Alfahiukkanen

Alfahiukkanen (He²⁺) on heliumatomin ydin, joka koostuu kahdesta protonista ja kahdesta neutronista. Sen massa on noin 6,646·10^-27kg ja sen sähköinen varaus +2e. Alfasäteily on beetasäteilyn ohella yksi tärkeimmistä hiukkassäteilyn lajeista.

Alfahiukkanen
Rakenne	2 protonia ja 2 neutronia
Perhe	Bosoni
Massa	6,644 656 20(33)×10-27 kg[1] 3,727 379 109(93) GeV/c2 4,001 506 179 127(62) u
Sähkövaraus	+2 e
Spin	0
Infobox OK

Alfahiukkasia havaittiin ensimmäisen kerran 1899, kun Ernest Rutherford tutki uraanin lähettämää säteilyä^[2]. Tuolloin Rutherford lajitteli havaitsemansa säteilyn kolmeen eri luokkaan sen mukaan, kuinka läpäisevää säteily oli. Alfasäteily oli näistä heikointa. Vasta 1909 Rutherford todisti, että alfasäteily tosiaan koostuu heliumytimistä.^[3] Myöhemmin Rutherford käytti alfahiukkasia todistaakseen J. J. Thomsonin "rusinakakkumallin" vääräksi, ja että atomissa oli oltava varattu ydin.^[4]

Alfahiukkasia syntyy pääasiassa alfahajoamisen yhteydessä. Alfahajoamisessa atomiydin lähettää alfahiukkasen, jolloin jäljellä jäävän ytimen massa- ja protoniluku pienenevät. Alfahajoamista voidaan esittää yhtälöllä

${\displaystyle {}_{Z}^{A}{\hbox{X}}\;\to \;{}_{Z-2}^{A-4}{\hbox{Y}}\;+\;{}_{2}^{4}{\hbox{He}},}$

missä X on emoydin, Y tytärydin ja A ja Z emoytimen massa- ja protoniluvut. Alfahiukkasia voi myös syntyä spontaanissa fissiossa.^[5]

Alfahajoamisesta syntyneen hiukkasen energia on usein välillä 4–6 MeV^[6]. Korkeasta energiastaan huolimatta raskaana hiukkasena alfahiukkanen luovuttaa nopeasti energiaansa kulkeutuessaan väliaineessa. Alfahiukkasen voi helposti pysäyttää paperilla, eikä se mene myöskään ihosta läpi. Alfasäteily on kuitenkin erittäin vaarallista, jos se joutuu elimistöön esimerkiksi hengityksen kautta^[7].