α粒子

α lì zǐ即：阿尔法粒子。某些放射性物质衰变时放射出来的氦原子核，由两个中子和两个质子构成，质量为氢原子的四倍，速度每秒可达两万公里，带正电荷。穿透力不大，能伤害动物的皮肤。也叫“甲种粒子”。

α粒子，亦称阿尔法粒子，是某些放射性物质在衰变过程中释放出的一种带电粒子。它由两个质子和两个中子紧密结合而成，实质上等同于氦-4的原子核（He²⁺）。因其带有两个单位的正电荷，质量约为质子的四倍，在三种常见核辐射（α、β、γ）中，它质量最大、电荷最高，但穿透能力最弱。

在物理学上，α粒子的发现与研究对原子核物理的诞生起到了奠基性作用。19世纪末至20世纪初，欧内斯特·卢瑟福等人利用α粒子进行了著名的金箔散射实验。实验中，大多数α粒子直接穿过了极薄的金箔，但少数发生了大角度偏转，甚至被反射回来。这一现象揭示了原子内部存在一个质量集中、带正电的核，从而推翻了当时主流的“葡萄干布丁模型”，确立了原子的核式结构。这一关键实验不仅是α粒子应用史上的里程碑，也标志着人类对物质结构的认识进入了新纪元。

在化学与核科学领域，α粒子具有明确的身份标识。其符号常用希腊字母α表示，写作α或α²⁺，以强调其携带的正电荷。由于质量较大、速度相对较慢（通常为光速的5%至10%），α粒子在物质中的射程很短，在空气中仅能行进几厘米，一张普通纸张或人类皮肤表皮就足以将其完全阻挡。然而，正是这种特性带来了双重影响：一方面，它对外部人体的危害较小，通常无法穿透皮肤角质层；另一方面，若α放射性物质通过吸入或食入进入体内，其释放的α粒子会在局部组织中造成高强度的电离损伤，破坏细胞结构，因此内在照射的危害性极大。

α粒子的产生主要源于重元素（如铀、钍、镭）的α衰变过程。在这些不稳定的原子核内，质子与中子聚集成团，以α粒子的形式被发射出来，从而使母核的原子序数减少2，质量数减少4，转变为另一种元素。例如，镭-226衰变会释放α粒子并转变为氡-222。这一过程遵循量子隧穿效应，是自然界中一种基本的核转变方式。

在实际应用方面，α粒子发挥着特定而重要的作用。在烟雾探测器中，常使用微量的人工放射性元素镅-241，其释放的α粒子使探测腔内的空气电离，形成稳定电流；一旦烟雾进入干扰电离过程，电流变化便会触发警报。在医学领域，α射线源可用于某些近距离放射治疗，精准摧毁癌细胞。在科研中，α粒子被用作轰击靶材的“炮弹”，以人工合成超铀元素或研究核反应。此外，通过测量岩石中铀、钍衰变产生的α粒子或氦积累量，还可进行地质年代测定。

综上所述，α粒子作为一种基本的核辐射形式，其物理本质是氦核。它的发现深刻改变了人类对原子结构的认知，其独特的性质（电离能力强、穿透力弱）使其在科学研究、工业检测与医疗技术中找到了不可替代的应用场景。从揭示物质核心奥秘的卢瑟福实验，到日常生活中的安全防护设备，α粒子的故事贯穿了现代核物理学的发展史，持续彰显着微观粒子在认识与改造世界中的巨大能量。