Principal diferença - Alpha vs Beta vs Gamma Particles

A radioatividade é um processo de decadência de elementos químicos com o tempo. Essa decadência ocorre através da emissão de diferentes partículas. A emissão de partículas também é chamada de emissão de radiação. A radiação é emitida do núcleo de um átomo, convertendo prótons ou nêutrons do núcleo em diferentes partículas. O processo de radioatividade ocorre em átomos instáveis. Esses átomos instáveis ​​sofrem radioatividade para se estabilizarem. Existem três tipos principais de partículas que podem ser emitidas como radiação. Eles são partículas alfa (α), partículas beta (β) e partículas gama (γ). A principal diferença entre partículas alfa beta e gama é que as partículas alfa têm o menor poder de penetração, enquanto as partículas beta têm um poder de penetração moderado e as partículas gama têm o maior poder de penetração.

Principais áreas cobertas

1. O que são partículas alfa - Definição, Propriedades, Mecanismo de Emissão, Aplicações 2. O que são partículas beta - Definição, Propriedades, Mecanismo de Emissão, Aplicações 3. O que são partículas gama - Definição, Propriedades, Mecanismo de Emissão, Aplicações 4. Qual é a diferença entre partículas alfa beta e gama - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: Alfa, Beta, Gama, Nêutrons, Prótons, Decaimento Radioativo, Radioatividade, Radiação

O que são partículas alfa

Uma partícula alfa é uma espécie química idêntica ao núcleo de Hélio e recebe o símbolo α. As partículas alfa são compostas por dois prótons e dois nêutrons. Essas partículas alfa podem ser liberadas do núcleo de um átomo radioativo. Partículas alfa são emitidas no processo de decaimento alfa.

A emissão de partículas alfa ocorre em átomos “ricos em prótons”. Após a emissão de uma partícula alfa do núcleo de um átomo de um determinado elemento, esse núcleo é alterado e se torna um elemento químico diferente. Isso ocorre porque dois prótons são removidos do núcleo na emissão alfa, resultando em um número atômico reduzido. (O número atômico é a chave para identificar um elemento químico. Uma mudança no número atômico indica a conversão de um elemento em outro).

Figura 1: Decadência Alfa

Como não há elétrons na partícula alfa, a partícula alfa é uma partícula carregada. Os dois prótons fornecem carga elétrica +2 para a partícula alfa. A massa da partícula alfa é de cerca de 4 amu. Portanto, as partículas alfa são as maiores partículas emitidas por um núcleo.

No entanto, o poder de penetração das partículas alfa é consideravelmente baixo. Mesmo um papel fino pode impedir partículas alfa ou radiação alfa. Mas o poder ionizante das partículas alfa é muito alto. Como as partículas alfa são carregadas positivamente, elas podem facilmente tirar elétrons de outros átomos. Essa remoção de elétrons de outros átomos faz com que esses átomos fiquem ionizados. Como essas partículas alfa são partículas carregadas, elas são facilmente atraídas por campos elétricos e campos magnéticos.

O que são partículas beta

Uma partícula beta é um elétron ou pósitron de alta velocidade. O símbolo da partícula beta é β. Essas partículas beta são liberadas de átomos instáveis ​​“ricos em nêutrons”. Esses átomos obtêm um estado estável removendo os nêutrons e convertendo-os em elétrons ou pósitrons. A remoção de uma partícula beta altera o elemento químico. Um nêutron é convertido em um próton e uma partícula beta. Portanto, o número atômico é aumentado em 1. Então, ele se torna um elemento químico diferente.

Uma partícula beta não é um elétron das camadas externas do elétron. Eles são gerados no núcleo. Um elétron é carregado negativamente e um pósitron é carregado positivamente. Mas os pósitrons são idênticos aos elétrons. Portanto, o decaimento beta ocorre de duas maneiras como emissão β + e emissão β-. A emissão de β + envolve a emissão de pósitrons. A emissão β envolve a emissão de elétrons.

Figura 2: β- Emissão

As partículas beta são capazes de penetrar no ar e no papel, mas podem ser interrompidas por uma fina folha de metal (como o alumínio). Pode ionizar a matéria que encontra. Como são partículas carregadas negativamente (ou positivamente, se for um pósitron), elas podem repelir elétrons em outros átomos. Isso resulta na ionização da matéria.

Como são partículas carregadas, as partículas beta são atraídas por campos elétricos e campos magnéticos. A velocidade de uma partícula beta é cerca de 90% da velocidade da luz. As partículas beta são capazes de penetrar na pele humana.

O que são partículas gama

Partículas gama são fótons que transportam energia na forma de ondas eletromagnéticas. Portanto, a radiação gama não é composta de partículas reais. Os fótons são partículas hipotéticas. A radiação gama é emitida a partir de átomos instáveis. Esses átomos se estabilizam removendo a energia na forma de fótons, a fim de obter um estado de energia mais baixo.

