Номер 73.10, страница 249 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 73. Радиоактивный распад. Глава 10. Квантовые явления - номер 73.10, страница 249.

73.10[н] Можно ли создать пучок $\alpha$-частиц, не используя радиоактивный распад ядер?

Решение

Да, создать пучок α-частиц, не используя радиоактивный распад ядер, возможно.

По своей природе альфа-частица ($α$-частица) является ядром атома гелия-4 ($^4_2He$), которое состоит из двух протонов и двух нейтронов. Следовательно, для получения α-частиц достаточно взять атомы стабильного изотопа гелия и полностью их ионизировать, то есть лишить их обоих электронов.

Процесс можно осуществить следующим образом. Сначала необходимо получить сами α-частицы из нейтральных атомов гелия. Для этого можно взять газообразный гелий и подвергнуть его двойной ионизации. Это можно сделать, например, с помощью сильного электрического поля в газовом разряде или путем нагревания гелия до высоких температур для получения плазмы. В результате ионизации атом гелия теряет свои два электрона и превращается в дважды заряженный ион $He^{2+}$, который и является α-частицей.

Затем, чтобы сформировать из этих ионов пучок, их необходимо ускорить и направить в нужную сторону. Поскольку α-частицы имеют электрический заряд ($q = +2e$), на них действуют электрические и магнитные поля. С помощью специальных устройств — ускорителей заряженных частиц (например, линейных ускорителей или циклотронов) — можно разогнать α-частицы до нужных энергий и сфокусировать их в узкий направленный пучок.

Таким образом, источником α-частиц может служить не только радиоактивный препарат, но и ионизированный гелий, ускоренный в ускорителе.

Ответ: Да, можно. Для этого необходимо ионизировать атомы гелия (например, в газовом разряде) и затем ускорить полученные ядра (α-частицы) в электрическом и магнитном полях, сформировав из них пучок.