रव्यमान संख्या 104 और 109 के मध्य है। अल्फा अपक्षय कभी-कभी नाभिक को उत्तेजित अवस्था में छोड़ देता है [[ गामा किरण |गामा किरण]] का उत्सर्जन तब अतिरिक्त ऊर्जा को हटा देता है।


==== 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, 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)।
बीटा विकिरण के विपरीत, अल्फा विकिरण के लिए मौलिक परमाणु-परमाणु प्रभाव विद्यमान होते हैं, जो [[ विद्युत चुम्बकीय बल |विद्युत]] और[[ विद्युत चुम्बकीय बल |चुम्बकीय बल]] के मध्य एक संतुलन होता है। अल्फा क्षय का परिणाम कूलम्ब के नियम से होता है<ref name="Krane"/>अल्फा कण और शेष नाभिक के मध्य, जिनमें दोनों का एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है, परंतु जिसे परमाणु बल द्वारा नियंत्रित रखा जाता है। [[ शास्त्रीय सीमा में भौतिकी |पारम्परिक भौतिकी]] में, , अल्फा कणों के पास नाभिकीय केंद्र में मजबूत बल के गुब्बारे से बाहर निकलने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होती है (इस गुब्बारे में बाहर निकलने के लिए पारमाणविक बल को पार करना होता है, जो एक तरफ से बाहर निकलते हुए विद्युत बल के दबाव की वजह से दूसरी तरफ से रोक लगाता 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।
यद्यपि, [[ क्वांटम टनलिंग |क्वांटम टनलिंग]] प्रभाव अल्फा कणों को पार करने की अनुमति देता है भले ही उनमें पर्याप्त ऊर्जा नाभिकीय बल को पार करने के लिए न हो। यह पदार्थ की तरंग निस्पंदन प्रकृति द्वारा संभव होता है, जो अल्फा कण को एक ऐसे क्षेत्र में समय व्यतीत करने की अनुमति देता है जो परमाणु से इतना दूर होता है कि द्वीपांतर के विद्युतीय बल के द्वारा आकर्षण बल पूरी तरह से खत्म हो जाता है। इस बिंदु से प्रारंभ होकर अल्फा कण पार कर सकते हैं।


=== त्रिगुट विखंडन ===
=== त्रिगुट विखंडन ===

Revision as of 23:39, 7 May 2023

Alpha particle
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 यह 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 α2+ है। क्योंकि वे हीलियम नाभिक के समान हैं, उन्हें कभी-कभी He2+
या 4
2
He2+
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
2
He
हो जाता है। तथा अल्फा कणों का वास्तविक घुमाव 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, तो कम प्रवेश की 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 सामान्यतः परमाणु क्षय प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित के सापेक्ष 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। कुछ सीमा तक, यह कण त्वरकों द्वारा उत्पादित बहुत उच्च-ऊर्जा हीलियम नाभिक के बारे में भी सच है।


नाम

कुछ विज्ञान लेखक दोगुने आयनीकृत हिलियम नाभिको (He2+
) और अल्फा कणों को एक दूसरे के समानार्थक शब्द के रूप में उपयोग करते हैं। नामपद्धति 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 और गामा कण / किरणों की तरह, कण के लिए उपयोग किया जाने वाला नाम उसके उत्पादन प्रक्रिया और ऊर्जा के बारे में कुछ हल्के से संकेत लेकिन ये कठोरता से से लागू नहीं होते हैं।,।[2] इसलिए, जब स्टेलर हेलियम नाभिकों की प्रतिक्रियाओं (जैसे अल्फा प्रक्रियाएं) का उल्लेख करते समय और जब वे ब्रह्मांडीय किरणों के घटक के रूप में पाए जाते हैं,फिर अल्फा कणों को एक शब्द के रूप में शिथिल रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है। और तब भी जब वे ब्रह्मांडीय किरणों के घटकों के रूप में होते हैं। अल्फा क्षय में उत्पादित अल्फा के सापेक्ष में अल्फा का एक उच्च ऊर्जा संस्करण परमाणु विखंडन का एक सामान्य उत्पाद है जिसे टर्नरी विखंडन कहा जाता है। यद्यपि, साइक्लोट्रॉन,सिंक्रोटॉन,और इसी तरह कण त्वरक 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)।

अल्फा कणों का सबसे ज्यादा जाना माना स्रोत, भारी (> 106 u परमाणु भार) परमाणुओं के अल्फा असंतुलन से होता है। जब एक परमाणु अल्फा असंतुलन में एक अल्फा कण उत्सर्जित करता है, तो चार न्यूक्लियनों के हानि के कारण परमाणु का अणु संख्या चार कम हो जाता है। परमाणु की परमाणु संख्या दो से कम हो जाती है, दो प्रोटॉन के हानि के परिणामस्वरूप - परमाणु एक नया तत्व बन जाता है। यूरेनियम का थोरियम में अपघटन , और रेडियम का रेडॉन में अपघटन यूरेनियम का थोरियम में अपघटन , और रेडियम का रेडॉन में अपघटन अल्फा क्षय द्वारा इस प्रकार के परमाणु रूपांतरण के उदाहरण,हैं।

