Sự khác biệt chính - Alpha so với Beta và Gamma Particles

Hiện tượng phóng xạ là một quá trình phân rã của các nguyên tố hóa học theo thời gian. Sự phân rã này xảy ra thông qua sự phát xạ của các hạt khác nhau. Sự phát xạ của các hạt còn được gọi là sự phát ra bức xạ. Bức xạ được phát ra từ hạt nhân của một nguyên tử, chuyển đổi proton hoặc neutron của hạt nhân thành các hạt khác nhau. Quá trình phóng xạ diễn ra trong nguyên tử không bền. Các nguyên tử không ổn định này trải qua quá trình phóng xạ để tự ổn định. Có ba loại hạt chính có thể được phát ra dưới dạng bức xạ. Chúng là hạt alpha (α), hạt beta (β) và hạt gamma (γ). Sự khác biệt chính giữa các hạt alpha beta và gamma là hạt alpha có sức xuyên thấp nhất trong khi hạt beta có sức xuyên vừa phải và hạt gamma có sức xuyên cao nhất.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Hạt Alpha là gì - Định nghĩa, Thuộc tính, Cơ chế phát thải, Ứng dụng 2. Hạt Beta là gì - Định nghĩa, Thuộc tính, Cơ chế phát thải, Ứng dụng 3. Hạt Gamma là gì - Định nghĩa, Thuộc tính, Cơ chế phát thải, Ứng dụng 4. Sự khác biệt giữa các hạt Alpha Beta và Gamma là gì - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Alpha, Beta, Gamma, Neutron, Proton, Phân rã phóng xạ, Phóng xạ, Bức xạ

Hạt Alpha là gì

Hạt alpha là một dạng hóa học giống với hạt nhân Heli và được ký hiệu là α. Hạt alpha được cấu tạo bởi hai proton và hai neutron. Các hạt alpha này có thể được phóng ra từ hạt nhân của một nguyên tử phóng xạ. Các hạt alpha được phát ra trong quá trình phân rã alpha.

Sự phát xạ hạt alpha xảy ra trong các nguyên tử “giàu proton”. Sau khi phát ra một hạt alpha từ hạt nhân của một nguyên tử của một nguyên tố cụ thể, hạt nhân đó bị thay đổi và nó trở thành một nguyên tố hóa học khác. Điều này là do hai proton bị tách khỏi hạt nhân trong phát xạ alpha, dẫn đến số nguyên tử giảm. (Số hiệu nguyên tử là chìa khóa để xác định một nguyên tố hóa học. Một sự thay đổi số hiệu nguyên tử cho thấy sự chuyển đổi của nguyên tố này thành nguyên tố khác).

Hình 1: Phân rã Alpha

Vì không có electron trong hạt alpha nên hạt alpha là hạt mang điện. Hai proton mang lại điện tích +2 cho hạt alpha. Khối lượng của hạt alpha là khoảng 4 amu. Do đó, hạt alpha là hạt lớn nhất được phát ra từ hạt nhân.

Tuy nhiên, khả năng thâm nhập của các hạt alpha rất kém. Ngay cả một tờ giấy mỏng cũng có thể ngăn chặn các hạt alpha hoặc bức xạ alpha. Nhưng sức mạnh ion hóa của các hạt alpha rất cao. Vì các hạt alpha mang điện tích dương nên chúng có thể dễ dàng lấy các electron từ các nguyên tử khác. Sự loại bỏ các electron từ các nguyên tử khác làm cho các nguyên tử đó bị ion hóa. Vì các hạt alpha này là các hạt mang điện nên chúng dễ bị điện trường và từ trường thu hút.

