Alfapartikkeli

Alfapartikkeli on helium-4-ytimen kaltainen hiukkanen, joka koostuu kahdesta protoneista ja kahdesta neutronista. Sen sähkövaraus on +2 ja massaluku noin 4 amu. Alfapartikkeli syntyy pääasiassa alfa-hajoamisen seurauksena, jolloin raskaampi ydin emittoi alfa-ytimen ja muuttuu kevyemmäksi isotoopiksi.

Alfa-hajoaminen on yleinen radioaktiivisuuden purkautumisvaihe raskaista ytimistä, kuten uraani-238, radium-226 ja polonium-210. Hajoamisen yhteydessä ydin vapauttaa alfa-ytimen ja muuttuu uudeksi isotoopiksi. Alfa-emittoivia ytimien tutkiminen ja mittaaminen on merkittävä osa radiometristä ja ydinfyysistä tutkimusta.

Alfapartikkelin ominaisuudet ja vuorovaikutukset ovat erityisiä: sillä on suuri ionointivoima, mutta käytännössä lyhyt tunkeutumiskyky. Se pysähtyy helposti ohuen materiaalin tai pienestä tilavuudesta ja saa aikaan voimakasta ionisaatiota sen kulkureitin varrella. Tämä tarkoittaa, että alfahiukkaset eivät läpäise kevyttä suojausta kuten paperia tai ihon pintaa, mutta niiden haitta on pääasiassa sisäisellä altistuksella.

Käyttökohteisiin kuuluu esimerkiksi Targeted Alpha Therapy (TAT), jossa alfa-emittoivia yhdisteitä käytetään paikallisesti syöpäsolujen tuhoamiseen. Alfa-emittoivat lähteet, kuten americium-241, ovat myös tunnettuja kotitalouksien savuvaroittimissa. Yleiskäytössä alfahiukkasten epäpuhtaudet ja turvallisuusnäkökohdat korostavat, että ulkoinen altistus on vähäistä, mutta sisäistä altistusta on vältettävä.

Historiaan liittyy Alfapartikkelien havaitseminen 1900-luvun alussa Rutherfordin ja kumppanien tutkimuksissa, minkä jälkeen alfa-säteily ja He-ytimet yhdistettiin ydinfysikaaliseen nimeämiseen.