अल्फा कण सभी बड़े विकिरणीय नाभिको जैसे यूरेनियम, थोरियम, ऐक्टिनियम और रेडियम के साथ-साथ परायूरेनियम तत्वों द्वारा सामान्यतः उत्पन्न किए जाते 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 और टेल्यूरियम (तत्व 52) के सबसे हल्के न्यूक्लाइड हैं, जिनकी द्रव्यमान संख्या 104 और 109 के मध्य है। अल्फा अपक्षय 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 विकिरण के विपरीत, अल्फा विकिरण के लिए मौलिक परमाणु-परमाणु प्रभाव विद्यमान होते हैं, जो विद्युत औरचुम्बकीय बल के मध्य एक संतुलन होता है। अल्फा क्षय का परिणाम कूलम्ब के नियम से होता है[1]अल्फा कण और शेष नाभिक के मध्य, जिनमें दोनों का एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है, परंतु जिसे परमाणु बल द्वारा नियंत्रित रखा जाता है। पारम्परिक भौतिकी में, , अल्फा कणों के पास नाभिकीय केंद्र में मजबूत बल के गुब्बारे से बाहर निकलने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होती है (इस गुब्बारे में बाहर निकलने के लिए पारमाणविक बल को पार करना होता है, जो एक तरफ से बाहर निकलते हुए विद्युत बल के दबाव की वजह से दूसरी तरफ से रोक लगाता है।

यद्यपि, क्वांटम टनलिंग प्रभाव अल्फा कणों को पार करने की अनुमति देता है भले ही उनमें पर्याप्त ऊर्जा नाभिकीय बल को पार करने के लिए न हो। यह पदार्थ की तरंग निस्पंदन प्रकृति द्वारा संभव होता है, जो अल्फा कण को एक ऐसे क्षेत्र में समय व्यतीत करने की अनुमति देता है जो परमाणु से इतना दूर होता है कि द्वीपांतर के विद्युतीय बल के द्वारा आकर्षण बल पूरी तरह से खत्म हो जाता है। इस बिंदु से प्रारंभ होकर अल्फा कण पार कर सकते हैं।

त्रिगुट विखंडन

परमाणु प्रक्रिया से निकलने वाले विशेष रूप से ऊर्जावान अल्फा कण, त्रिगुट विखंडन की अपेक्षाकृत दुर्लभ (कुछ सौ में से एक) परमाणु विखंडन प्रक्रिया में उत्पन्न होते हैं। इस प्रक्रिया में, घटना से सामान्य दो के बजाय तीन आवेशित कण उत्पन्न होते हैं, आवेशित कणों में सबसे छोटा (90% संभावना) एक अल्फा कण होता है। इस तरह के अल्फा कणों को लंबी दूरी के अल्फा कहा जाता है क्योंकि उनकी 16 मेव की विशिष्ट ऊर्जा पर, वे अल्फा क्षय द्वारा उत्पादित की तुलना में कहीं अधिक उच्च ऊर्जा पर होते हैं। टर्नरी विखंडन न्यूट्रॉन-प्रेरित विखंडन (परमाणु रिएक्टर में होने वाली परमाणु प्रतिक्रिया ) दोनों में होता है, और तब भी जब विखंडनीय और विखंडनीय एक्टिनाइड ्स न्यूक्लाइड्स (यानी, विखंडन में सक्षम भारी परमाणु) रेडियोधर्मी क्षय के रूप में सहज विखंडन से गुजरते हैं। प्रेरित और सहज विखंडन दोनों में, भारी नाभिकों में उपलब्ध उच्च ऊर्जा का परिणाम अल्फा क्षय की तुलना में उच्च ऊर्जा के लंबी दूरी के अल्फा में होता है।

त्वरक

ऊर्जावान हीलियम नाभिक (हीलियम आयन) साइक्लोट्रॉन , सिंक्रोट्रॉन और अन्य कण त्वरक द्वारा निर्मित किए जा सकते हैं। परम्परा यह है कि उन्हें सामान्यतः अल्फा कण नहीं कहा जाता है।

सौर कोर प्रतिक्रियाएं

हीलियम नाभिक सितारों में परमाणु प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकता है, और कभी-कभी और ऐतिहासिक रूप से इन्हें अल्फा प्रतिक्रियाओं के रूप में संदर्भित किया जाता है (उदाहरण के लिए ट्रिपल-अल्फा प्रक्रिया देखें)।

ब्रह्मांडीय किरणें

इसके अलावा, अत्यधिक उच्च ऊर्जा हीलियम नाभिक, जिसे कभी-कभी अल्फा कण कहा जाता है, ब्रह्मांडीय किरणों का लगभग 10 से 12% हिस्सा बनाता है। ब्रह्मांडीय किरण उत्पादन के तंत्र पर बहस जारी है।

ऊर्जा और अवशोषण

उनके परमाणु क्रमांक के विरुद्ध प्लॉट किए गए मुख्य उत्सर्जित अल्फा कण ऊर्जा के साथ रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड का उदाहरण चयन।[3] 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, 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, 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 [4] 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

