Pereputan alfa

Fizik nuklear

Pereputan radioaktif Pembelahan nuklear Pelakuran nuklear Perepuran klasik Pereputan alfa · Pereputan beta · Sinaran gama · Pereputan kelompok Pereputan lanjutan Pereputan beta berganda · Penangkapan elektron berganda · Penukaran dalaman · Peralihan isomer Proses pemancaran Pemancaran neutron · Pemancaran positron · Pemancaran proton Penangkapan Penangkapan elektron · Penangkapan neutron R · S · P · Rp Pembelahan Pembelahan spontan · Perkecaian · Perkecaian sinar kosmik · Pemfotosepaian Sintesis nuklear Sintesis nuklear najam Sintesis nuklear letupan besar Sintesis nuklear supernova Saintis Henri Becquerel · Marie Curie · Pierre Curie · Hans Bethe · lain

Kotak ini: pralihat bincang sunting

Pereputan alfa (Jawi: ‏ڤرڤوتن الفا‎code: ms is deprecated ‎) merupakan sejenis pereputan radioaktif apabila nukleus atom memancarkan zarah alfa (dua proton dan dua neutron yang terikat bersama kepada zarah menyerupai nukleus helium) dan berubah (atau 'mereput') menjadi atom dengan nombor jisim yang berkurangan sebanyak 4 dan nombor atom berkurangan sebanyak 2. Sebagai contoh:

${\displaystyle {}^{2}{}_{92}^{38}{\hbox{U}}\;\to \;{}^{2}{}_{90}^{34}{\hbox{Th}}\;+\;{}_{2}^{4}{\hbox{He}}^{2+},}$^[1]

yang ditulis sebagai:

${\displaystyle {}^{238}{\hbox{U}}\;\to \;^{234}{\hbox{Th}}\;+\;\alpha .}$

(Bentuk kedua lebih digunakan kerana bentuk pertama kelihatan tidak seimbang dari segi elektrik. Asasnya, sentakan nukleus amat cepat melepaskan dua elektron untuk meneutralkan kation helium terion.)

Zarah alfa adalah serupa dengan nukleus helium-4, dan kedua-dua nombor jisim dan nombor atom adalah sama. Pereputan alfa adalah dalam bentuk pembelahan nuklear iaitu apabila atom iduk berpecah kepada dua hasil anak. Pereputan alfa secara asasnya merupakan proses penerowongan kuantum. Tidak seperti pereputan beta, pereputan alfa dikuasai oleh daya nuklear kuat.

Zarah alfa mempunyai tenaga kinetik 5 MeV (iaitu ≈0.13% keselurah tenaganya, atau 110 TJ/kg) dan berkelajuan 15,000 km/s. Ini adalah lebih kurang 0.05c. Disebabkan jisimnya yang agak besar secara relatif, cas +2 dan halaju yang rendah secara relatif, mereka mudah untuk berinteraksi dengan atom lain dan kehilangan tenaga mereka, maka mereka diserap dalam beberapa sentimeter di udara.

Kebanyakan helium yang dihasilkan di Bumi muncul dari pereputan alfa dari bahan galian bawah tanah yang mengandungi uranium atau torium. Helium dibawa ke permukaan sebagai hasil gas asli.

Sejarah

Pada 1928, George Gamow telah menyelesaikan teori pereputan alfa melalui penerowongan. Zarah alfa dikurung dalam telaga keupayaan oleh nukleus. Secara klasiknya, ia dilarang untuk terlepas, tetapi menurut prinsip yang baru di temui dalam mekanik kuantum, ia mempunyai kebarangkalian kecil (bukan sifar) untuk "menerowong" melepasi tembok dan muncul di sebelah yang lain untuk melepasi nukleus.

Kegunaan

Amerisium-241 digunakan dalam pengesan asap. Zarah alfa mengion udara dalam selang yang kecil, membolehkan arus kecil secara mudah mengganggu zarah asap.

Pereputan alfa mampu menyediakan sumber kuasa yang selamat untuk penjana termoelektrik radioisotop yang digunakan untuk kuar angkasa dan perentak jantung tiruan. Pereputan alfa lebih mudah ditabir berbanding pereputan radioaktif yang lain. Plutonium-238, sebagai contoh, memerlukan 2.5 mm tabir plumbum untuk melindunginya drai sinaran yang tidak dikehendaki.

Ketoksikan

Menjadi zarah yang berat dan bercas positif, zarah alfa cenderung untuk mempunyai min lintasan bebas yang pendek, dan mudah kehilangan tenaga kinetik dalam jarak yang singkat dari sumbernya. Ini menyebabkan kehilangan beberapa MeV dalam keluasan yang kecil. Ia meningkatkan peluang untuk kerosakan sel dalam kes pencemaran dalaman. Secara amnya, sinaran alfa luaran tidaklah membahayakan memandangkan zarah alfa terlindung dengan beberapa sentimeter udara atau lapisan nipis sel kulit yang mati. Walaupun menyentuh sumber alfa, biasanya tidaklah membahayakan. Jika bahan yang memancar zarah alfa tertelan, tersedut, tercucuk atau termasuk melalui kulit, ia akan menyebabkan dos terukur.

Penyumbang asli terbesar bagi dos sinaran awam ialah radon, wujud secara asli, gas radioaktif yang ditemui di dalam tanah dan batu^[2]. Jika gas disedut, sesetengah zarah radon mungkin melekat di dalam liang dalaman peparu. Zarah ini akan berterusan mereput, memancarkan zarah alfa yang akan menyebabkan kerosakan sel di dalam peparu.^[3]. Kematian Marie Curie pada usia 66 yang disebabkan leukemia dipercayai disebabkan terdedah terlalu lama kepada dos tinggi sinaran berion. Curie bekerja keras dengan Radium, yang mereput kepada Radon^[4], bersama bahan radioaktif lain yang memancarkan beta dan sinar gama.

Pembunuhan puak penentang Russia 2006, Alexander Litvinenko, dipercayai disebabkan oleh keracunan dengan Polonium-210, salah satu pemancar alfa.

Rujukan