Α粒子

α 粒子（英語：Alpha particle）， 嘛予人號做α 射線抑是α 輻射，是由兩个質子佮兩个中子組成的粒子，其實有害去-四个原子核相仝。伊以第一个希臘字母 α 號名，會當寫作 α 抑是 α 二 +，通常佇咧 α 衰變中產生。因為乎 α 粒子和害去原子核仝款，有時仔嘛會寫做 He 二 + 抑是四二 He 二 + 以代表 + 二價（失去兩个電子）害去離子。當 α 粒子對環境內底得著電子，伊就會變成一般（電中性）害去原子四二 He。

α 粒仔的自旋做零。因為標準 α 放射性衰變的機制，α 粒子一般會有大約五 MeV 的動能佮百分之四光速的速度。（見下跤「# 能量佮吸收」）。 伊是具高游離性的粒仔輻射，通常（當其實放射性 α 衰變產生的時陣）有較細的深度（會當予人數公分的大氣層抑是皮膚阻擋）。

毋過，由三元分裂產生的所謂長射程 α 粒仔能量佮穿透深度攏是原本的三倍。比起核分裂過程所產生的害去原子核，組成十 ~ 百分之十二宇宙射線害去原子核通常嘛有較大的能量，會當穿透人體佮數公尺的固體屏障，少的部份由粒子加速器製造的高能害去原子核嘛有仝款的能量。

名稱

有的科學作家會共「雙游離害去原子核（He 二 + ）」和「α 粒子」當做相仝的術語，這个號名法並非定義良好。和 β、γ 粒子 / 射線仝款，粒子的名攏隱含著伊的製造過程佮所含能量，但是這攏無去予人嚴格去應用。所以，當所指的是恆星的核融合反應（比如講三害過程）， 甚至是宇宙射線的一部份的時陣，" α 粒子 " 會當適當地做術語閣咧用，比 α 衰變所產生的閣愛高能的 α 是一種無四常發生的核分裂-三元分裂的捷看產物。毋過，由粒子加速器（迴旋加速器、仝步加速器等）所製造的害去原子核較袂當予人號做「α 粒子」。

α 粒子的來源

α 衰變

α 粒子廣做人知的來源為重原子（> 一百空六 u）的 α 衰變。原子佇咧 α 衰變中放出 α 粒子，原子的質量數會因為失去 α 粒子的四个核子而減少四，原子序會因為失去兩个質子減少二，該原子會變做新的元素。比如講：鈾衰變做摃龜、摃龜變做鼻隨為這類由 α 衰變進行的核轉換。

α 粒子誠簡單對所有放射性的原子放出來，是鈾、ua-sá-bih、ua-sá-bih、糊以及超鈾元素。佮其他的衰變無仝款的是，α 衰變必須愛有一个上細的原子核以完成這一過程。到今為止發現會當協助這个過程上細原子核為嗯嗯嗯-八閣有鼻元素內底上輕的核種，其質量數介於一百空四到一百空九之間。α 衰變有當時仔會共原子核留佇激發態，啊若原子核會放出 γ 射線以釋出加額的能量。

α 衰變的反應機制

和 β 衰變相比，α 衰變中包含的基本交互作用是電磁力佮核力的平衡。帶正電的原子核與 α 粒子之間的庫侖靜電力促使 α 衰變發生，核力則會壓制伊發生。佇古典物理學當中，α 粒子並無夠額的能量脫離原子核內部強力形成的位能井。

毋過，量仔穿磅空應該使 α 粒子會當佇能量不足的狀況克服核力。物質波的性質允准 α 粒仔佇距離原子核較遠的區域停留，這當時電磁力會當抵銷核力。所以 α 粒仔會當逃脫。

