Ana Fark - Alfa vs Beta vs Gama Parçacıkları

Radyoaktivite, kimyasal elementlerin zamanla bozunma sürecidir. Bu bozunma, farklı parçacıkların emisyonu yoluyla gerçekleşir. Parçacıkların emisyonuna radyasyon emisyonu da denir. Radyasyon, bir atomun çekirdeğinden yayılır ve çekirdeğin protonlarını veya nötronlarını farklı parçacıklara dönüştürür. Radyoaktivite süreci kararsız atomlarda gerçekleşir. Bu kararsız atomlar, kendilerini stabilize etmek için radyoaktiviteye maruz kalırlar. Radyasyon olarak yayılabilen üç ana parçacık türü vardır. Bunlar alfa (α) parçacıkları, beta (β) parçacıkları ve gama (γ) parçacıklarıdır. Alfa beta ve gama parçacıkları arasındaki temel fark şudur: alfa parçacıkları en düşük nüfuz gücüne sahipken, beta parçacıkları orta düzeyde nüfuz gücüne ve gama parçacıkları en yüksek nüfuz gücüne sahiptir.

Kapsanan Kilit Alanlar

1. Alfa Parçacıkları Nelerdir? - Tanım, Özellikler, Emisyon Mekanizması, Uygulamalar 2. Beta Parçacıkları Nelerdir? - Tanım, Özellikler, Emisyon Mekanizması, Uygulamalar 3. Gama Parçacıkları Nelerdir? - Tanım, Özellikler, Emisyon Mekanizması, Uygulamalar 4. Alfa Beta ve Gama Parçacıkları Arasındaki Fark Nedir? – Temel Farklılıkların Karşılaştırılması

Anahtar Terimler: Alfa, Beta, Gama, Nötronlar, Protonlar, Radyoaktif Bozunma, Radyoaktivite, Radyasyon

Alfa Parçacıkları Nedir?

Alfa parçacığı, Helyum çekirdeğiyle aynı olan ve α sembolü verilen kimyasal bir türdür. Alfa parçacıkları iki proton ve iki nötrondan oluşur. Bu alfa parçacıkları radyoaktif bir atomun çekirdeğinden salınabilir. Alfa bozunma sürecinde alfa parçacıkları yayılır.

Alfa parçacığı emisyonu “proton bakımından zengin” atomlarda meydana gelir. Belirli bir elementin atomunun çekirdeğinden bir alfa parçacığının salınmasından sonra, o çekirdek değişir ve farklı bir kimyasal element haline gelir. Bunun nedeni, alfa emisyonunda çekirdekten iki protonun çıkarılması ve böylece atom numarasının azalmasıdır. (Atom numarası, bir kimyasal elementi tanımlamanın anahtarıdır. Atom numarasındaki bir değişiklik, bir elementin diğerine dönüşümünü gösterir).

Şekil 1: Alfa Bozunumu

Alfa parçacığında elektron bulunmadığından, alfa parçacığı yüklü bir parçacıktır. İki proton, alfa parçacığına +2 elektrik yükü verir. Alfa parçacığının kütlesi yaklaşık 4 amu'dur. Bu nedenle alfa parçacıkları, bir çekirdekten yayılan en büyük parçacıklardır.

Bununla birlikte, alfa parçacıklarının nüfuz etme gücü oldukça zayıftır. İnce bir kağıt bile alfa parçacıklarını veya alfa radyasyonunu durdurabilir. Ancak alfa parçacıklarının iyonlaştırıcı gücü çok yüksektir. Alfa parçacıkları pozitif yüklü olduğundan, diğer atomlardan kolayca elektron alabilirler. Elektronların diğer atomlardan bu şekilde çıkarılması, bu atomların iyonlaşmasına neden olur. Bu alfa parçacıkları yüklü parçacıklar oldukları için elektrik alanları ve manyetik alanlar tarafından kolayca çekilirler.

Beta Parçacıkları Nedir?

