مهندسة
هندسة الحاسبات, جامعة تشرين

جسيمات ألفا هي عبارة عن نوى نشطة من الهيليوم، وتتكون من نيوترون وبروتونين يرتبطان معًا بجزيءٍ مشابه لنواة الهيليوم ذو الشحنة الموجبة المزدوجة، وتعتبر هذه الجسيمات كبيرة الحجم نسبيًا، ولا تملك قدرة كبيرة على الاحتراق، وتستطيع التنقل عبر مسافات قصيرةٍ، لكنها ستفقد طاقتها خلال مسارها القصير.

وتتولد جسيمات ألفا من كل النوى المشعة الثقيلة في الطبيعة كاليورانيوم والراديوم والثوريوم، بالإضافة للعناصر العابرة لليورانيوم كالنبتونيوم، والأمريسيوم والبلوتونيوم ، ومن الممكن إنتاجها في العمليات النووية التي عُرفت بالانشطار الثلاثي، فتنقسم نواة اليورانيوم إلى ثلاث جسيماتٍ مشحونةٍ سميت بشظايا الانشطار.

كما تتمتع جسيمات ألفا بعدد من الخصائص، التي اذكر منها ما يلي:

  • شحنة الجسيم تعادل ضعف شحنة البروتون الموجبة، أي ما يساوي شحنة نواة الهيليوم.
  • كتلة جسيم ألفا أكبر من كتلة ذرة الهيدروجين بأربعة أضعاف، حيث أنها تساوي كتلة نواة الهيليوم.
  • تتأثر جسيمات ألفا بالحقول المغناطيسية والكهربائية.
  • تبلغ سرعة جسيم ألفا حوالي 1.4 × 107 مللي ثانية، وقد تصل إلى 2.1 × 107 مللي ثانية وفق المصدر الذي ينبعث منها.
  • تكون قوة اختراق جسيم ألفا صغيرة جدًا  لأنه يتمتع بكتلة كبيرة، حيث من الممكن إيقافه بسهولةٍ باستخدام لوح من الألمنيوم يبلغ سمكه حوالي 0.02 مم فقط.
  •  يتمتع جسيم ألفا بقوة تأينٍ كبيرةٍ، لأنه يملك سرعة عالية وكتلة كبيرة، حيث يستطيع كل جسيم من جسيمات ألفا إنتاج عدد كبير من الأيونات قد يصل عددها للآلاف قبل امتصاصه.
  • تتوقف المسافة التي يمكن للجسيم قطعها خلال الهواء على المصدر المشع الذي أنتجها، حيث يتراوح مداها عادة من 3 إلى 8 سم في ضغط طبيعي للهواء التي تنتشر فيه هذه الجسيمات.
  • يؤثر جسيم ألفا قليلًا على التصوير الفوتوغرافي.
  • تتشتت غالبية جسيمات ألفا بزوايا صغيرةٍ عندما تخترق رقائق معدنية رقيقة، في حين يوجد عدد قليل منها يتناثر بزاوية أكبر من 90 درجة.

كما يوجد العديد من الاستخدامات لجسيمات ألفا، حيث تستعمل العناصر المشعة التي تصدر هذه الجسيمات في الأجهزة الكاشفة عن الدخان، كعنصر الأميريسيوم الذي يعتبر مصدرًا رئيسيًا لجسيمات ألفا، حيث يتأين الهواء من خلاله داخل الكاشف، وتطلق جسيمات ألفا في الدخان، مما يؤدي لتغيير التأين عندما دخول الدخان إلى الكاشف مسببًا تشغيل جهاز الإنذار.

وأيضًا يمكن أن يُستخدم جسيم ألفا في عملية مطيافية ألفا للأشعة السينية (APXS ) لتحديد تكوين التربة والصخور، حيث استخدمته وكالة ناسا في إحدى مهامها في المريخ لمعرفة العناصر المتواجدة في صخور المريخية.

بالإضافة لاستخدامه في مجالات أخرى، كالمجال الطبي، حيث يستعمل في علاج الأمراض السرطانية من خلال علاج جديد سُمي بعلاج تحلل ألفا لمهاجمة الخلايا السرطانية، حيث يجب على المريض ابتلاع الرصاص الذي يتوجه إلى موقع تلك الخلايا، ليطلق إشعاع ألفا الذي يقتل بدوره كل الخلايا المتواجدة في منطقة الورم.

وعلى الرغم من الاستخدامات الهامة لجسيمات ألفا إلا أن الأمر لا يخلو من بعض الآثار الضارة التي تنجم عن التعرض لتلك الجسيمات، حيث تملك جسيمات ألفا القدرة على التأثير في قرنية العين ومن الممكن أن تسبب إتلافها، وبالرغم من عدم قدرتها على اختراق خلايا البشرة، إلاأن استنشاقها أو بلعها قد يكون أمرًا شديد الخطورة، حيث يمكن لإشعاعها أن يشكل مصدر قلق في حال حصول تحلل إشعاعي من ذرةٍ داخل الجسم.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هي جسيمات ألفا"؟