अवशोषण की छोटी सीमा और त्वचा की बाहरी परतों में प्रवेश करने में असमर्थता के कारण, अल्फा कण सामान्य रूप से जीवन के लिए खतरनाक नहीं होते हैं, जब तक कि स्रोत को अंतर्ग्रहण या साँस नहीं लिया जाता है।[5] इस उच्च द्रव्यमान और मजबूत अवशोषण के कारण, यदि अल्फा-उत्सर्जक रेडियोन्यूक्लाइड्स शरीर में प्रवेश करते हैं (1950 के दशक से पहले उच्च-गुणवत्ता वाले एक्स-रे छवियों के लिए थोरोट्रास्ट के उपयोग के साथ, साँस लेने, अंतर्ग्रहण या इंजेक्शन लगाने पर), अल्फा विकिरण आयनीकरण विकिरण का सबसे विनाशकारी रूप है। यह सबसे प्रबल आयनकारी है, और पर्याप्त मात्रा में बड़ी मात्रा में विकिरण विषाक्तता के किसी भी या सभी लक्षणों का कारण बन सकता है। यह अनुमान लगाया गया है कि गामा या बीटा विकिरण की समतुल्य मात्रा की तुलना में अल्फा कणों से क्रोमोसाम की क्षति कहीं भी 10 से 1000 गुना अधिक है, औसत 20 गुना पर सेट किया गया है। प्लूटोनियम और यूरेनियम से अल्फा विकिरण के लिए आंतरिक रूप से सामने आने वाले यूरोपीय परमाणु श्रमिकों के एक अध्ययन में पाया गया कि जब सापेक्ष जैविक प्रभावशीलता 20 मानी जाती है, तो अल्फा विकिरण की कार्सिनोजेनिक क्षमता (फेफड़े के कैंसर के संदर्भ में) की खुराक के लिए रिपोर्ट की गई के अनुरूप प्रतीत होती है। बाहरी गामा विकिरण यानी श्वास द्वारा लिए गए अल्फा-कणों की एक दी गई खुराक गामा विकिरण की 20 गुना अधिक खुराक के समान जोखिम प्रस्तुत करती है।[6] शक्तिशाली अल्फा उत्सर्जक पोलोनियम -210 (एक मिलीग्राम 210Po प्रति सेकंड 4.215 ग्राम रेडियम-226 के बराबर अल्फा कण उत्सर्जित करता है|226Ra) को फेफड़ों के कैंसर और तम्बाकू से संबंधित मूत्राशय के कैंसर और स्वास्थ्य # तम्बाकू के रेडियोधर्मी घटकों में भूमिका निभाने का संदेह है।[7] 210पो का इस्तेमाल 2006 में रूसी असंतुष्ट और रूसी संघ के अधिकारी अलेक्जेंडर लिटविनेंको की पूर्व-संघीय सुरक्षा सेवा को मारने के लिए किया गया था।[8] जब अल्फा कण उत्सर्जक आइसोटोप निगले जाते हैं, तो वे अपने आधे जीवन या क्षय दर की तुलना में कहीं अधिक खतरनाक होते हैं, अल्फा विकिरण की उच्च सापेक्ष जैविक प्रभावशीलता के कारण जैविक क्षति होती है। अल्फा विकिरण औसतन लगभग 20 गुना अधिक खतरनाक है, और साँस के अल्फा उत्सर्जकों के साथ प्रयोगों में, 1000 गुना अधिक खतरनाक है[9] बीटा क्षय या गामा क्षय रेडियोआइसोटोप की समतुल्य गतिविधि की तुलना में।

खोज और उपयोग का इतिहास

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अल्फा विकिरण में हीलियम -4 नाभिक होता है और कागज की एक शीट द्वारा आसानी से रोक दिया जाता है। बीटा विकिरण, इलेक्ट्रॉनों से मिलकर, एक एल्यूमीनियम प्लेट द्वारा रोका जाता है। गामा विकिरण अंततः अवशोषित हो जाता है क्योंकि यह घने पदार्थ में प्रवेश करता है। अपने घनत्व के कारण गामा विकिरण को अवशोषित करने में सीसा अच्छा होता है।
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एक अल्फा कण एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित होता है
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धातु की पतली शीट पर अल्फा कणों का बिखरना

1899 में, भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट रदरफोर्ड (मॉन्ट्रियल, कनाडा में मैकगिल विश्वविद्यालय में काम कर रहे) और पॉल विलार्ड (पेरिस में काम कर रहे) ने विकिरण को तीन प्रकारों में अलग किया: अंततः रदरफोर्ड द्वारा अल्फा, बीटा और गामा नाम दिया गया, जो वस्तुओं के प्रवेश और विक्षेपण पर आधारित था। चुंबकीय क्षेत्र।[10] अल्फा किरणों को रदरफोर्ड द्वारा परिभाषित किया गया था, जो सामान्य वस्तुओं की सबसे कम भेदन वाली होती हैं।

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)।[11] 1907 में, अर्नेस्ट रदरफोर्ड और थॉमस रॉयड्स ने आखिरकार साबित कर दिया कि अल्फा कण वास्तव में हीलियम आयन थे।[12] 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 पर