Bir beta parçacığı, yüksek hızlı bir elektron veya bir pozitrondur. Beta parçacığının sembolü β'dır. Bu beta parçacıkları, "nötron bakımından zengin" kararsız atomlardan salınır. Bu atomlar, nötronları uzaklaştırarak ve onları elektronlara veya pozitronlara dönüştürerek kararlı bir duruma gelirler. Bir beta parçacığının çıkarılması kimyasal elementi değiştirir. Bir nötron, bir protona ve bir beta parçacığına dönüştürülür. Bu nedenle atom numarası 1 artar. Sonra farklı bir kimyasal element olur.

Beta parçacığı, dış elektron kabuklarından bir elektron değildir. Bunlar çekirdekte üretilir. Elektron negatif, pozitron ise pozitif yüklüdür. Ancak pozitronlar elektronlarla aynıdır. Bu nedenle beta bozunması β+ emisyonu ve β- emisyonu olmak üzere iki şekilde gerçekleşir. β+ emisyonu, pozitronların emisyonunu içerir. β- emisyonu, elektronların emisyonunu içerir.

Şekil 2: β- Emisyon

Beta parçacıkları hava ve kağıda nüfuz edebilir, ancak ince bir metal (alüminyum gibi) levha tarafından durdurulabilir. Karşılaştığı maddeyi iyonize edebilir. Negatif (veya pozitron ise pozitif) yüklü parçacıklar oldukları için diğer atomlardaki elektronları itebilirler. Bu, maddenin iyonlaşmasına neden olur.

Bunlar yüklü parçacıklar olduğundan, beta parçacıkları elektrik alanları ve manyetik alanlar tarafından çekilir. Bir beta parçacığının hızı, ışık hızının yaklaşık %90'ı kadardır. Beta parçacıkları insan derisine nüfuz edebilir.

Gama Parçacıkları Nedir?

Gama parçacıkları, elektromanyetik dalgalar şeklinde enerji taşıyan fotonlardır. Bu nedenle, gama radyasyonu gerçek parçacıklardan oluşmaz. Fotonlar varsayımsal parçacıklardır. Gama radyasyonu kararsız atomlardan yayılır. Bu atomlar, daha düşük bir enerji durumu elde etmek için enerjiyi fotonlar olarak kaldırarak kararlı hale gelir.

Gama radyasyonu, yüksek frekanslı ve düşük dalga boylu elektromanyetik radyasyondur. Fotonlar veya gama parçacıkları elektriksel olarak yüklü değildir ve manyetik alanlardan veya elektrik alanlarından etkilenmezler. Gama parçacıklarının kütlesi yoktur. Bu nedenle, radyoaktif atomun atom kütlesi, gama partikül emisyonu ile azalmaz veya artmaz. Bu nedenle, kimyasal element değişmez.

Gama parçacıklarının nüfuz gücü çok yüksektir. Çok küçük radyasyon bile havadan, kağıtlardan ve hatta ince metal levhalardan geçebilir.

Şekil 3: Gama Bozunması

Gama parçacıkları, alfa veya beta parçacıkları ile birlikte çıkarılır. Alfa veya beta bozunması kimyasal elementi değiştirebilir ancak elementin enerji durumunu değiştiremez. Bu nedenle, element hala daha yüksek bir enerji durumundaysa, daha düşük bir enerji seviyesi elde etmek için gama parçacığı emisyonu meydana gelir.

Alfa Beta ve Gama Parçacıkları Arasındaki Fark

Tanım

Alfa Parçacıkları: Alfa parçacığı, Helyum çekirdeğiyle aynı olan kimyasal bir türdür.

Beta Parçacıkları: Bir beta parçacığı, yüksek hızlı bir elektron veya bir pozitrondur.

Gama Parçacıkları: Gama parçacığı, elektromanyetik dalgalar şeklinde enerji taşıyan bir fotondur.

Yığın

Alfa Parçacıkları: Bir alfa parçacığının kütlesi yaklaşık 4 amu'dur.

Beta Parçacıkları: Bir beta parçacığının kütlesi yaklaşık 5.49 x 10'dur.^-4 amu.

Gama Parçacıkları: Gama parçacıklarının kütlesi yoktur.

Elektrik Yükü

Alfa Parçacıkları: Alfa parçacıkları pozitif yüklü parçacıklardır.

Beta Parçacıkları: Beta parçacıkları ya pozitif ya da negatif yüklü parçacıklardır.

