10 χρήσεις της ακτινοβολίας άλφα

Η διάσπαση άλφα είναι ένας τύπος ιονίζουσας ακτινοβολίας στον οποίο τα σωματίδια άλφα εκτοξεύονται από τους πυρήνες ασταθών ατόμων. Τα σωματίδια άλφα είναι μεγάλα, ισχυρά υποατομικά σωματίδια που είναι πολύ καταστροφικά για τα ανθρώπινα κύτταρα. Ωστόσο, τείνουν να χάνουν την ενέργειά τους γρήγορα, περιορίζοντας την ικανότητά τους να διεισδύουν σε υλικά. Υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους η επιστήμη χρησιμοποιεί επιτυχώς την ακτινοβολία άλφα με ευεργετικό τρόπο.

Η ακτινοβολία άλφα χρησιμοποιείται για τη θεραπεία διαφόρων μορφών καρκίνου. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται ακάλυπτη πηγή ακτινοθεραπείας, περιλαμβάνει την εισαγωγή μικρών ποσοτήτων ραδίου-226 σε καρκινικές μάζες. Τα σωματίδια άλφα καταστρέφουν τα καρκινικά κύτταρα αλλά δεν έχουν τη διεισδυτική ικανότητα να βλάψουν τα γύρω υγιή κύτταρα. Το ράδιο-226 αντικαταστάθηκε ως επί το πλείστον από ασφαλέστερες, πιο αποτελεσματικές πηγές ακτινοβολίας, όπως το κοβάλτιο-60. Το Xofigo, το εμπορικό σήμα του Radium-223, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για τη θεραπεία του καρκίνου των οστών.

Η ακτινοβολία άλφα από το πολώνιο-210 χρησιμοποιείται για την εξάλειψη του στατικού ηλεκτρισμού σε βιομηχανικές εφαρμογές. Το θετικό φορτίο των σωματιδίων άλφα προσελκύει ελεύθερα ηλεκτρόνια, μειώνοντας έτσι το δυναμικό τοπικού στατικού ηλεκτρισμού. Αυτή η διαδικασία είναι συνηθισμένη στους χάρτινους μύλους, για παράδειγμα.

Η ακτινοβολία άλφα χρησιμοποιείται σε ορισμένους ανιχνευτές καπνού. Τα σωματίδια άλφα από τα μόρια αέρα του americium-241 βομβαρδίζουν τα ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος. Τα σωματίδια καπνού διαταράσσουν αυτό το ρεύμα, προκαλώντας συναγερμό.

Οι θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία μιας ευρείας σειράς δορυφόρων και διαστημικών σκαφών, συμπεριλαμβανομένων των Pioneer 10 και 11 και του Voyager 1 και 2. Αυτές οι συσκευές λειτουργούν σαν μπαταρία, με όφελος μεγάλης διάρκειας ζωής. Το πλουτώνιο-238 χρησιμεύει ως πηγή καυσίμου, παράγοντας άλφα ακτινοβολία με αποτέλεσμα τη θερμότητα, η οποία μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια.

Η ακτινοβολία άλφα χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας για την τροφοδοσία βηματοδοτών καρδιάς. Το πλουτώνιο-238 χρησιμοποιείται ως πηγή καυσίμου για τέτοιες μπαταρίες. με ημιζωή 88 ετών, αυτή η πηγή ισχύος παρέχει μεγάλη διάρκεια ζωής για τους βηματοδότες. Ωστόσο, λόγω της τοξικότητάς τους, των δυσκολιών με τους ασθενείς στο ταξίδι και των προβλημάτων απόρριψης, δεν χρησιμοποιούνται πλέον.

Η Πολεμική Αεροπορία των Ηνωμένων Πολιτειών χρησιμοποιεί άλφα ακτινοβολία για να τροφοδοτεί σταθμούς τηλεανίχνευσης στην Αλάσκα. Το Strontium-90 χρησιμοποιείται συνήθως ως πηγή καυσίμου. Αυτά τα συστήματα που λειτουργούν με άλφα επιτρέπουν μη επανδρωμένες λειτουργίες για μεγάλα χρονικά διαστήματα χωρίς την ανάγκη συντήρησης. Η τοπική αντίθεση στη χρήση της ακτινοβολίας ωθεί την αεροπορία να αντικαταστήσει πολλές από αυτές τις συσκευές με εναλλακτικές πηγές ενέργειας, όπως οι υβριδικές γεννήτριες ντίζελ-ηλιακής ενέργειας.

Η ακτινοβολία άλφα χρησιμοποιείται για την παροχή θέρμανσης για διαστημόπλοια. Σε αντίθεση με τις θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων που μετατρέπουν τη θερμότητα σε ηλεκτρισμό, οι θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων χρησιμοποιούν απευθείας τη θερμότητα που παράγεται από την αλφα αποσύνθεση.

Η Ακτοφυλακή των ΗΠΑ χρησιμοποιεί ακτινοβολία άλφα για να τροφοδοτήσει μερικούς από τους ωκεανούς τους σημαντήρες. Όπως σε πολλές από τις άλλες εφαρμογές, η ακτινοβολία άλφα παρέχει μια πηγή ισχύος με μεγάλη διάρκεια ζωής. Το Strontium-90 είναι η τυπική πηγή ισχύος για αυτούς τους σημαντήρες.

Η βιομηχανία πετρελαίου χρησιμοποιεί ακτινοβολία άλφα για να τροφοδοτήσει μέρος του υπεράκτιου εξοπλισμού τους. Αυτό παρέχει μια πηγή ισχύος μεγάλης διάρκειας για απομακρυσμένες τοποθεσίες που έχουν περιορισμένη πρόσβαση στα πληρώματα. Το Strontium-90 είναι η τυπική πηγή καυσίμου για τέτοιες μπαταρίες.

Η ακτινοβολία άλφα χρησιμοποιείται επίσης για την τροφοδοσία ενός μεγάλου εύρους σεισμικών και άλλων ωκεανογραφικών συσκευών. Αυτές οι μη επανδρωμένες συσκευές βρίσκονται συχνά σε απομονωμένες τοποθεσίες, όπως στον πυθμένα του ωκεανού, γεγονός που περιορίζει την πρακτικότητα των βραχυπρόθεσμων μπαταριών. Το Strontium-90 είναι το πιο κοινό υλικό που χρησιμοποιείται σε αυτές τις μπαταρίες άλφα αποσύνθεσης.