三元分裂

核分裂過程中若是發生相對稀罕（百分之一）的三元分裂，會產生特別高能的 α 粒子。佇這个過程當中，比起一般過程的兩个，伊會生做三粒子，其中上細粒子有百分之九十的機率為 α 粒子，因為這類似 α 粒子的能量有十六葩 MeV，𪜶予人叫做長射程 α 粒子，能量比起 α 衰變產生的 α 粒子閣懸出真濟。中子誘發核分裂（發生佇核反應爐的核反應）抑是會當裂變物質佮會當裂變雺霧系元素的核種（也就是講會當進行核分裂的重原子）進行自發核分裂（一種放射性衰變）時攏可能發生三箍分裂。無論是唌抑是自發分裂，比較重的原子核使長射程 α 粒子會當有比起來 α 衰變產生的 α 粒子有閣較懸的能量。

加速器

高能害去原子核（害去離子）會使對迴旋加速器、仝步加速器等粒仔加速器製造。其實傳統上咱一般袂講其實 α 粒子。

日頭的核反應

害去原子核可能參與星體的核反應，歷史上咱拄仔會共看做是按怎 α 反應（參見三害去的過程）。

宇宙射線

組成彼號宇宙射線十～十二％的超高能害去原子核有時會當做 α 粒子，宇宙射線生成的機制目前猶爭論無停。

能量佮吸收

α 衰變放出來的 α 粒子的能量有少部份和放射過程的半衰期有關係，崁格-納托法是表明半衰期時間佇咧位數的差異對能量的影響比百分之五十。

放出來 α 粒子所擁有的能量無仝款，雖然較大的原子核會放出較懸能量的 α 粒子，但是大部份 α 粒子的能量會介於三 ~ 七 MeV（兆電子伏特）， 其中下限對應到放射半衰期極短佮極長的核種放出來的 α 粒子。能量佮波長的關係使其實會當用 α 光譜測定法識別特定核種。

有五 MeV 動能的典型 α 粒子其速度為十五 , 零 km / s，相當於光速的百分之五。對單一粒子來講這个能量不止仔懸，但是高質量代表伊比其他輻射（比如講 β 粒子、中子輻射）來講速度較細因為伊的帶電佮質量，α 粒子會當簡單予人材料吸收，伊嘛會當佇空氣內底移動數公分，伊會當予衛生紙抑是人類的皮膚吸收，通常會當穿透這皮膚四十微米，等於這个數細胞的深度。

對生物的影響

因為 α 規粒子的吸收範圍短而且無法度穿透皮膚的表層，除非直接攝入抑是吸入去會放射 α 粒子的物質，抑無 α 粒子一般來講袂對性命造成危害。因為其懸質量佮強吸收，若放出來 α 粒子的放射性仝位素進入去人體（吞入、攝入抑是注射，一九五空年前二氧化抹懸浮水捌被當做 X 光的顯影劑使用）， 伊是泅離輻射中游離性上強、上蓋破壞性的，藥劑傷過大可能引起任何種類的輻射中毒。估計同劑量 α 粒子對染色體的影響比 β、γ 輻射懸出十到一千倍，平均做二十倍。一項和體內暴露咧鈽佮鈾的 α 輻射的歐洲核工人有關的研究發現當相對生物效應做二十時，致癌率（用肺癌做例）佮外部暴露佇 γ 輻射仝款，也就是講，攝入一單位的 α 粒子，其危險性佮暴露佇二十單位的 γ 輻射仝款。強 α 放射物孵-兩百十一（一 mg 的兩百十一 Po 每秒放出的 α 粒子佮四配二一五 g 的兩百二十六 Ra 相仝）被懷疑佮肺癌佮膀胱癌有關（薰草的成份之一）。 ua-sá-bih-兩百十捌予人用來刣死俄羅斯反政府人士，二空空六年被用佇毒害前俄羅斯聯邦調查局中校亞歷山大 ・ 瓦爾傑洛維奇 ・ 利特維年科。

α 粒子放射性仝位素被吞入的時陣，伊的危險度會比預計的半衰期佮衰變速率較落來，因為其懸相對生物效應會對生物造成傷害。比起仝款活性的 β 抑是 γ 放射性同位素，α 粒子的危險性佇平均頂懸出二十倍，若攝入 α 囥射物會提懸到一千倍。