Hạt Beta là gì

Hạt beta là một electron tốc độ cao hoặc một positron. Ký hiệu hạt beta là β. Các hạt beta này được giải phóng từ các nguyên tử không ổn định “giàu neutron”. Các nguyên tử này có được trạng thái ổn định bằng cách loại bỏ các neutron và chuyển chúng thành các electron hoặc positron. Việc loại bỏ một hạt beta làm thay đổi nguyên tố hóa học. Một neutron được chuyển đổi thành một proton và một hạt beta. Do đó, số hiệu nguyên tử được tăng lên 1. Sau đó nó trở thành một nguyên tố hóa học khác.

Hạt beta không phải là một electron từ các lớp vỏ electron bên ngoài. Chúng được tạo ra trong hạt nhân. Một electron mang điện tích âm và một positron tích điện dương. Nhưng positron giống hệt electron. Do đó, sự phân rã beta xảy ra theo hai cách là phát xạ β + và phát xạ β-. Sự phát xạ β + liên quan đến sự phát xạ các positron. Sự phát xạ β- liên quan đến sự phát ra các electron.

Hình 2: Khí thải β-

Các hạt beta có thể xuyên qua không khí và giấy, nhưng có thể bị ngăn lại bởi một tấm kim loại mỏng (chẳng hạn như nhôm). Nó có thể ion hóa vật chất mà nó gặp. Vì chúng là các hạt mang điện âm (hoặc dương nếu là positron), chúng có thể đẩy các electron trong các nguyên tử khác. Điều này dẫn đến sự ion hóa của vật chất.

Vì đây là các hạt mang điện nên các hạt beta bị hút bởi điện trường và từ trường. Tốc độ của một hạt beta bằng khoảng 90% tốc độ ánh sáng. Các hạt beta có khả năng xâm nhập vào da người.

Hạt Gamma là gì

Hạt gamma là các photon mang năng lượng dưới dạng sóng điện từ. Do đó, bức xạ gamma không bao gồm các hạt thực tế. Các photon là các hạt giả thuyết. Bức xạ gamma được phát ra ở dạng nguyên tử không ổn định. Các nguyên tử này được ổn định bằng cách loại bỏ năng lượng dưới dạng photon để có được trạng thái năng lượng thấp hơn.

Bức xạ gamma là bức xạ điện từ có tần số cao và bước sóng thấp. Các photon hoặc các hạt gamma không mang điện và không bị ảnh hưởng bởi từ trường hoặc điện trường. Hạt gamma không có khối lượng. Do đó, khối lượng nguyên tử của nguyên tử phóng xạ không bị giảm hoặc tăng bởi sự phát xạ hạt gamma. Do đó, nguyên tố hóa học không bị thay đổi.

Sức xuyên của hạt gamma rất cao. Ngay cả những bức xạ rất nhỏ cũng có thể xuyên qua không khí, giấy tờ và thậm chí cả những tấm kim loại mỏng.

Hình 3: Phân rã gamma

Các hạt gamma bị loại bỏ cùng với các hạt alpha hoặc beta. Phân rã alpha hoặc beta có thể thay đổi nguyên tố hóa học nhưng không thể thay đổi trạng thái năng lượng của nguyên tố. Do đó, nếu nguyên tố vẫn ở trạng thái năng lượng cao hơn, thì sự phát xạ hạt gamma xảy ra để thu được mức năng lượng thấp hơn.

Sự khác biệt giữa Alpha Beta và Gamma Particles

Sự định nghĩa

Hạt Alpha: Hạt alpha là một dạng hóa học giống với hạt nhân Heli.

Hạt Beta: Hạt beta là một electron tốc độ cao hoặc một positron.

Hạt gamma: Hạt gamma là một photon mang năng lượng dưới dạng sóng điện từ.

Khối lượng

Hạt Alpha: Khối lượng của một hạt alpha là khoảng 4 amu.

Hạt Beta: Khối lượng của một hạt beta là khoảng 5,49 x 10^-4 amu.

Hạt gamma: Hạt gamma không có khối lượng.

Sạc điện

Hạt Alpha: Hạt anpha là hạt mang điện dương.

