알파선

방사선의 종류
알파선베타선중성자선X선감마선
방사선 유형알파 입자방사선 가중치20
전리 형태직접 전리입자 분류중 하전 입자


방사선의 일종이며 입자선이다.

중성자 2개와 양성자 2개로 구성되어 있으며, 이를 α입자라 하므로 α선이다. 이 조성은 헬륨의 원자핵과 같다. 즉 헬륨의 원자핵이 고속으로 튀어나오는 것을 알파선이라 한다. 알파 입자는양성자(p)두개와 중성자(n)두개로 이루어져 있기 때문의 양의 전하를 가지며, 전하량은 +2e이다.[1]
비교적 무거운 중성자와 양성자로 구성되어있기 때문에 중 하전 입자(Heavy charged particle)로 분류되고 일반적으로 라듐이나 우라늄과 같이 무거운 원자핵(Heavy Nuclides)에서 주로 알파 붕괴를 일으켜 발생된다.

알파선을 발생시키는 알파붕괴의 경우 모핵종에서 헬륨 원자핵이 방출되는 과정이기 때문에 알파붕괴후 모핵종에서 질량수는 4, 원자번호는 2가 감소하게 된다. 예로는 우라늄-235(원자번호92)가 알파붕괴를 일으키면 질량수는 4 감소하여 231이 되고, 원자번호는 2가 감소하여 토륨이 되기 때문에 최종적으로 토륨-231(원자번호 90) + 알파선(헬륨)이 되는 것이다.[2]

이러한 알파붕괴를 거친 알파입자는 특정한 값의 에너지를 가지게 되며[3] 방출하는 핵종의 반감기가 길면 방출되는 알파선의 에너지가 작은 특징이 있다. (이를 Geiger-Nuttall 법칙이라 한다.)

실험실에서는 Van de Graff[4][5] 가속기를 통해 만들 수 있다. Van de Graff 가속기는 물리학과라면 반드시 보게 될 실험 장비.

방사선은 질량이 클 수록 관통력이 떨어지게 되는데,[6] 알파선의 경우 방사선 중에서도 상당히 무거운 놈이기 때문에 종이 한 장 뚫지 못하며, 공기중에서도 몇 cm 가지 못한다. 그렇기 때문에 인체나 자연계에 미치는 영향은 상당히 미미한 수준. 알파붕괴를 일으키는 물질 주변을 향 등의 연기로 감싸면 알파선이 튀는 게 눈에 보인다. 다만 알파선원 자체는 조심해야 하는데, 알파선원의 경우 내부전환을 통해 X선을 방출할 수 있기 때문이다.[7]

하지만 알파선을 방출하는 방사능 물질이 체내에 들어간다면 이야기가 달라진다. 위의 방사선 가중치가 20(즉 피폭되었을 경우 피폭수치에 20을 곱한다!)인것을 보면 알 수 있듯이, 종이 한 장보다도 가까운 거리에 인간의 세포가 위치하게 되면 무거운 알파선을 직격으로 맞게 되고, 이러면 세포가 개발살나게 된다. 이것을 이용한 암살용 병기가 방사능 홍차. 이걸 국가차원에서 홍보하는게 먹어서 응원하자! 캠페인. 밀덕이라면 이러한 개념으로 이해할수 있는데, 만약 전차에 철갑탄이 적중해도 운이 좋으면 승무원 피해가 발생하지 않고 그냥 구멍만 내는 선에서 끝날 수 있지만 (감마선, 베타선), 고폭탄을 맞아 관통된후 내부유폭이 되고 승무원들이 죄다 사망하는 상태(알파선) 이라고 생각하면 된다. 무슨 소리지 확실하게 이해갔다

알파선을 방출하는 방사성물질은 원자력 전지의 연료로도 사용된다. 알파선 자체가 에너지를 많이 가지고 있기 때문이기 때문이다. 또한 화재 경보기에 사용되는 아메리슘도 알파선을 방출하여 공기를 이온화 시킨다.
  1. 전기장을 걸면 음극으로 휜다.
  2. 폴로늄-210(원자번호84)의 경우 알파선을 방출한 뒤 -206(원자번호82), 우라늄-234(원자번호92)의 경우 알파선 방출 후 토륨-230(원자번호90). 참 쉽죠?
  3. 선 스펙트럼
  4. 철자를 볼 때 네덜란드어임이 명백하지만 어째서인지 그냥 영어식으로 밴더그래프라고 읽어버린다. 왜냐면 이걸 만든 로버트 J. 밴더그래프(Robert J. Van de Graaff)가 네덜란드인이 아니라 네덜란드인의 후손인 미국인이기 때문이다. 그러니까 당연히 영어식을 써야지.
  5. 오타가 아니라 가속기는 a가 1개고 만든이는 a가 2개다.어째서?
  6. 다만 관통력이 떨어진다는게 물질을 통과하면서 흡수된다는 뜻인지라 일단 맞으면 흡수율도 높고 질량도 커서 피해가 큰편
  7. 사실 방사선원 이란 놈들이 다 이런식이다. 알파선원이 붕괴해서 베타선원이 되었다가, 이 베타선원이 차폐물에 맞고 X선을 방출하고, 양전자를 뱉어내서 쌍소멸로 감마선을 쏴대고... 거기다 알파선원이라고 다른 선을 내지 않는다는 이야기도 아니다. 알파선 몇퍼센트 베타선 몇퍼센트 하는 식으로 쏴내기도 한다. 그러니 착한 위키러 여러분은 방사선원 근처엔 얼씬도 하지 말고, 혹시 직업적 이유나 비상사태로 인해 접촉하게 되면 매우 신중하고 조심스럽게 접근하자.