В этой статье вы узнаете, какой заряд имеет альфа частица, из чего она состоит и почему её заряд такой, а не другой. А еще мы расскажем, почему альфа частица ведёт себя так странно, словно маленький космический боец с тяжёлой пушкой, и чем это важно для науки и вашей безопасности.

Представьте: вы — альфа частица, прыгаете из ядра атома гелия, неся с собой крошечный электрический «подарок». Какой заряд у вас в руках? Почему именно такой? И что будет, если вас пустить в воздух или на встречу с человеком?

Альфа частица — это ядро гелия

Альфа частица (обозначается как α или ⁴₂He) — это не какая-то загадочная загадка, а вполне конкретный объект: ядро атома гелия. В нём два протона и два нейтрона. Проще говоря, это сгусток тяжёлых частиц — настоящая альфачастица. Вот её параметры:

Характеристика Значение
Состав 2 протона + 2 нейтрона
Масса ~4 атомных единицы массы (6.645·10⁻²⁷ кг)
Радиус Около 2·10⁻¹³ см
Плотность материи и заряда Максимум в центре, уменьшается к периферии

Обратите внимание, что именно плотность материи и электрического заряда делают альфа частицу «тяжёлой» и «заряженной», в отличие от большинства других частиц.

Какой заряд у альфа частицы

И вот главный вопрос, почему радиофизики и ядерщики с улыбкой говорят: «У неё заряд +2е»? Здесь всё просто и логично:

  • Каждый протон несёт положительный элементарный электрический заряд +1е (где е ≈ 1.6·10⁻¹⁹ Кл).
  • У нейтронов заряд нейтральный, то есть 0.
  • В альфа частице два протона → общий заряд: +1е + +1е = +2е.

Получается, что заряд альфа частицы — это удвоенный элементарный положительный заряд, примерно равный +3.2·10⁻¹⁹ кулона.

Такой заряд делает её особенно реактивной в электрическом и магнитном полях — альфа частицы могут отклоняться под их действием (правило левой руки). Их способность к взаимодействию ионизирует окружающую среду — об этом ниже.

Что с энергией и пробегом альфа частиц?

Альфа частицы рождаются при альфа-распаде тяжелых ядер, например урановых или радиевых. При этом они несут приличную энергию — порядка 1.8–15 МэВ (мегаэлектронвольт).

Из-за массы и высокого заряда альфа частицы обладают большой плотностью энергии, но крайне слабой проникающей способностью. Пример наглядный:

  • Пробег альфа частицы в воздухе — всего несколько сантиметров.
  • Листок бумаги или даже слой воздуха толщиной в пару сантиметров способны остановить их.

Почему? Потому что альфа частица — словно танк, который легко «сгорает» в тонкой бумажной прослойке.

Почему важен заряд альфа частицы на практике

Альфа частицы с зарядом +2е способны сильно ионизировать окружающие вещества. Это как супер-заряженная молния на миниатюрном уровне — вызывает рождение множества электронно-дырочных пар при прохождении через вещество.

Это свойство используется в детекторах радиации — например, в газоразрядных счётчиках или полупроводниковых детекторах. Здесь заряд альфа частицы и её взаимодействие с веществом создают сигнал, который фиксируется и позволяет измерять уровень альфа-излучения.

С другой стороны, высокая ионизационная способность и положительный заряд делают альфа частицы опасными, если радионуклиды, испускающие их, попадают внутрь организма — повреждения биомолекул могут быть серьёзными. Внешне кожа надёжно защищает от альфа-излучения, ведь заряженные частицы просто не могут пробить даже роговой слой кожи.

Важные факты и советы

  • Масса альфа частицы: около 4 а.е.м., что в 7300 раз тяжелее электрона.
  • Энергия связи: около 28.3 МэВ, энергия, необходимая для разрыва альфа частицы на отдельные нуклоны.
  • Проникающая способность: очень низкая, легко блокируется бумагой.
  • Заряд: +2е, это двойной положительный элементарный заряд.
  • Влияние на электронику: может вызывать сбои в полупроводниковых устройствах за счёт образования зарядов.

Если столкнётесь с альфа-источниками, помните: главное — не вдохнуть и не проглотить радиоактивные частицы.

Краткое резюме

Альфа частица — это положительно заряженная частица, состоящая из двух протонов и двух нейтронов, то есть ядро атома гелия. Её заряд равен +2е, что обусловлено наличием двух протонов. Именно заряд придаёт ей уникальные свойства: высокую ионизирующую способность и низкую проникающую способность. Это объясняет и её роль в радиоактивном распаде, и её безопасность при внешнем облучении, и опасность при попадании внутрь организма.

Полезные ссылки

8 октября 2025