α粒子

某些放射性物质衰变时放射出来的粒子

α粒子是某些放射性物质衰变时放射出来的粒子，由两个中子和两个质子构成（氦-4），质量为氢原子的4倍，速度每秒可达两万公里，带正电荷。穿透力不大，能伤害动物的皮肤。

内容简介

如果人类吸入或进食具有α粒子放射性的物质，譬如吸入了辐射烟雨，α粒子就能直接破坏内脏细胞。它的穿透能力虽然弱，但由于它的电离能力很强，它对生物所造成的危害并不亚于其他辐射。

α粒子就是氦原子核，电子全部剥离，也就是He2+，相对原子质量为4，速度为光速的1/10。

β粒子就是电子，也就是e-，质量非常小，速度可达光速9/10。

γ粒子就是光子，全称光量子，传递电磁相互作用的基本粒子，静止质量为0，速度为光速。

穿透力：γ粒子＞β粒子＞α粒子

从碳12原子核的α粒子结构观点出发，应用碳12原子核内α粒子的形状因子和跃迁形状因子，在Glauber散射理论框架下，计算了共振区内能量为Tπ=150，180 MeV,π-12C的2+(4.43 MeV)和3-(9.64 MeV)非弹性散射微分截面.理论结果与实验较好地符合。

散射实验

α粒子散射实验

卢瑟福从1904年到1906年6月，做了许多α射线通过不同厚度的空气、云母片和金属箔（如铝箔）的实验。英国物理学家W.H.布拉格（Bragg, W.H.1862-1942）在1904-1905年也做了这样的实验。他们发现，在此实验中α射线速度减慢，而且径迹偏斜（即发生散射现象）。例如，通过云母的的某些α射线，从它们原来的途径约偏斜了2°，发生了小角度散射，1906年冬，卢瑟福还认识到α粒子在某一临界速度以上时能打入原子内部，由它的散射和所引起的原子内电场的反应可以探索原子内部结构。而且他还预见到可能会出现较大角度的散射。

实验结果：

1907-1908年间，在卢瑟福指导下盖革也进行了α粒子散射实验研究，发现α粒子射入金属箔时散射角与材料的厚度和原子量有关；又发现大多数粒子散射角度很小，但有少数α 粒子偏角很大。卢瑟福敏锐地认识到精确地观察大角度α 粒子散射对于了解原子内部的电场和结构非常重要，在卢瑟福的指导下，盖革和青年研究生马斯登（Sir Ernest Marsden.1889-?）于1909年3月用镭作放射源，进行α 粒子穿射金属箔（先后用了金箔和铝箔）的实验，精心测量极少的大角度散射粒子。结果发现约有八千分之一的入射α粒子发生大角度偏转，偏转角平均为90°，其中有的甚至反弹回来，α粒子的这种反常的散射现象，使卢瑟福十分惊讶，虽然他事前对大角度散射做过一些推测。多年以后，在1925年的一次讲演中曾讲到1909年3月这次实验后的心情。他说：“如果将一张金叶放一束α 射线的径迹上，某些射线进入金的原子并被散射，那只是所期望的。但是，一种明显而未料想到的观察是一些快速的α粒子的速度和能量之大，那是一张极其惊人的结果。……正好像一个炮手将一颗炮强射在一张纸上，而由于某种其他原因弹头再弹回来一样。”在卢瑟福的指导下，盖革和马斯登对实验进行总结并写成论文，交英国皇家学会发表。卢瑟福认为:绝大部分α粒子能直接穿过金箔，说明原子一定是中空的，极少数的α粒子能被金箔偏转，有的还被直接弹了回来，那就说明原子中存在着很小的带正电的核。通过对电荷，质量和偏转角度等的运算，1911年提出了原子结构的行星模型。即原子是由带正电的质量很集中的很小的原子核和在它周围运动着的带负电的电子组成的，就像行星绕太阳运转一样的一个体系。

产生危害

α粒子是一种放射性粒子，由两个质子及两个中子组成，并不带任何电子，亦即等同于氦-4的内核，或电离化后的氦-4，He2+。通常具有放射性而原子量较大的化学元素，会透过α衰变放射出α粒子，从而变成较轻的元素，直至该元素稳定为止。由于α粒子的体积比较大，又带两个正电荷，很容易就可以电离其他物质。因此，它的能量亦散失得较快，穿透能力在众多电离辐射中是最弱的，人类的皮肤或一张纸已能隔阻α粒子。

α粒子释放出的放射性同位素在人体外部不构成危险。然而，释放α粒子的物质（镭、铀等等）一旦被吸入或注入，那将是十分危险。它就能直接破坏内脏的细胞。

观察四中子

四中子是通过在液态氢靶上发射氦8原子核而产生的。碰撞可将一个氦8原子核分裂成一个α粒子(两个质子和两个中子)和一个四中子。2022年12月，观察四中子入选英国《物理世界》杂志公布的2022年度十大突破。

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