Ein Alphateilchen ist ein Teilchen, das aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht. Da diese Konfiguration der eines Heliumkerns ähnelt, wird sie oft als Heliumkern bezeichnet. Der Begriff wird häufig in der Kernphysik verwendet und ist eines der drei Teilchen, die üblicherweise während eines radioaktiven Zerfalls emittiert werden, d. h. Alpha-, Beta- und Gammateilchen.
Alphateilchen gewannen in den frühen Tagen der Teilchenphysik an Bedeutung, als Wissenschaftler sie als Projektile verwendeten, um bestimmte Ziele zu bombardieren. Eines der am meisten gefeierten Experimente mit Alphateilchen war das von Ernest Rutherford, das zur Entdeckung der Atomstruktur führte.
Mit Alphateilchen als Projektilen und Goldfolien als Targets konnte Rutherford zu dem Schluss kommen, dass Atome aus sehr dichten positiv geladenen Kernen bestehen, die von den viel leichteren negativ geladenen Elektronen umkreist werden. Seine Schlussfolgerung basierte auf der Beobachtung, dass die Flugbahnen der Alphateilchen (wie erwartet) meistens leicht abweichend waren, aber in seltenen Fällen abprallten wie Tischtennisbälle, die gegen eine Wand geworfen wurden.
Die Alphateilchen durchdrangen die Goldfolien ungehindert, wenn sie die große, aber spärlich gefüllte Region um den Kern passierten. Wenn sie jedoch in sehr viel selteneren Fällen frontal auf den sehr dichten und positiv geladenen Kern kollidierten oder ihm sogar nahe kamen, wurden sie in sehr weiten Winkeln abgelenkt.
Durch diese Information blieb Rutherford nichts anderes übrig, als zu schlussfolgern, dass das Atom einen sehr dichten Kern haben muss, der im Vergleich zum gesamten Atom sehr viel kleiner ist.
Im Hinblick auf die atomaren Anteile gelten Alphateilchen aufgrund der Existenz von zwei Protonen und zwei Neutronen als sehr massiv. Außerdem sind sie durch die Protonen auch positiv geladen. Als solche können sie die meisten Ziele leicht verwüsten. Das heißt, sie haben hohe Ionisierungseigenschaften.
Alpha-Teilchen werden während Alpha-Zerfallsprozessen freigesetzt, die vor allem bei ultraschweren Kernen wie Uran, Thorium, Aktinium und Radium passieren können. Da sie (hauptsächlich aufgrund ihrer Masse) nicht so schnell sind wie Betas und Gammas, können sie keine großen Entfernungen zurücklegen und können leicht von einem Stück Papier oder menschlicher Haut gestoppt werden.
Aufgrund ihrer enormen Massen können Alphateilchen jedoch immer dann sehr gefährlich sein, wenn sie durch Einatmen oder Verschlucken irgendwie in den Körper gelangen können. Abgesehen von dieser Möglichkeit müssen Sie sich über dieses Schwergewicht eines Partikels keine großen Sorgen machen.
Universe Today hat einige interessante verwandte Inhalte, die Sie vielleicht lesen möchten. Möchten Sie wissen, wie die Opportunity Rover wurde von einem Treffer mit geladenen Teilchen ins Abseits gedrängt ? Und hier ist ein Artikel über Alphastrahlung .
Bei der NASA gibt es mehr darüber. Hier sind ein paar Quellen dort:
- MSL Science Corner: Alpha-Teilchen-Röntgenspektrometer (APXS)
- Mars Exploration Rover Mission: Die Mission
Hier sind zwei Folgen bei Astronomy Cast, die Sie sich vielleicht auch ansehen möchten:
