10 zastosowań promieniowania alfa

Rozpad alfa to rodzaj promieniowania jonizującego, w którym cząstki alfa są wyrzucane z jąder niestabilnych atomów. Cząstki alfa to duże, potężne cząstki subatomowe, które są bardzo destrukcyjne dla ludzkich komórek; jednak mają tendencję do szybkiej utraty energii, co ogranicza ich zdolność do penetracji materiałów. Istnieje wiele sposobów, dzięki którym nauka z powodzeniem wykorzystuje promieniowanie alfa w korzystny sposób.

Promieniowanie alfa jest stosowane w leczeniu różnych form raka. Proces ten, zwany radioterapią z nieuszczelnionym źródłem, polega na wprowadzaniu niewielkich ilości radu-226 do guzów nowotworowych. Cząsteczki alfa niszczą komórki rakowe, ale nie mają zdolności przenikania do uszkadzania otaczających zdrowych komórek. Rad-226 został w większości zastąpiony przez bezpieczniejsze, bardziej efektywne źródła promieniowania, takie jak kobalt-60. Xofigo, nazwa handlowa Radium-223, jest nadal stosowana w leczeniu raka kości.

Promieniowanie alfa z polonu-210 służy do eliminacji elektryczności statycznej w zastosowaniach przemysłowych. Dodatni ładunek cząstek alfa przyciąga swobodne elektrony, zmniejszając w ten sposób potencjał lokalnej elektryczności statycznej. Ten proces jest powszechny na przykład w papierniach.

Promieniowanie alfa jest wykorzystywane w niektórych czujnikach dymu. Cząsteczki alfa z ameryku-241 bombardują cząsteczki powietrza, wybijając elektrony. Elektrony te są następnie wykorzystywane do wytworzenia prądu elektrycznego. Cząsteczki dymu zakłócają ten prąd, wywołując alarm.

Radioizotopowe generatory termoelektryczne są wykorzystywane do zasilania szerokiej gamy satelitów i statków kosmicznych, w tym Pioneer 10 i 11 oraz Voyager 1 i 2. Urządzenia te działają jak bateria, z korzyścią dla długiej żywotności. Źródłem paliwa jest pluton-238, wytwarzający promieniowanie alfa, w wyniku którego powstaje ciepło, które jest przekształcane w energię elektryczną.

Promieniowanie alfa jest wykorzystywane jako źródło energii do zasilania rozruszników serca. Jako źródło paliwa do takich akumulatorów stosuje się pluton-238; z okresem półtrwania wynoszącym 88 lat, to źródło energii zapewnia długą żywotność rozruszników serca. Jednak ze względu na ich toksyczność, trudności z podróżowaniem pacjentów oraz problemy z utylizacją nie są już używane.

Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych wykorzystują promieniowanie alfa do zasilania stacji teledetekcyjnych na Alasce. Jako źródło paliwa zazwyczaj stosuje się stront-90. Te systemy z zasilaniem alfa umożliwiają bezobsługową pracę przez długi czas bez konieczności serwisowania. Lokalny sprzeciw wobec stosowania promieniowania skłania siły powietrzne do zastąpienia wielu z tych urządzeń alternatywnymi źródłami zasilania, takimi jak hybrydowe generatory spalinowo-solarne.

Promieniowanie alfa służy do ogrzewania statku kosmicznego. W przeciwieństwie do radioizotopowych generatorów termoelektrycznych, które przekształcają ciepło w energię elektryczną, radioizotopowe generatory termiczne bezpośrednio wykorzystują ciepło wytwarzane przez rozpad alfa.

US Coast Guard wykorzystuje promieniowanie alfa do zasilania niektórych swoich boi oceanicznych. Podobnie jak w wielu innych zastosowaniach, promieniowanie alfa zapewnia źródło zasilania o długiej żywotności. Stront-90 jest typowym źródłem zasilania tych boi.

Przemysł naftowy wykorzystuje promieniowanie alfa do zasilania niektórych swoich urządzeń na morzu. Zapewnia to długotrwałe źródło zasilania dla oddalonych urządzeń, które mają ograniczony dostęp do załóg. Stront-90 jest typowym źródłem paliwa dla takich akumulatorów.

Promieniowanie alfa jest również wykorzystywane do zasilania szerokiej gamy urządzeń sejsmicznych i innych urządzeń oceanograficznych. Te bezzałogowe urządzenia często znajdują się w odizolowanych miejscach, takich jak dno oceanu, co ogranicza praktyczność krótkoterminowych baterii. Stront-90 jest najczęściej używanym materiałem w tych akumulatorach o rozpadzie alfa.