Gama Parçacıkları: Gama parçacıkları yüklü parçacıklar değildir.

Atom Numarasına Etkisi

Alfa Parçacıkları: Bir alfa parçacığı serbest bırakıldığında elementin atom numarası 2 birim azalır.

Beta Parçacıkları: Bir beta parçacığı serbest bırakıldığında elementin atom numarası 1 birim artar.

Gama Parçacıkları: Atom numarası gama partikül emisyonundan etkilenmez.

Kimyasal Elementteki Değişim

Alfa Parçacıkları: Alfa partikül emisyonu kimyasal elementin değişmesine neden olur.

Beta Parçacıkları: Beta partikül emisyonu kimyasal elementin değişmesine neden olur.

Gama Parçacıkları: Gama partikül emisyonu kimyasal elementin değişmesine neden olmaz.

Penetrasyon Gücü

Alfa Parçacıkları: Alfa parçacıkları en az nüfuz etme gücüne sahiptir.

Beta Parçacıkları: Beta parçacıkları orta düzeyde nüfuz etme gücüne sahiptir.

Gama Parçacıkları: Gama parçacıkları en yüksek penetrasyon gücüne sahiptir.

İyonlaştırıcı Güç

Alfa Parçacıkları: Alfa parçacıkları diğer birçok atomu iyonize edebilir.

Beta Parçacıkları: Beta parçacıkları diğer atomları iyonize edebilir, ancak alfa parçacıkları kadar iyi değildir.

Gama Parçacıkları: Gama parçacıkları, diğer maddeleri en az iyonize etme yeteneğine sahiptir.

Hız

Alfa Parçacıkları: Alfa parçacıklarının hızı, ışık hızının yaklaşık onda biri kadardır.

Beta Parçacıkları: Beta parçacığının hızı, ışık hızının yaklaşık %90'ı kadardır.

Gama Parçacıkları: Gama parçacıklarının hızı ışık hızına eşittir.

Elektriksel ve Manyetik Alanlar

Alfa Parçacıkları: Alfa parçacıkları elektrik ve manyetik alanlar tarafından çekilir.

Beta Parçacıkları: Beta parçacıkları elektrik ve manyetik alanlar tarafından çekilir.

Gama Parçacıkları: Gama parçacıkları elektrik ve manyetik alanlar tarafından çekilmez.

Çözüm

Alfa, beta ve gama parçacıkları kararsız çekirdeklerden yayılır. Bir çekirdek, kararlı hale gelmek için bu farklı parçacıkları yayar. Alfa ve beta ışınları parçacıklardan oluşsa da gama ışınları gerçek parçacıklardan oluşmaz. Ancak, gama ışınlarının davranışını anlamak ve onları alfa ve beta parçacıklarıyla karşılaştırmak için foton adı verilen varsayımsal bir parçacık tanıtıldı. Bu fotonlar, enerjiyi bir yerden başka bir yere gama ışını olarak taşıyan enerji paketleridir. Bu nedenle gama parçacıkları olarak adlandırılırlar. Alfa beta ve gama parçacıkları arasındaki temel fark, nüfuz etme güçleridir.

Referanslar:

1. “GCSE Bitesize: Radyasyon türleri.” BBC, Buradan ulaşabilirsiniz. Erişim tarihi: 4 Eylül 2017. 2. “Gama Radyasyonu.” NDT Kaynak merkezi, Buradan ulaşabilirsiniz. Erişim tarihi: 4 Eylül 2017. 3. “Radiation Types: Gama, Alpha, Neutron, Beta & X-Ray Radiation Basics.” Mirion, Burada mevcut. 4 Eylül 2017'de erişildi.

Görünüm inceliği:

1. “Alfa Bozunması” Von Inductiveload – Commons Wikimedia aracılığıyla Eigenes Werk (Gemeinfrei) 2. “Beta-eksi Bozunma” Von Inductiveload – Commons Wikimedia aracılığıyla Eigenes Werk (Gemeinfrei) 3. “Gama Bozunumu” Endüktif Yük ile – kendi kendine yapılan (Genel Etki Alanı) Commons Wikimedia aracılığıyla