تسوس ألفا هو نوع من الإشعاع المؤين الذي يتم فيه إخراج جسيمات ألفا من نوى الذرات غير المستقرة. جسيمات ألفا هي جسيمات دون ذرية كبيرة وقوية ومدمرة جدًا للخلايا البشرية ؛ ومع ذلك ، فإنها تميل إلى فقد طاقتها بسرعة ، مما يحد من قدرتها على اختراق المواد. هناك العديد من الطرق التي يستخدم فيها العلم بنجاح إشعاع ألفا بطريقة مفيدة.
معالجة السرطان
يستخدم إشعاع ألفا لعلاج أنواع مختلفة من السرطان. تتضمن هذه العملية ، التي تسمى العلاج الإشعاعي غير المختوم المصدر ، إدخال كميات صغيرة من الراديوم 226 في الكتل السرطانية. تدمر جسيمات ألفا الخلايا السرطانية ولكنها تفتقر إلى القدرة على الاختراق لتدمير الخلايا السليمة المحيطة. تم استبدال الراديوم -226 في الغالب بمصادر إشعاع أكثر أمانًا وفعالية ، مثل الكوبالت -60. لا يزال Xofigo ، الاسم التجاري لـ Radium-223 ، يستخدم لعلاج سرطان العظام.
مزيل ثابت
يستخدم إشعاع ألفا من البولونيوم 210 للقضاء على الكهرباء الساكنة في التطبيقات الصناعية. تجذب الشحنة الموجبة لجزيئات ألفا الإلكترونات الحرة ، وبالتالي تقلل من إمكانية توليد الكهرباء الساكنة المحلية. هذه العملية شائعة في مصانع الورق ، على سبيل المثال.
كاشف الدخان
يستخدم إشعاع ألفا في بعض أجهزة الكشف عن الدخان. جسيمات ألفا من الأمريسيوم -241 تقصف جزيئات الهواء ، مما يؤدي إلى تحرير الإلكترونات. ثم تُستخدم هذه الإلكترونات لتوليد تيار كهربائي. تعمل جزيئات الدخان على تعطيل هذا التيار ، مما يؤدي إلى إطلاق إنذار.
قوة المركبة الفضائية
تُستخدم المولدات الكهروحرارية للنظائر المشعة لتشغيل مجموعة واسعة من الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية ، بما في ذلك بايونير 10 و 11 وفوييجر 1 و 2. تعمل هذه الأجهزة مثل البطارية ، مع الاستفادة من عمر طويل. يعمل البلوتونيوم 238 كمصدر للوقود ، وينتج إشعاع ألفا ينتج عنه حرارة تتحول إلى كهرباء.
بطارية منظم ضربات القلب
يستخدم إشعاع ألفا كمصدر للطاقة لتشغيل أجهزة تنظيم ضربات القلب. يستخدم البلوتونيوم 238 كمصدر للوقود لهذه البطاريات ؛ مع عمر نصف يبلغ 88 عامًا ، يوفر مصدر الطاقة هذا عمرًا طويلاً لأجهزة تنظيم ضربات القلب. ومع ذلك ، نظرًا لسميتها ، والصعوبات مع المرضى في السفر ، ومشاكل التخلص منها ، لم تعد مستخدمة.
محطات الاستشعار عن بعد
تستخدم القوات الجوية للولايات المتحدة إشعاع ألفا لتشغيل محطات الاستشعار عن بعد في ألاسكا. عادة ما يستخدم السترونشيوم 90 كمصدر للوقود. تتيح هذه الأنظمة التي تعمل بنظام ألفا العمليات غير المأهولة لفترات طويلة من الوقت دون الحاجة إلى الصيانة. تدفع المعارضة المحلية لاستخدام الإشعاع القوات الجوية إلى استبدال العديد من هذه الأجهزة بمصادر طاقة بديلة ، مثل مولدات الديزل الهجينة بالطاقة الشمسية.
أجهزة التدفئة
يستخدم إشعاع ألفا لتوفير التدفئة للمركبات الفضائية. على عكس المولدات الكهروحرارية للنظائر المشعة التي تحول الحرارة إلى كهرباء ، فإن المولدات الحرارية للنظائر المشعة تستفيد بشكل مباشر من الحرارة الناتجة عن تسوس ألفا.
عوامات خفر السواحل
يستخدم خفر السواحل الأمريكي إشعاع ألفا لتشغيل بعض عواماتهم المحيطية. كما هو الحال في العديد من التطبيقات الأخرى ، يوفر إشعاع ألفا مصدر طاقة بعمر طويل. السترونتيوم 90 هو مصدر الطاقة النموذجي لهذه العوامات.
معدات آبار النفط
تستخدم صناعة النفط إشعاع ألفا لتشغيل بعض معداتها البحرية. يوفر هذا مصدر طاقة طويل الأمد للأجهزة الموجودة عن بُعد والتي لها وصول محدود إلى أطقم العمل. السترونتيوم 90 هو مصدر الوقود النموذجي لمثل هذه البطاريات.
الأجهزة الزلزالية وعلوم المحيطات
يستخدم إشعاع ألفا أيضًا لتشغيل مجموعة واسعة من الأجهزة الزلزالية وغيرها من الأجهزة الأوقيانوغرافية. غالبًا ما توجد هذه الأجهزة غير المأهولة في مواقع معزولة ، مثل قاع المحيط ، مما يحد من التطبيق العملي للبطاريات قصيرة المدى. السترونتيوم 90 هو المادة الأكثر شيوعًا المستخدمة في بطاريات ألفا الاضمحلال.