主要区别 – Alpha 与 Beta 与 Gamma 粒子

放射性是化学元素随时间衰减的过程。这种衰变通过不同粒子的发射而发生。粒子的发射也称为辐射的发射。辐射从原子核发出，将原子核的质子或中子转化为不同的粒子。放射性过程发生在不稳定的原子中。这些不稳定的原子经历放射性以稳定自身。有三种主要类型的粒子可以作为辐射发射。它们是α (α) 粒子、β (β) 粒子和γ (γ) 粒子。 alpha beta 和 gamma 粒子的主要区别在于 α粒子的穿透力最小，β粒子的穿透力中等，γ粒子的穿透力最高。

涵盖的关键领域

1. 什么是阿尔法粒子 – 定义、特性、排放机制、应用 2. 什么是 Beta 粒子 – 定义、特性、排放机制、应用 3.什么是伽马粒子 – 定义、特性、排放机制、应用 4. Alpha Beta 和 Gamma 粒子有什么区别 – 主要差异的比较

关键术语：α、β、γ、中子、质子、放射性衰变、放射性、辐射

什么是阿尔法粒子

α粒子是一种与氦原子核相同的化学物质，符号为α。阿尔法粒子由两个质子和两个中子组成。这些α粒子可以从放射性原子核中释放出来。阿尔法粒子在阿尔法衰变过程中发射。

阿尔法粒子发射发生在“富含质子”的原子中。在从特定元素的原子核发射一个 α 粒子后，该原子核发生了变化，并变成了一种不同的化学元素。这是因为在 α 发射中两个质子从原子核中移除，导致原子序数降低。 （原子序数是识别化学元素的关键。原子序数的变化表明一种元素转化为另一种元素）。

图 1：阿尔法衰减

由于α粒子中没有电子，因此α粒子是带电粒子。两个质子为 alpha 粒子提供 +2 电荷。阿尔法粒子的质量约为 4 amu。因此，α粒子是从原子核发出的最大粒子。

然而，α粒子的穿透能力相当差。即使是一张薄纸也可以阻止阿尔法粒子或阿尔法辐射。但是阿尔法粒子的电离能力非常高。由于 α 粒子带正电，因此它们可以轻松地从其他原子中获取电子。从其他原子中去除电子会导致这些原子被电离。由于这些α粒子是带电粒子，它们很容易被电场和磁场吸引。

什么是 Beta 粒子

β 粒子是高速电子或正电子。 β粒子的符号是β。这些β粒子是从“富含中子”的不稳定原子中释放出来的。这些原子通过去除中子并将它们转化为电子或正电子而获得稳定状态。去除 β 粒子会改变化学元素。中子转化为质子和β粒子。因此，原子序数增加1。然后它就变成了不同的化学元素。

β 粒子不是来自外层电子壳的电子。这些是在细胞核中产生的。电子带负电，正电子带正电。但是正电子与电子相同。因此，β衰变以两种方式发生，即β+发射和β-发射。 β+ 发射涉及正电子的发射。 β-发射涉及电子的发射。

图 2：β- 发射

Beta 粒子能够穿透空气和纸张，但可以被薄金属（如铝）片阻挡。它可以将遇到的物质电离。由于它们是带负电的（如果是正电子则带正电），因此它们可以排斥其他原子中的电子。这导致物质的电离。

由于这些是带电粒子，因此 β 粒子会被电场和磁场吸引。贝塔粒子的速度约为光速的 90%。 Beta 粒子能够穿透人体皮肤。

什么是伽马粒子

伽马粒子是以电磁波的形式携带能量的光子。因此，伽马辐射并非由实际粒子组成。光子是假设的粒子。伽马辐射由不稳定的原子发射。这些原子通过将能量作为光子去除以获得较低的能量状态而变得稳定。

伽马辐射是高频和低波长的电磁辐射。光子或伽马粒子不带电，不受磁场或电场的影响。伽马粒子没有质量。因此，放射性原子的原子质量不会因伽马粒子发射而减少或增加。因此，化学元素没有改变。

