Che cos'è una particella alfa?
La particella alfa è un tipo di radiazione ionizzante. Con i suoi partner le particelle gamma e le particelle beta, le particelle alfa sono una delle forme di radiazione più diffuse. Una particella alfa è essenzialmente un nucleo di elio, che consiste di due neutroni e due protoni, senza elettroni, che gli danno una carica netta positiva. A causa della sua massa relativamente elevata, le particelle alfa sono la forma più distruttiva di radiazioni ionizzanti, ma il compromesso è che la loro penetrazione è bassa. Un pezzo di carta blocca le particelle alfa, mentre le particelle beta più leggere richiedono una barriera in alluminio.
Le particelle alfa vengono emesse da varie sostanze radioattive. A differenza del decadimento beta, il decadimento alfa (il processo mediante il quale le particelle alfa vengono emesse da un nucleo radioattivo) è mediato dalla forza forte. Secondo le classiche leggi newtoniane, l'attrazione del nucleo dovrebbe essere troppo forte per lasciare che le particelle alfa lo lascino in qualsiasi circostanza. Tuttavia, il tunneling quantistico lo consente comunque. Il tunneling quantistico è il teletrasporto istantaneo della particella in un luogo esterno al nucleo.
Poiché le particelle alfa hanno una forza penetrante così bassa, vengono bloccate dalla pelle umana, presentando scarsi pericoli a meno che la fonte non venga ingerita. Questo è stato il triste destino dell'ex spia russa Alexander Litvinenko, ritenuta la prima persona a morire per avvelenamento da radiazioni acute a seguito dell'ingestione del polonio alfa-emettitore. Altri emittenti alfa noti includono l'americio (presente nei rilevatori di fumo), radio, gas radon e uranio. Se accoppiati con alcune altre sostanze radioattive, gli emettitori di alfa possono agitare gli emettitori di neutroni per rilasciare i neutroni. L'emissione di neutroni è una parte fondamentale della progettazione del reattore nucleare e delle armi nucleari.
Nelle indagini sugli effetti del fumo sulla salute, è stato scoperto che le foglie di tabacco contengono piccole quantità di polonio, che emette particelle alfa. È teorizzato che questo potrebbe essere parzialmente responsabile del cancro ai polmoni tra i fumatori. In evoluzione, gli emettitori di alfa svolgono un ruolo critico: la loro probabilità di causare una mutazione cromosomica è oltre 100 volte maggiore rispetto ad altri tipi di radiazioni. Il più delle volte, questo produce mutanti meno adatti, ma se combinato con la selezione per migliaia o milioni di anni porta a progetti biologici adattivi.