Rayos alfa
Las partículas alfa (α) son núcleos completamente ionizados, es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente, de helio-4 (4He). Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es positiva (+2qe), mientras que su masa es de 4 uma.
Se generan habitualmente en reacciones nucleares o desintegración radiactiva de otros nucleidos que se transmutan en elementos más ligeros mediante la emisión de dichas partículas. Su capacidad de penetración es pequeña; en la atmósfera pierden rápidamente su energía cinética, porque interaccionan fuertemente con otras moléculas debido a su gran masa y carga eléctrica, generando una cantidad considerable de iones por centímetro de longitud recorrida. En general, no pueden atravesar espesores de varias hojas de papel.
Tiene una carga de culombios y una masa de kg.
El estudio teórico de la desintegración alfa llevó al desarrollo de un modelo cuántico, denominado modelo de Gamow. Este modelo se basa en un efecto meramente cuántico conocido como efecto túnel. Más adelante, se vio que podía predecir los períodos de semidesintegración de los núcleos que sufrían desintegraciones alfa, por lo que fue la primera confirmación del efecto túnel predicho por la mecánica cuántica.
Además, el estudio de la radiación alfa es interesante debido a las diversas aplicaciones que presenta esta radiación. Entre ellas están los detectores de humo, los dispositivos antiestáticos o los generadores termoeléctricos, donde la desintegración alfa puede usarse como fuente de energía. Otra aplicación importante es el uso de radionúclidos emisores de partículas α para bombardear tumores. Como tienen un alcance muy pequeño, si se lanzan contra la zona adecuada pueden detener su crecimiento, afectando mínimamente a las zonas circundantes.
En los años 1899 y 1900, los físicos Ernest Rutherford (trabajando en la Universidad McGill en Montreal, Canadá) y Paul Villard (trabajando en París) separaron la radiación ionizante de origen nuclear en tres tipos, basándose en la penetración de objetos y en la deflexión por un campo magnético. Estas fueron nombradas por Rutherford como: radiación alfa, beta y gamma. Los rayos alfa, formados por partículas alfa, fueron definidos por Rutherford como los que tienen la menor penetración de objetos ordinarios; mientras que los rayos gamma, de la misma naturaleza que los rayos X, como los de mayor penetración.