伽马粒子的穿透力非常高。即使非常小的辐射也能穿透空气、纸张甚至薄金属片。

图 3：伽马衰减

Gamma 粒子与 alpha 或 beta 粒子一起被移除。阿尔法或贝塔衰变可能会改变化学元素，但不能改变元素的能量状态。因此，如果元素仍处于较高能级，则会发生伽马粒子发射以获得较低的能级。

Alpha Beta 和 Gamma 粒子之间的区别

定义

阿尔法粒子： 阿尔法粒子是一种与氦原子核相同的化学物质。

贝塔粒子： β 粒子是高速电子或正电子。

伽马粒子： 伽马粒子是一种光子，它以电磁波的形式携带能量。

大量的

阿尔法粒子： 阿尔法粒子的质量约为 4 amu。

贝塔粒子： β 粒子的质量约为 5.49 x 10^-4 阿穆。

伽马粒子： 伽马粒子没有质量。

电荷

阿尔法粒子： 阿尔法粒子是带正电的粒子。

贝塔粒子： Beta 粒子是带正电或带负电的粒子。

伽马粒子： 伽马粒子不是带电粒子。

对原子序数的影响

阿尔法粒子： 当一个 α 粒子被释放时，元素的原子序数减少 2 个单位。

贝塔粒子： 当一个β粒子被释放时，元素的原子序数增加1个单位。

伽马粒子： 原子序数不受伽马粒子发射的影响。

化学元素的变化

阿尔法粒子： 阿尔法粒子发射导致化学元素发生变化。

贝塔粒子： Beta 粒子发射导致化学元素发生变化。

伽马粒子： 伽马粒子发射不会导致化学元素发生变化。

穿透力

阿尔法粒子： 阿尔法粒子的穿透力最小。

贝塔粒子： Beta 粒子具有中等穿透力。

伽马粒子： 伽马粒子具有最高的穿透力。

电离电源

阿尔法粒子： 阿尔法粒子可以电离许多其他原子。

贝塔粒子： Beta 粒子可以电离其他原子，但不如 alpha 粒子好。

伽马粒子： 伽马粒子电离其他物质的能力最低。

速度

阿尔法粒子： 阿尔法粒子的速度大约是光速的十分之一。

贝塔粒子： 贝塔粒子的速度约为光速的 90%。

伽马粒子： 伽马粒子的速度等于光速。

电场和磁场

阿尔法粒子： 阿尔法粒子被电场和磁场吸引。

贝塔粒子： β 粒子被电场和磁场吸引。

伽马粒子： 伽马粒子不会被电场和磁场吸引。

结论

α、β 和 γ 粒子是从不稳定的原子核中发射出来的。原子核发射这些不同的粒子以变得稳定。尽管 α 和 β 射线由粒子组成，但 γ 射线并非由实际粒子组成。然而，为了理解伽马射线的行为并将它们与阿尔法和贝塔粒子进行比较，引入了一种称为光子的假设粒子。这些光子是能量包，将能量以伽马射线的形式从一个地方传输到另一个地方。因此，它们被称为伽马粒子。 alpha beta 和 gamma 粒子之间的主要区别在于它们的穿透力。

参考：

1.“GCSE Bitesize：辐射类型。” BBC，在这里可用。 2017 年 9 月 4 日访问。2.“伽玛辐射”。 NDT 资源中心，可在此处获得。 2017 年 9 月 4 日访问。3.“辐射类型：伽马、阿尔法、中子、贝塔和 X 射线辐射基础知识”。 Mirion，可在此处获得。 2017 年 9 月 4 日访问。

图片提供：

1. “Alpha Decay” Von Inductiveload – Eigenes Werk (Gemeinfrei) 通过 Commons Wikimedia 2. “Beta-minus Decay” Von Inductiveload – Eigenes Werk (Gemeinfrei) 通过 Commons Wikimedia 3. “Gamma Decay” By Inductiveload – 自制（公共）域）通过Commons Wikimedia