Alfa-beta vs. gammasäteily
Energian kvantti- tai hiukkasvirta, jolla on suuri energia, tunnetaan säteilynä. Se tapahtuu luonnollisesti, kun epästabiili ydin muuttuu vakaaksi ytimeksi. Nämä hiukkaset tai kvantit kuljettavat ylimääräisen energian pois.
Alfasäteily (α-säteily)
Suuremman atomiytimen radioaktiivisen hajoamisen aikana lähettämä helium-4-ydin tunnetaan alfahiukkasena. Hajoamisen aikana emoydin menettää kaksi protonia ja kaksi neutronia, jotka koostuvat alfahiukkasesta. Siksi emoytimen nukleoniluku pienenee 4:llä ja atomiluku 2:lla, eikä heliumytimeen ole sidottu elektroneja. Tämä prosessi tunnetaan alfahajoamisena, ja alfahiukkasten virtaa kutsutaan alfasäteilyksi.
Alfahiukkaset ovat positiivisesti varautuneet pienimmällä energialla ja pienimmällä nopeudella verrattuna muihin ytimestä lähteviin säteilyihin. Se menettää nopeasti kineettisen energiansa ja muuttuu heliumatomiksi. Se on myös painava ja kooltaan suurempi. Prosessissa se vapauttaa pienellä alueella huomattavan paljon energiaa. Siksi alfasäteily on haitallisempaa kuin kaksi muuta säteilyn muotoa. Sähkökentässä alfahiukkaset liikkuvat yhdensuuntaisesti kentän suunnan kanssa. Sillä on alhaisin e/m-suhde. Magneettikentässä alfahiukkaset kulkevat kaarevan liikeradan kanssa pienimmällä kaarevalla tasolla, joka on kohtisuorassa magneettikenttään nähden.
Beta-säteily (β-säteily)
Beeta-hajoamisen aikana emittoitunut elektroni tai positroni (elektronin antihiukkanen) tunnetaan beetahiukkasena. Positronien tai elektronien (beeta-hiukkasten) virtaa, joka emittoituu beeta-hajoamisen kautta, kutsutaan beetasäteilyksi. Beetahajoaminen johtuu heikosta vuorovaikutuksesta ytimissä.
Beetahajoamisessa epävakaa ydin muuttaa atomilukuaan pitäen nukleonilukunsa vakiona. Beta-hajoamista on kolmea tyyppiä.
Positiivinen beeta-hajoaminen: Alkuytimen protoni muuttuu neutroniksi emittoimalla positronia ja neutriinon. Ytimen atomiluku pienenee 1.
Negatiivinen beeta-hajoaminen: Neutroni muuttuu protoniksi emittoimalla elektronin ja neutrinon. Alkuytimen atomiluku kasvaa 1.
̅
Elektronin sieppaus: emoytimen protoni muuttuu neutroniksi vangitsemalla elektronin ympäristöstä. Se emittoi prosessin aikana neutrinoja. Ytimen atomiluku pienenee 1.
Vain positiivinen beeta-hajoaminen ja negatiivinen beeta-hajoaminen edistävät beetasäteilyä.
Betahiukkasten energiatasot ja nopeudet ovat keskitasoa. Myös materiaaliin tunkeutuminen on kohtalaista. Sillä on paljon korkeampi e/m-suhde. Kun se liikkuu magneettikentän läpi, se seuraa liikerataa, jonka kaarevuus on paljon suurempi kuin alfahiukkasten. Ne liikkuvat tasossa, joka on kohtisuorassa magneettikenttään nähden, ja liike on vastakkaiseen suuntaan alfahiukkasiin nähden elektronien os alta ja samaan suuntaan positroneilla.
Gammasäteily (γ-säteily)
Virhoitettujen atomiytimien lähettämä korkeaenergisten sähkömagneettisten kvanttien virta tunnetaan gammasäteilynä. Ylimääräistä energiaa vapautuu sähkömagneettisen säteilyn muodossa, kun ytimet siirtyvät alempaan energiatilaan. Gammakvanttien energia on noin 10-15 - 10-10 Joulea (10 keV - 10 MeV elektronivolteina).
Koska gammasäteily on sähkömagneettista a altoa eikä sillä ole lepomassaa, e/m on ääretön. Se ei osoita taipumaa magneetti- tai sähkökentissä. Gamma-kvanteilla on paljon suurempi energia kuin alfa- ja beetasäteilyhiukkasilla.
Mitä eroa on alfabeetalla ja gammasäteilyllä?
• Alfa- ja beetasäteily ovat hiukkasvirtaa, joka koostuu massasta. Alfahiukkaset ovat He-4-ytimiä ja beeta on joko elektroneja tai positroneja. Gammasäteily on sähkömagneettista säteilyä ja koostuu suurienergisista kvanteista.
• Kun alfahiukkanen vapautuu, emoytimen nukleoniluku ja atomiluku muuttuvat (muuntuu toiseksi alkuaineeksi). Beetahajoamisessa nukleoniluku pysyy muuttumattomana, kun taas atomiluku kasvaa tai pienenee yhdellä (muuntuu jälleen toiseksi alkuaineeksi). Kun gamma-kvantti vapautuu, sekä nukleoniluku että atomiluku pysyvät ennallaan, mutta ytimen energiataso laskee.
• Alfahiukkaset ovat painavimpia hiukkasia, ja beetahiukkasten massa on suhteellisen pieni. Gammasäteilyn hiukkasilla ei ole lepomassaa.
• Alfahiukkaset ovat positiivisesti varautuneita, kun taas beetahiukkasilla voi olla joko positiivinen tai negatiivinen varaus. Gammakvantilla ei ole varausta.
• Alfa- ja beetahiukkaset osoittavat taipumaa liikkuessaan magneettikenttien ja sähkökenttien läpi. Alfahiukkasten kaarevuus on pienempi, kun ne liikkuvat sähkö- tai magneettikenttien läpi. Gammasäteily ei näytä taipumaa.
Saatat myös olla kiinnostunut lukemisesta:
1. Ero radioaktiivisuuden ja säteilyn välillä
2. Ero päästön ja säteilyn välillä
