Quelle est la différence entre le rayonnement alpha / bêta et la lumière ultraviolette / rayons X / gamma lorsque les deux types sont ionisants?


Réponse 1:

La source du rayonnement (comment il est créé) est la source du nom des radiations photoniques que vous avez mentionnées. Alpha et Beta sont des noms historiques pour les noyaux et les électrons énergétiques de l'hélium.

Les alphas (physiquement les mêmes que les noyaux d'hélium ionisés) sont générés à partir d'un gros noyau lourd (généralement plus lourd que le plomb) qui se désintègre en éléments plus légers avec deux protons de moins et deux neutrons de moins qu'auparavant (car il vient de les éjecter sous la forme de la particule alpha). Cela maintient le nombre de protons et de neutrons dans un atome équilibré, mais laisse tomber l'atome dans le nombre total de protons et de neutrons et deux taches plus bas sur le tableau périodique.

Les bêtas (physiquement identiques aux électrons) sont générés à partir d'un noyau lourd qui contient beaucoup de neutrons en excès. Les atomes contenant beaucoup plus de neutrons que les protons ont tendance à être instables ou radioactifs. L'un de ces neutrons se transforme en proton et éjecte simultanément un électron et un neutrino électronique. Cela fait monter l'élément du tableau périodique à un nombre atomique plus élevé, mais réduit le rapport neutrons / protons, ce qui le rend peut-être mais pas toujours légèrement plus stable.

Les processus alpha et bêta convertissent un atome en un nouvel atome par transmutation, contrairement à la génération d'UV ou de rayons X. Les gammas sont un cas particulier qui implique généralement d'autres actions nucléaires, de sorte que les atomes changeront également leur forme en nouveaux atomes, même si le gamma lui-même ne change pas directement le nombre de neutrons ou de protons.

Les particules alpha et bêta ont tendance à être très énergétiques car ce sont des processus nucléaires. Puisqu'ils sont électriquement chargés (les Alphas sont positifs tandis que les Betas sont négatifs), ils ionisent les molécules et les atomes qu'ils passent lorsqu'ils volent, perdant lentement de l'énergie jusqu'à ce qu'ils n'aient plus assez d'énergie pour s'ioniser. Une fois qu'ils ne s'ionisent plus, les gens les appellent simplement un noyau d'hélium ou un électron et ne les considèrent plus vraiment comme des particules alpha ou bêta. Historiquement, ils n'étaient pas connus pour être simplement un noyau d'hélium hautement énergisé ou un électron, c'est pourquoi ils ont été appelés rayons alpha et rayons bêta. (Comprenez-vous? Alpha Ray, Beta Ray, Gamma Ray comme trois formes de «rayons» qui sont sortis des éléments radioactifs?) après il s'est avéré qu'il ne s'agissait que de noyaux d'hélium et d'électrons.

La lumière UV a tendance à être générée par les transitions électroniques de l'enveloppe extérieure, ce qui signifie que les UV peuvent généralement rompre les liaisons chimiques simples liées aux électrons de l'enveloppe extérieure comme les liaisons hydrogène-carbone par exemple.

Les rayons X ont tendance à être générés par les transitions électroniques de la coquille interne dans les atomes lourds. Cela signifie qu'ils sont beaucoup plus puissants que les UV et ont tendance à se faufiler à travers les matériaux plutôt que d'être absorbés par eux comme les UV. Les photons gamma sont généralement générés par les transitions nucléaires, ils sont donc beaucoup plus énergétiques que les rayons X. Celles-ci passeront également à travers la plupart des matériaux, mais sont évidemment plus dommageables que les rayons X et ont une longueur d'onde beaucoup plus courte.

Pour des raisons pratiques, les rayons X sont plus utiles dans la vie quotidienne, car ils peuvent être utilisés pour l'imagerie des os dans un hôpital. Les rayons gamma pourraient faire la même chose, mais sont excessivement dommageables, donc les gens ne les utilisent pas vraiment à des fins médicales, sauf s'ils essaient de tuer une tumeur avec un faisceau focalisé de rayons gamma ou quelque chose. Les UV peuvent être utilisés pour durcir les époxydes dentaires, exposer la résine photosensible dans la fabrication de puces de silicium, etc., car ils sont pertinents pour les liaisons chimiques normales et les réactions chimiques.

Les sources radioactives peuvent générer des Alphas, des Betas et des Gammas (ou des neutrons également). Une source de neutrons radioactifs activera un matériau non radioactif et le rendra radioactif. Les armes nucléaires généreront également des neutrons et des gammas. Pour vous protéger du gamma, mettez autant de terre ou de matière dense entre vous et la source gamma. Pour vous protéger des neutrons, mettez autant d'eau ou de plastique (le plomb et le métal sont presque inutiles) entre vous et la source de neutrons. Le bouclier idéal serait l'alternance de couches de plomb et de plastique, ou de terre et d'eau plus simples mais légèrement moins efficaces.


Réponse 2:

Je me souviens avoir été posé cette question lors d'un examen de vive voix en 1965, les choses ont peut-être changé, mais je ne pense pas.

Rayonnement alpha, noyau d'hélium dépouillé de particules facilement bloqué par une feuille de papier,

Electron à déplacement rapide de particules bêta arrêté par une feuille d'aluminium

Rayonnement lumineux UVA certains pénétrants UVB pénètrent la peau durement gamma, les rayons X augmentant la pénétrance car les longueurs d'onde raccourcissent peuvent nécessiter 9 pouces de plomb ou 3 pieds de béton mais pas de masse.