Hạt Beta: Hạt bêta là hạt mang điện tích dương hoặc mang điện tích âm.

Hạt gamma: Hạt gamma không phải là hạt mang điện.

Ảnh hưởng đến số nguyên tử

Hạt Alpha: Số nguyên tử của nguyên tố giảm đi 2 đơn vị khi một hạt alpha được phóng ra.

Hạt Beta: Số nguyên tử của nguyên tố tăng lên 1 đơn vị khi một hạt beta được phóng ra.

Hạt gamma: Số nguyên tử không bị ảnh hưởng bởi sự phát xạ hạt gamma.

Thay đổi nguyên tố hóa học

Hạt Alpha: Sự phát xạ hạt alpha làm cho nguyên tố hóa học bị thay đổi.

Hạt Beta: Sự phát xạ hạt beta khiến nguyên tố hóa học bị thay đổi.

Hạt gamma: Sự phát xạ hạt gamma không làm cho nguyên tố hóa học bị thay đổi.

Sức mạnh thâm nhập

Hạt Alpha: Hạt alpha có sức xuyên thủng ít nhất.

Hạt Beta: Hạt beta có sức xuyên qua trung bình.

Hạt gamma: Hạt gamma có sức xuyên cao nhất.

Điện ion hóa

Hạt Alpha: Hạt alpha có thể ion hóa nhiều nguyên tử khác.

Hạt Beta: Hạt beta có thể ion hóa các nguyên tử khác, nhưng không tốt bằng hạt alpha.

Hạt gamma: Hạt gamma có khả năng ion hóa vật chất khác kém nhất.

Tốc độ, vận tốc

Hạt Alpha: Tốc độ của hạt alpha bằng khoảng 1/10 tốc độ ánh sáng.

Hạt Beta: Tốc độ của hạt beta bằng khoảng 90% tốc độ ánh sáng.

Hạt gamma: Tốc độ của hạt gamma bằng tốc độ ánh sáng.

Trường Điện và Từ trường

Hạt Alpha: Các hạt anpha bị hút bởi điện trường và từ trường.

Hạt Beta: Hạt beta bị thu hút bởi điện trường và từ trường.

Hạt gamma: Các hạt gamma không bị hút bởi điện trường và từ trường.

Phần kết luận

Các hạt alpha, beta và gamma được phát ra từ các hạt nhân không ổn định. Một hạt nhân phát ra các hạt khác nhau này để trở nên ổn định. Mặc dù tia alpha và tia beta được cấu tạo từ các hạt, nhưng tia gamma không được cấu tạo từ các hạt thực tế. Tuy nhiên, để hiểu hoạt động của tia gamma và so sánh chúng với các hạt alpha và beta, một hạt giả định được gọi là photon được giới thiệu. Các photon này là các gói năng lượng vận chuyển năng lượng từ nơi này đến nơi khác dưới dạng tia gamma. Do đó, chúng được gọi là hạt gamma. Sự khác biệt chính giữa các hạt alpha beta và gamma là sức xuyên của chúng.

Người giới thiệu:

1. “GCSE Bitesize: Các loại bức xạ.” BBC, có sẵn tại đây. Truy cập ngày 4 tháng 9 năm 2017. 2. “Bức xạ Gamma.” Trung tâm tài nguyên NDT, có sẵn tại đây. Truy cập ngày 4 tháng 9 năm 2017. 3. “Các loại bức xạ: Gamma, Alpha, Neutron, Beta & Những điều cơ bản về bức xạ tia X”. Mirion, có sẵn tại đây. Truy cập ngày 4 tháng 9 năm 2017.

Hình ảnh lịch sự:

1. “Alpha Decay” Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) qua Commons Wikimedia 2. “Beta-trừ Decay” Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) qua Commons Wikimedia 3. “Gamma Decay” Bởi Inductiveload - tự tạo (Public Tên miền) qua Commons Wikimedia