基本介紹
- 中文名：α束
- 外文名：Alpha ray
- 又名：α射線束
- 帶電性：帶正電
- 本質：帶電粒子流
- 發現者：盧瑟福
概念,α射線質量,α粒子與α射線,α射線放出的氦原子核,α束作用,非彈性,彈性,核反庫侖,其他作用,α束髮現史,危害,
概念
α射線亦稱α粒子束，高速運動的氦原子核。α粒子由2個質子和2箇中子組成。它的靜止質量為6.64×10-27千克，帶電量為3.20×10-19庫。 物理學中用He表示α粒子或氦核。盧瑟福首先發現天然放射性是幾種不同的射線。他把帶正電的射線命名為α射線；帶負電的射線命名為β射線。在以後的一系列實驗中盧瑟福等人證實α粒子即是氦原子核。
α射線是一種帶電粒子流，由於帶電，它所到之處很容易引起電離。α射線有很強的電離本領，這種性質既可利用，也帶來一定壞處，對人體內組織破壞能力較大，由於其質量較大，穿透能力差，在空氣中的射程只有幾厘米。只要一張紙或健康的皮膚就能擋住。
α射線質量
1個質子質量=1.007276u。
1箇中子質量=1.008665u。
1個電子質量=0.000549u。
而α射線實際上是 4He2（即有4個核子的氫，其中有兩個質子，兩個中子）；
所以α射線質量=1.008665u*2+1.007276u*2=4.031882u。
α粒子與α射線
α粒子是兩個質子和兩個中子的粒子。α射線 是高速運動的α粒子流。
α射線放出的氦原子核
α射線放出的氦原子核是氦-4。
氦-4，是氦的同位素之一，元素符號為4He。它的原子核由二顆質子和二顆中子所組成，氦-4的原子核即為α粒子，是α衰變的產物。氦-4在低於 2.17 K (−270.98°C) 時會變成超流體。
α束作用
非彈性
非彈性碰撞（inelastic impact），可引起介質原子電離（ionization）和激發（excitation），α粒子與原子的殼層電子發生庫侖作用，使其獲得能量。當電子獲得足以克服原子核對他束縛的能量時，就能脫離原子而成為自由電子，形成了自由電子和正離子組成的電子對，這種現象稱為電離（初級電離）。當這些自由電子的動能足夠大（稱為δ電子）時，還能引起其他原子的電離（次級電離）。外層電子束縛較松，因而被電離的機率較大，如果是內層電子被電離，留下的空穴會由外層電子填充而發射原子特徵X射線，或稱標識X射線（characteristic X-ray）或者俄歇電子（Auger electron）。
如果在相互作用過程中，殼層電子獲得的能量不足以使它脫離原子而成為自由電子，而僅僅使電子從低能級躍遷到高能級，使原子處於激發態，這種相互作用就稱為激發。受激的原子隨即發射出一定能量的X射線而回到基態。該激發能也可傳遞給核外電子，使該電子獲得足夠的能量逃離原子核的束縛而成為一個自由電子（即俄歇電子），此過程稱為俄歇效應。
彈性
α粒子在物質中運動時，還會受到原子核及核外電子的庫侖場與核力場的相互作用，從而改變其運動方向，這種現象稱之為散射。根據散射前後α粒子和散射核的總動能是否守恆可分為彈性散射和非彈性散射。
α粒子可以與核外電子發生彈性碰撞（elastic impact/collision），要求α粒子傳遞給核外電子的能量小於其最低激發能；α粒子也可與原子核發生彈性碰撞，α粒子損失能量，而原子核獲得動能發生反衝，引起晶格原子位移形成缺陷，即引起輻射損傷。稱為核碰撞能量損失或從吸收介質的作用來講稱為核阻止。
核反庫侖
核反應（nuclear reaction）：α粒子引起核反應的機率相當小，它與Be、B、F、Li、Na、O等元素相互作用發生（α，n）反應時將產生中子，這是目前製備同位素中子源的主要方法。
庫侖激發（Coulomb excitation）：α粒子與原子核之間的庫侖相互作用可能引起介質原子核從基態躍遷到激發態，稱為庫侖激發。
其他作用
工業測厚，元素分析激發源。
用於原子物理學中撞擊試驗。
能使膠片感光。
礦物樣品上的菱形腐蝕坑，可能是宇宙射線粒子和天然放射線中的α粒子與礦物晶格碰撞後，在晶格中留下的損傷經過地層中腐蝕性液體長期腐蝕擴大形成的。
α束髮現史
盧瑟福1898年發現鈾和鈾的化合物所發出的射線有兩種不同類型：一種是極易吸收的，他稱之為α射線；另一種有較強的穿透能力，他稱之為β射線。後來法國化學家維拉爾又發現具有更強穿透本領的第三。
種射線γ射線。由於組成α射線的α粒子帶有巨大能量和動量，就成為盧瑟福用來打開原子大門、研究原子內部結構的有力工具。
盧瑟福用鐳發射的α粒子作"炮彈"，用"閃爍法"觀察被轟擊的粒子的情況。1919年，終於觀察到氮原子核俘獲一個α粒子後放出一個氫核，同時變成了另一種原子核的結果，這個新生的原子核後來被證實為是氧17原子核。這是人類歷史上第一次實現原子核的人工衰變，使古代鍊金術士夢寐以求的把一種元素變成另一種元素的空想有可能成為現實。當時盧瑟福寫了一本書就取名為《新鍊金術》。