α 粒子的歷史

佇一八九九年，物理學家拉賽福（佇加拿大蒙特婁的麥基爾大學工作）佮維拉爾（巴黎做工課）以穿透性和佇磁場內底的偏折共輻射分類成三種，拉賽福號名做 α、β 佮 γ。搝賽福將 α 定義為彼寡對一般物體穿透力上低的輻射。

搝賽福的工課嘛包含測量 α 粒子的質荷比，予伊有矣 α 粒子是 + 二價害去離子的猜想（了後發現是害去原子核）。 一九空七年，拉賽福佮托馬斯總算證明 α 粒子確實是害去離子。𪜶予 α 粒子粒子經過一个真空管的玻璃薄壁，了後管中掠著大量的害去離子，𪜶予管中產生電火星，了後由光譜就是知影害去離子，並證實 α 粒子就是害去離子。

因為乎 α 粒子會當自然產生，閣帶有會使參與核反應的懸能量，就按呢嘿 α 粒仔的研究會當紮來古早的核物理學智識。拉賽福用鼻化又閣放出來的 α 粒仔推斷湯木生的梅仔布丁模型佇根本上有瑕疵。咧搝賽福的學生蓋革佮馬士天進行的 α 粒仔金箔仔散射實驗內底，一熨 α 粒子被製造閣射向金箔仔（幾百个原子薄）。 以硫化鋅硫化鋅當做光屏，α 粒子挵著的時陣會產生光線，搝賽福是講若原子的梅仔布丁模型是正確的，是齊勻分布的正電錢予正電 α 粒子輕小轉踅。

實驗發現有的 α 粒子偏折的幅度比預期的閣較大（佇咧拉賽福的建議下做確認）， 有的甚至差不多倒彈轉來，搝賽福是認為梅仔布丁模型是正確的，是予反彈的粒仔就親像十五吋的砲彈射向衛生紙，但是砲彈煞予人彈開仝款。干焦做原子的正電荷集中佇咧中心的時陣，才會當將 α 粒仔彈開，也就是原子核。

佇這進前呢，無人知影 α 粒子家己就是原子核，嘛毋知影講質子佮中子。這改實驗了，湯木生的梅仔布丁模型予人放捒，了後出現波耳模型佮現代的波動力學模型。

佇咧一九一七年，搝賽福意外地用 α 粒子進行核轉換。一九空一年了後一个元素轉換做另外一个元素予人認為是自然的放射性衰變，毋過做拉賽福將 α 衰變產生的 α 粒子射入空氣的時陣，來產生新的輻射，尾仔去予確認是氫離子（搝賽福號名做質子）。 了後的實驗發現質子是由空氣中的氮氣產生，顛倒這反應予人推定是氮轉變做氧的核轉換。

十四 N + α → 十七 O + p

這是頭一个予人發現的核反應。

佇正爿的布拉格曲線，可以看見 α 粒仔佇尾段失去較濟能量。

反 α 粒子

二空一一年，STAR 的成員佇美國能源部的嘉克烏文國家實驗室內底，利用相對論性重離子對挵機發現了害去原子核的反物質，嘛予人號做反 α。該實驗將金離子以接近光速對挵以產生反粒子。

應用

• 有的煙霧探測器內底會有少量的 α 放射物孵-兩百四十一。α 粒子會游離空氣讓電流通過。火焰引起的煙霧粒仔會使電流降低，予警報響起。此同位素無論是吸入去抑是攝入去攏真危險，毋過只要保持密封就會當上細化傷害。真濟美國直轄市已經計畫收集並且回收舊的煙霧探測器以避免𪜶進入一般的糞埽處理管道。
• α 衰變可安全地提供太空探測器佮心律調節器當中使用的放射性仝位素熱電機所需要的能量。α 衰變比起其他的衰變閣較會去予人阻擋。鈽-兩百三十八，α 粒子的來源之一，只需要二鋪五毫米的鉛就會當阻隔具危險性的輻射放出來。
• 防靜電裝置通常會使用鼻-兩百十一，α 粒仔放射物，泅離空氣讓「靜電吸附力」緊消散。
• 科學家正咧試利用 α 放射性同位素的破壞性，用少量仝一个素破壞腫瘤。

