Альфа-распад

Альфа-распад (также известный как α-распад) — это радиоактивный процесс, при котором из ядра испускается альфа (α)-частица (содержащая два нейтрона и два протона). Альфа-частица идентична ядру атома гелия. Все ядра с атомным номером (Z) больше 82 считаются нестабильными. Они считаются «обогащенными нейтронами» и обычно подвергаются альфа-распаду.

Свойства

Альфа-распад происходит в ядрах тяжелых элементов, таких как радий, уран, торий и др. При распаде ядра Ra (радия) оно испускает альфа-частицу и становится ядром Rn (радона). В целом при альфа-распаде атомный номер (Z) уменьшается на два, а массовое число (A) — на четыре. Например, в результате альфа-распада из Ra-226 с атомным номером 88 и массовым числом 226 образуется Rn-222 с атомным номером 86 и массовым числом 222.

Общее количество энергии, выделяющейся при альфа-распаде, распределяется между дочерним нуклидом отдачи, альфа-частицей и гамма-излучением. Кинетическая энергия альфа-частицы зависит от соотношения массы альфа-частицы и массы дочернего нуклида отдачи. Альфа-частицы очень тяжелые (по сравнению с бета-частицами) и обладают высокой энергией (4-10 MeV).

Скорость альфа-частиц составляет ~20000 км/с, и они взаимодействуют с веществом, вызывая сильную ионизацию на очень коротком расстоянии. Обычно они проходят малые расстояния (альфа-частица с энергией 5 MeV проходит около 20 микрометров в кремнии) и могут быть остановлены листом бумаги. При замедлении альфа-частицы не вызывают возникновения тормозного излучения.

Опасность

Альфа-частицы, как правило, не представляют опасности, поскольку альфа-частицы с энергией от 4 до 10 MeV могут быть остановлены 5–11 см воздуха или 20–100 микрометрами воды.

Однако при проглатывании или вдыхании источника альфа-излучение является наиболее разрушительной формой ионизирующего излучения, поскольку обладает самой высокой ионизирующей способностью по сравнению с другими видами излучения, такими как бета- или гамма-излучение.

Применение

Исторически радий и радон были основными альфа-излучателями, представлявшими медицинский интерес. Дихлорид радия-223 и сегодня применяется для лечения костных метастазов. Другие альфа-излучатели (например, актиний-225 (Ac-225), свинец-212 и висмут-213) исследуются в рамках терапевтических подходов с использованием радиофармпрепаратов, обеспечивающих таргетную доставку короткоживущих альфа-излучателей в опухолевые клетки, при этом некоторые из них (например, Ac-225-PSMA (Prostate-Specific Membrane Antigen)-617) находятся на стадии клинических исследований.

Благодаря очень малой длине пробега альфа-частицы способны доставлять летальную дозу излучения к небольшим скоплениям метастатических клеток, практически не затрагивая окружающие ткани. Любая работа с альфа-излучателями должна проводиться в строго контролируемых условиях.

См. также

• бета-распад

• гамма-распад