Alfalagunemine

Alfalagunemine on tuumareaktsioon, mille puhul aatomituumast kiirguvad välja alfaosakesed (α). Alfalagunemine on üks radioaktiivsuse liike. Alfaosakeste kiirgust nimetatakse ka alfakiirguseks ja see on üks radioaktiivse kiirguse liike. Teised võimalikud radioaktiivsed kiirgused on beetakiirgus, gammakiirgus ja neutronkiirgus.

Reeglina toimub alfalagunemine rasketes aatomituumades ja selle tagajärjel väheneb tuuma aatomnumber (prootonite arv) kahe võrra ja massiarv (nukleonide koguarv) nelja võrra. Näiteks on uraani alfalagunemine tooriumiks:

U  →  Th  +  α

Alfalagunemisel eralduv alfaosake (heelium-4 aatomituum) haarab võimaluse korral elektrone laguneva aatomi elektronkattest või mõnelt muult negatiivselt ioonilt või neutraalselt aatomilt  (tal on vaja neutraalseks aatomiks saamiseks hankida kaks elektroni), moodustades tavalise heeliumiaatomi. Enamik Maa atmosfääris leiduvast heeliumist ongi tekkinud raskete elementide (poloonium ja selle omast suurema aatomnumbriga elemendid) aatomituumade alfalagunemise tagajärjel.

Alfakiirgus

Alfakiirgus on alfalagunemisel tekkiv alfaosakeste voog. Alfakiirgus on ioniseeriv radioaktiivne kiirgus, mille läbimisvõime on kõigist ioniseeriva kiirguse tüüpidest kõige väiksem. Alfalagunemisel eraldunud alfaosakese kineetiline energia on tüüpiliselt suurusjärgus 5 MeV (mis on umbes 0,13% alfaosakese koguenergiast) ja tema kiirus on tüüpiliselt umbes 15 000 km/h.

Alfakiirguse väike läbimisvõime tuleneb tema suurest massist, tugevast elektrilaengust ja alfaosakeste väikesest kiirusest (võrreldes teiste kiirguste osakeste kiirusega). Tänu nendele omadustele on suur tõenäosus, et läbi aine liikuv alfaosake põrkub mõne aatomi vastu ning kas neeldub selle aatomi tuumas või hajub elektronkattelt, andes oma energia üle aatomile ning ioniseerides teda. Piisab juba paberilehest või mõnesentimeetrisest õhukihist, et praktiliselt kõik alfaosakesed põrkuks mõne paberi või õhu aatomiga.

Väline alfakiirgus inimesele ohtlik ei ole, sest isegi naha surnud rakkudest koosnev väliskiht pidurdab alfakiirguse efektiivselt. Küll aga võib alfakiirgus olla ohtlik, kui see toimub inimese sees (kui kehasse on sattunud alfalagunev keemiline element).

Alfakiirguse avastas Ernest Rutherford 1899. aastal ja kasutas seda aatomituuma olemasolu tõestamiseks.

Vaata ka
Radioaktiivsus
Beetalagunemine
Gammakiirgus
Neutronkiirgus

Tuumafüüsika