A radiação gama é uma radiação eletromagnética de alta frequência e baixo comprimento de onda. Os fótons ou as partículas gama não são eletricamente carregados e não são afetados por campos magnéticos ou elétricos. Partículas gama não têm massa. Portanto, a massa atômica do átomo radioativo não é reduzida ou aumentada pela emissão de partículas gama. Portanto, o elemento químico não é alterado.

O poder de penetração das partículas gama é muito alto. Mesmo uma radiação muito pequena pode penetrar no ar, em papéis e até em folhas de metal finas.

Figura 3: decaimento gama

Partículas gama são removidas junto com partículas alfa ou beta. O decaimento alfa ou beta pode alterar o elemento químico, mas não pode alterar o estado de energia do elemento. Portanto, se o elemento ainda está em um estado de maior energia, então ocorre a emissão da partícula gama para obter um nível de energia menor.

Diferença entre partículas alfa beta e gama

Definição

Partículas Alfa: Uma partícula alfa é uma espécie química idêntica ao núcleo de Hélio.

Partículas beta: Uma partícula beta é um elétron ou pósitron de alta velocidade.

Partículas gama: Uma partícula gama é um fóton que carrega energia na forma de ondas eletromagnéticas.

Massa

Partículas Alfa: A massa de uma partícula alfa é de cerca de 4 amu.

Partículas beta: A massa de uma partícula beta é de cerca de 5,49 x 10^-4 amu.

Partículas gama: As partículas gama não têm massa.

Carga elétrica

Partículas Alfa: Partículas alfa são partículas carregadas positivamente.

Partículas beta: As partículas beta são partículas carregadas positivamente ou negativamente.

Partículas gama: Partículas gama não são partículas carregadas.

Efeito sobre o número atômico

Partículas Alfa: O número atômico do elemento é reduzido em 2 unidades quando uma partícula alfa é liberada.

Partículas beta: O número atômico do elemento é aumentado em 1 unidade quando uma partícula beta é liberada.

Partículas gama: O número atômico não é afetado pela emissão de partículas gama.

Mudança no Elemento Químico

Partículas Alfa: A emissão de partículas alfa faz com que o elemento químico seja alterado.

Partículas beta: A emissão de partículas beta faz com que o elemento químico seja alterado.

Partículas gama: A emissão de partículas gama não faz com que o elemento químico seja alterado.

Poder de penetração

Partículas Alfa: Partículas alfa têm o menor poder de penetração.

Partículas beta: As partículas beta têm um poder de penetração moderado.

Partículas gama: As partículas gama têm o maior poder de penetração.

Poder ionizante

Partículas Alfa: Partículas alfa podem ionizar muitos outros átomos.

Partículas beta: Partículas beta podem ionizar outros átomos, mas não são boas como partículas alfa.

Partículas gama: As partículas gama têm a menor capacidade de ionizar outras matérias.

Velocidade

Partículas Alfa: A velocidade das partículas alfa é cerca de um décimo da velocidade da luz.

Partículas beta: A velocidade da partícula beta é cerca de 90% da velocidade da luz.

Partículas gama: A velocidade das partículas gama é igual à velocidade da luz.

Campos Elétricos e Magnéticos

Partículas Alfa: Partículas alfa são atraídas por campos elétricos e magnéticos.

Partículas beta: Partículas beta são atraídas por campos elétricos e magnéticos.

Partículas gama: Partículas gama não são atraídas por campos elétricos e magnéticos.

Conclusão

Partículas alfa, beta e gama são emitidas por núcleos instáveis. Um núcleo emite essas diferentes partículas para se tornar estável. Embora os raios alfa e beta sejam compostos de partículas, os raios gama não são compostos de partículas reais. Porém, para entender o comportamento dos raios gama e compará-los com as partículas alfa e beta, uma partícula hipotética chamada fóton é introduzida. Esses fótons são pacotes de energia que transportam energia de um lugar para outro como um raio gama. Portanto, eles são chamados de partículas gama. A principal diferença entre partículas alfa beta e gama é seu poder de penetração.

Referências:

1. “GCSE Bitesize: Tipos de radiação.” BBC, disponível aqui. Acessado em 4 de setembro de 2017. 2. “Gamma Radiation.” Centro de recursos NDT, disponível aqui. Acessado em 4 de setembro de 2017. 3. "Tipos de radiação: Bases de radiação gama, alfa, nêutron, beta e raios-X." Mirion, disponível aqui. Acessado em 4 de setembro de 2017.

Cortesia de imagem:

1. “Alpha Decay” Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) via Commons Wikimedia 2. “Beta-minus Decay” Von Inductiveload - Eigenes Werk (Gemeinfrei) via Commons Wikimedia 3. “Gamma Decay” Por Inductiveload - feito por conta própria (Público Domínio) via Commons Wikimedia