Was ist Alpha-Zerfall?
Alpha-Zerfall ist eine Form des radioaktiven Zerfalls, bei dem ein Alpha-Teilchen von einem schweren Element emittiert wird, um stabiler zu werden. Die anderen Arten des radioaktiven Zerfalls sind Beta-Zerfall und Gamma-Zerfall. Partikeldetektoren können verwendet werden, um die Emission von Alpha-Partikeln zu detektieren, und der Prozess des Alpha-Zerfalls kann auch zum Aufbau von Detektionsvorrichtungen verwendet werden. Einige Brandmelder setzen beispielsweise auf die konstante Alpha-Zerfallsrate, um Luft zu ionisieren. Diese kann Rauch erkennen, wenn Rauchpartikel die Leitfähigkeit der ionisierten Luft beeinträchtigen.
Die Bestandteile eines Kerns bestehen aus Protonen und Neutronen, die von einer Gruppe von Elektronen umkreist werden. Unter normalen Bedingungen würden sich diese Partikel gegenüberstehen und den Kern auseinanderfallen lassen, was als starke Kernkraft bekannt ist. Die starke Kernkraft hält den Kern zusammen und verhindert, dass Partikel herausgedrückt werden. Obwohl diese Kraft stark ist, hat sie einen engen Bereich und im Fall eines großen Kerns kann sie möglicherweise nicht alle Partikel enthalten. Infolgedessen wird das Atom instabil und emittiert Partikel, was als Radioaktivität bezeichnet wird.
Im Falle des Alpha-Zerfalls besteht das Teilchen aus zwei Protonen und zwei Neutronen, die eng miteinander verbunden sind. Dieses Teilchen ist in seiner Struktur identisch mit dem Kern eines Heliumatoms, und ein Großteil der Heliumversorgung der Erde stammt tatsächlich aus dem Alpha-Zerfall. Wenn das Alpha-Teilchen das Atom verlässt und dabei Protonen und Neutronen mitnimmt, ändert sich die Ordnungszahl und das Atom wird zu einem neuen, stabileren Element. Der Masseverlust wird in einen kleinen Energiestoß umgewandelt.
Alpha-Partikel sind extrem schwach. Sie können mit einem Stück Papier oder sogar einer kleinen Luftblase gestoppt werden, was den Alpha-Zerfall für die Menschen, die damit arbeiten, relativ ungefährlich macht. Wenn jedoch ein Element aufgenommen wird, das Alpha-Partikel emittiert, kann dies ein ernstes Problem verursachen. Beispielsweise kann Radongas in die Lunge eingeatmet werden, wobei die vom Gas emittierten Alpha-Partikel die empfindlichen Zellen, die die Lunge auskleiden, ernsthaft schädigen können.
Die Toxizität des Alpha-Zerfalls im Körper wurde in mehreren hochkarätigen Vergiftungen vermutet. Durch die Einführung von Elementen, die Alpha-Partikel in die Nahrung abgeben, kann ein Giftmischer erfolgreich jemanden töten, ohne Probleme bei Menschen in der Umgebung zu verursachen. Der Tod durch Alpha-Zerfall scheint bei russischen Spionen besonders beliebt zu sein, obwohl bekannt ist, dass andere heimliche Agenten ihn gelegentlich einsetzen.