α 粒仔用佇治療癌症

α 放射性同位素會當用三種方式來根治惡性腫瘤：針對特定組織進行無熔放射性治療（ua-sá-bih-兩百二十三）， 成做囥射源囥入腫瘤（ua-sá-bih-兩百二十四）， 成做腫瘤指向分子的連結物，親像抗體佮抗原（腫瘤）的關係。

ua-sá-bih-兩百二十三

• ua-sá-bih-兩百二十三是一種 α 放射物，因為伊是一種擬鈣劑，伊會自然吸佇咧骨頭頂。ua-sá-bih-兩百二十三（佇咧 RaCl 字型下）會當注入病人的靜脈，伊會進入遐的因為癌細胞轉移若快速增生的骨骸區域。
• 一旦進入骨骼，ua-sá-bih-兩百二十三會當放出來 α 輻射並摧毀一百微米內的實體腫瘤。對二空一三年開始，一个名做氯化學的藥品（商品名號做鼻治骨 ®）被用佇治療轉移到骨骼的前列腺癌。
• 注入血液循環的放射性核種會當到位有血管的所在。毋過，這嘛代表對內部並無血管化（內底差不多無血流通過）的大型腫瘤來講，無法度有效地以放射線來根除。

ua-sá-bih-兩百二十四

• ua-sá-bih-兩百二十四是放射性原子，伊予人當做新型癌症治療方式 DaRT（湠開 α 放射性治療）的 α 輻射來源，該治療用儀器的名稱做 Alpha DaRT™。
• Alpha DaRT 由數數的依照-兩百二十四浸泡的 sir-tián-lè-sù 圓型管線組成。逐粒吱吱-兩百二十四經過衰變會產生六个衰變產物，現此時仔會放出四个 α 粒子。α 粒子的射程上濟的是一百微米，不足以處理大部份的腫瘤，毋過飲馬-二百二十四的衰變產物會當佇組織內底湠到二 ~ 三毫米，藉此產生 " 死區 " 有夠額的輻射以清除腫瘤（做管線設置甲彼當陣）。
• ua-sá-bih-兩百二十四的半衰期夠短（三-c六工）， 會當有快速的臨床效果避免長期的暴露佇輻射下引起的傷害。同時，伊的半衰期有夠長，予伊會當即時對世界上的任何所在送到癌症治療中心。

α 標靶的治療

• 針對實體腫瘤的 α 標靶的治療包括連接 α 放射性同位素到腫瘤指向分子頂頭，敢若抗體咧，會當用靜脈注射的方式治療癌症病人。
• 傳統上，抗體放射性核種共擔物已經使用 β 放射性核種。比如講伊，長久以來碘-一百三十一予人用佇甲狀腺癌的治療。
• 近期，α 放射物孵-兩百二十五被用來研究以用佇轉移性攝護腺癌的治療。ua-sá-bih-兩百二十五被連結佇頭前列腺特定膜抗原（PSMA）， 因為伊有十工的半衰期，咧衰變做摃龜-兩百空九時陣會放出四个 α 粒子，所以其實佇臨床頂懸攏足實用的。

α 輻射和 DRAM 錯誤

一九七八年，Intel 的 DRAM（動態隨機存取記憶體）晶片的 " 軟性錯誤 " 予人發現佮 α 粒子有關。了後藉著嚴格控制半導體材料中放射性元素的包裝解決矣這項錯誤。

參見

• α 核種
• α 作用（嘛予人號做 α 掠著抑是 α 梯）
• β 粒子
• 宇宙射線
• 害去核，害去-三隻毋是害去-四的原子核
• α 放射性材料列表
• 核子物理
• 粒子物理學
• 放射性同位素
• 射線：
• β 射線
• γ 射線
• δ 射線
• ε 射線
• 拉塞福散射

延伸閱讀

• Tipler , Paul ; Llewellyn , Ralph . Modern Physics 四 th . W . H . Freeman . 兩千空二 . ISBN  九百七十八追空九七千一百六十七刣四千三百四十五刣三 .