Una particella alfa è una particella composta da due protoni e due neutroni. Il termine è comunemente usato nella fisica nucleare ed è una delle tre particelle comunemente emesse durante un decadimento radioattivo, cioè particelle alfa, beta e gamma.
Le particelle alfa hanno acquisito importanza ai primi tempi della fisica delle particelle quando gli scienziati le hanno usate come proiettili per bombardare determinati obiettivi. Uno degli esperimenti più celebri che hanno fatto uso di particelle alfa è stato quello di Ernest Rutherford che ha portato alla scoperta della struttura dell'atomo.
Usando particelle alfa come proiettili e lamine d'oro come bersagli, Rutherford è riuscito a giungere alla conclusione che gli atomi erano costituiti da nuclei molto densi caricati positivamente con gli elettroni molto più leggeri caricati negativamente che orbitavano attorno ad esso. La sua conclusione si basava sull'osservazione che le traiettorie delle particelle alfa erano leggermente deviate (come previsto) nella maggior parte dei casi, ma in rari casi rimbalzavano come palle da ping-pong lanciate contro un muro.
Le particelle alfa attraversavano le lamine d'oro senza impedimenti quando attraversavano la regione grande ma scarsamente riempita attorno al nucleo. Tuttavia, quando, durante casi molto più rari, si sono imbattuti in testa o addirittura si sono avvicinati al nucleo molto denso e carico positivamente, sono stati deviati ad angoli molto ampi.
Attraverso queste informazioni, Rutherford non aveva altra scelta se non quella di concludere che l'atomo deve avere un nucleo molto denso che è molto più piccolo rispetto all'intero atomo.
In termini di proporzioni atomiche, le particelle alfa sono considerate molto massicce a causa dell'esistenza dei due protoni e due neutroni. Inoltre, sono anche caricati positivamente a causa dei protoni. In quanto tali, possono facilmente provocare il caos nella maggior parte dei bersagli. Cioè, hanno elevate proprietà di ionizzazione.
Le particelle alfa vengono rilasciate durante i processi di decadimento alfa che possono verificarsi soprattutto nei nuclei ultra pesanti come uranio, torio, attinio e radio. Dal momento che non sono così veloci (principalmente a causa delle loro masse) come i beta e i gamme, non possono viaggiare su grandi distanze e possono essere facilmente fermati da un pezzo di carta o dalla pelle umana.
Tuttavia, sempre a causa delle loro enormi masse, le particelle alfa possono essere molto pericolose ogni volta che possono in qualche modo entrare nel corpo attraverso l'inalazione o l'ingestione. Meno di questa possibilità, non devi preoccuparti molto di questo peso massimo di una particella.
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C'è di più al riguardo alla NASA. Ecco un paio di fonti lì:
- MSL Science Corner: Alpha Particle X-ray Spectrometer (APXS)
- Mars Exploration Rover Mission: The Mission
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- Evitare la morte termica, le galassie orbitanti e i pericoli delle radiazioni spaziali
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