اضمحلال ألفا

الاضمحلال الإشعاعي:

التحلل أو الاضمحلال الإشعاعي أو التحلل النووي أو النشاط الإشعاعي، هو العملية التي تفقد بها النواة الذرية غير المستقرة طاقتها عن طريق الإشعاع. تعتبر المادة التي تحتوي على نوى غير مستقرة مشعة. هناك ثلاثة من أكثر أنواع الاضمحلال شيوعًا هي:

1-اضمحلال ألفا.

2-اضمحلال بيتا.

3-اضمحلال جاما.

كلها تنطوي على إطلاق واحد أو أكثر من الجسيمات أو الفوتونات. 

اضمحلال ألفا (α):

اضمحلال ألفا، أو تحلل ألفا هو نوع من الاضمحلال الإشعاعي حيث تُصدِر نواة ذرية جسيم ألفا (نواة الهيليوم) وبالتالي تتحول إلى نواة ذرية مختلفة، مع عدد كتلي يقل بمقدار أربعة، وعدد ذري يقل بمقدار اثنين.

جسيم ألفا مطابق لنواة ذرة الهليوم، (He-4) والتي تتكون من بروتونين واثنين من النيوترونات. شحنتها +2 وكتلة 4 وحده كتله ذريه.
يجب الانتباه أن جسيم ألفا هو عبارة عن نواة ذرة الهيليوم وليس ذرة الهيليوم نفسها، حيث أن ذرة الهيليوم تتكون من إلكترونان وبروتونان ونيوترونان، بينما نواتها تتكون من بروتونان ونيوترونان فقط بدون إلكترونين.

اكتشاف جسيمات ألفا (α):

في عامي 1899 و1900، قام الفيزيائيان إرنست راذرفورد وبول فيلارد بفصل الإشعاع إلى ثلاثة أنواع: أطلق عليها ألفا, بيتا وغاما بواسطة رذرفورد. بناءً على اختراق الأجسام (الموضح في الشكل 1) والانحراف بواسطة مجال مغناطيسي (الموضح في الشكل 2), حدد رذرفورد أشعة ألفا على أنها تلك التي لديها أدنى قدرة لإختراق الأشياء العادية.

تضمن عمل رذرفورد أيضًا قياسات نسبة كتلة جسيم ألفا إلى شحنته، مما قاده إلى فرضية أن جسيمات ألفا عبارة عن أيونات هيليوم  (تبين لاحقًا أنها نوى هيليوم). في عام 1907، أثبت إرنست رذرفورد وتوماس رويدز أخيرًا أن جسيمات ألفا هي بالفعل أيونات الهيليوم. عن طريق التجربه المبينة في (الشكل 3).

في الجهاز أعلاه، يتم وضع مادة مشعة (غاز) في أنبوب زجاجي رفيع جدًا “A”  تحت ضغط يطبقه الزئبق “M₂ ” في مركز حاوية زجاجية مفرغة “B”. تخترق جزيئات ألفا المنبعثة من الغاز الإشعاعي الزجاج الرقيق تتراكم في الحاوية الزجاجية الخارجية “B”. بعد عدة أيام، تم رفع الزئبق “M₁ ” بحيث تم نقل الغاز المتراكم في الحاوية “B” إلى أنبوب علوي ضيق “V”. قاموا بتفريغه عن طريق تطبيق جهد عالي بين الأقطاب الكهربائية، ولاحظوا الطيف الذي كان بالضبط نفس ذرة الهليوم. وهكذا أكدوا أن الغاز المتراكم في الحاوية “B” كان غاز الهيليوم.
تم التأكيد على أن جسيم ألفا جاء من “A إلى B” يلتقط وحدتين من الشحنة الأولية (إلكترونين) من البيئة ليصبح ذرة هيليوم. هذا يعني أن جسيم ألفا عبارة عن ذرة هيليوم مزدوجة التأين (He⁺²)

الآليّه:
على سبيل المثال، يتحلل اليورانيوم (U-238) ليشكل الثوريوم (Th-234) مطلقاً جسيمات ألفا لها شحنة +2.