阿尔法射线

阿尔法射线，也称“α射线”。是放射性物质所放出的α粒子流。它可由多种放射性物质（如镭）发射出来。α粒子的动能可达几兆电子伏特。从α粒子在电场和磁场中偏转的方向，可知它们带有正电荷。由于α粒子的质量比电子大得多，通过物质时极易使其中的原子电离而损失能量，所以它能穿透物质的本领比β射线弱得多，容易被薄层物质所阻挡，但是它有很强的电离作用。从α粒子的质量和电荷的测定，确定α粒子就是氦的原子核。

阿尔法射线
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中文名称：阿尔法射线

外文名称：α-Ray

别称：α粒子、 α射线

目录

简介

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放射性核素发生衰变时放出α粒子，产生α射线。α粒子是一个高速运动的氦原子核。对于天然放射系列的核素放出α粒子的能量一般在4～8兆电子伏(MeV)范围，初速度大约(1～2)×108厘米秒。

α粒子带两个单位正电荷，质量数为4，与电子相比它的质量是较重的，所以称它为重带电粒子。α粒子进入物质主要与核外电子发生作用，使原子产生电离和激发。

α粒子与核外电子作用，使电子获得一部分能量，脱离了原来轨道而成为自由电子，使一个原子生成一个正离子和一个电子，这就是α粒子对物质的电离作用。若α粒子能量不足使核外电子脱离轨道，只能使它从较低能量轨道跃迁到较高轨道，这时整个原子处于较高能量状态，这就是α粒子对物质的激发作用。

α粒子在与物质相互作用中，能量不断损失，最后因能量耗尽而停下来。α粒子在物质中的射程长短既与物质有关，也与α粒子能量大小有关。在通常情况下，α射线的穿透本领最差，它在空气中最远只能走7厘米。一薄片云母，一张0.05毫米的铝箔，一张普通的纸都能把它挡住。一般能量的α射线都能被人体的皮肤所阻挡，而不会进入人体，因此，α射线外照射对人体的损害是可以不考虑的。

发现历史

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1896年贝克勒尔发现天然放射性之后，居里夫妇从沥青中提取出了天然放射性单质元素钋和镭，用信服的实验结果证实了自然界中确实存在放射性元素，从此拉开了放射性研究的序幕。为了进一步了解所谓的“放射性”究竟是什么物质，英国的物理学家卢瑟福开展了几个关键性物理实验，并由此建立起了物理学的一个新的分支——原子物理学。

1897到1899年间，剑桥大学的卢瑟福在贝克勒尔的发现基础上，针对放射元素铀的发出的射线做了深入的研究。我们知道天然射线穿透能力很强，可以使厚纸包裹的底片感光。为了研究天然射线究竟能穿透什么材料，卢瑟福试着用层层铝箔把铀盐包裹起来。他发现天然射线实际上存在两种，一种可以很轻易地用纸或单层铝箔就可以挡住，而另一种需要多层铝箔才能包住。于是卢瑟福用希腊字母把前者命名为α射线，后者命名为β（贝塔）射线。不久，法国物理学家维拉尔从铀盐中又发现了一种穿透力更强的射线，称为γ射线。

危害

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只释放出α粒子的放射性同位素在人体外部不构成危险。然而，释放α粒子的物质(镭、铀等等)一旦被吸入或注入，那将十分危险，它能直接破坏细胞内的DNA。

相互作用

非弹性

非弹性碰撞(inelastic impact) ，可引起介质原子电离(ionization)和激发(excitation)，α粒子与原子的壳层电子发生库仑作用，使其获得能量。当电子获得足以克服原子核对他束缚的能量时，就能脱离原子而成为自由电子，形成了自由电子和正离子组成的电子对，这种现象称为电离(初级电离)。当这些自由电子的动能足够大(称为δ电子)时，还能引起其他原子的电离(次级电离)。外层电子束缚较松，因而被电离的概率较大，如果是内层电子被电离，留下的空穴会由外层电子填充而发射原子特征X射线，或称标识X射线(characteristic X-ray)或者俄歇电子(Auger electron)。

如果在相互作用过程中，壳层电子获得的能量不足以使它脱离原子而成为自由电子，而仅仅使电子从低能级跃迁到高能级，使原子处于激发态，这种相互作用就称为激发。受激的原子随即发射出一定能量的X射线而回到基态。该激发能也可传递给核外电子，使该电子获得足够的能量逃离原子核的束缚而成为一个自由电子(即俄歇电子)，此过程称为俄歇效应。

弹性

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α粒子在物质中运动时，还会受到原子核及核外电子的库仑场与核力场的相互作用，从而改变其运动方向，这种现象称之为散射。根据散射前后α粒子和散射核的总动能是否守恒可分为弹性散射和非弹性散射。

α粒子可以与核外电子发生弹性碰撞(elastic impact/collision)，要求α粒子传递给核外电子的能量小于其最低激发能;α粒子也可与原子核发生弹性碰撞，α粒子损失能量，而原子核获得动能发生反冲，引起晶格原子位移形成缺陷，即引起辐射损伤。称为核碰撞能量损失或从吸收介质的作用来讲称为核阻止。

核反库仑

核反应(nuclear reaction):α粒子引起核反应的概率相当小，它与Be、B、F、Li、Na、O等元素相互作用发生(α，n)反应时将产生中子，这是目前制备同位素中子源的主要方法。

库仑激发(Coulomb excitation):α粒子与原子核之间的库仑相互作用可能引起介质原子核从基态跃迁到激发态，称为库仑激发。

α射线、β射线和γ射线的关系

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α射线、β射线和γ射线，都是由核反应产生的。核反应主要分为核裂变、核聚变、粒子轰击、放射性衰变，衰变属于自然反应，而核裂变、核聚变和粒子轰击可以人工干预。

放射性元素的原子核会自发的衰变，比如铀和镭等，原子核的衰变按所释放出的射线可以分为三种方式，即α衰变、β衰变和γ衰变。

α射线、β射线和γ射线本质上是高速运动的高能粒子流。阿尔法衰变射出的是α粒子，而贝塔衰变射出的是电子，伽马衰变射出的是光子。若以穿透力排名，γ粒子>β粒子>α粒子。

外部連結

• 【科技名家】1908年度諾貝爾化學獎獲得者﹕盧瑟福