Lesparticules alpha (ourayons alpha) sont une forme de rayonnement émis, principalement, par des noyaux instables de grande masse atomique. Elles sont constituées de deuxprotons et deuxneutrons combinés en une particule identique au noyau d'hélium 4; elles peuvent donc s'écrire4He2+. La masse d'une particule alpha est de 6,644 657 × 10−27kg, ce qui équivaut à uneénergie de masse de3,727 38GeV.
Au contraire de ladésintégration bêta, la désintégration alpha est soumise à laforce nucléaire forte et est caractéristique des noyauxlourds (demasse atomique supérieure à 200). Dans le cadre de la mécanique classique, les particules alpha ne possèdent pas assez d'énergie pour échapper à l'attraction du noyau, mais l'effet tunnel leur permet de le faire. Lorsqu'une particule alpha est émise, la masse atomique d'un élément diminue d'environ 4,001 5 unités de masse atomique, du fait de la perte de quatrenucléons. Ayant perdu deuxprotons, l'atome considéré voit son nombre atomique diminuer de deux, se transformant en un nouvel élément. Un exemple est la transformation duradium en gazradon par désintégration alpha.
Des particules alpha sont produites dans le processus defission nucléaire relativement rare defission ternaire. Dans ce processus, troisparticules chargées sont produites au lieu de deux. La plus petite de ces particules produites est le plus souvent (environ 90 % des cas) une particule alpha[4].
Les particules alpha sont des composants durayonnement cosmique. Ainsi, environ 13 % des rayons cosmiques galactiques d'énergie supérieure à ungigaélectronvolt sont constitués de particules alpha[5].
Les différents genres de radiation ionisante et leur capacité à pénétrer la matière. Les particules alpha sont arrêtées par une simple feuille de papier tandis que les particules bêta sont stoppées par une feuille d'aluminium de quelques mm d'épaisseur. Le rayonnement gamma quant à lui, très pénétrant est amorti quand il pénètre de la matière dense. Les rayons gamma peuvent être arrêtés avec quatre mètres de béton.
Du fait de leur masse et de leur charge importantes, les particules alpha sont facilement absorbées par la matière et ne peuvent parcourir que quelques centimètres dans l'air. Elles peuvent être arrêtées par une feuille de papier ou par la partie externe de la peau et ne sont donc, en général, pas dangereuses pour la santé – sauf si la source est inhalée ou ingérée. Si une source de rayonnement alpha pénètre dans le corps humain, elle est la forme deradiation la plus dangereuse, car c'est la plusionisante, et des doses suffisamment fortes peuvent provoquer tous les symptômes d'empoisonnement radioactif. On estime que les dommages causés auxchromosomes par les particules alpha sont environ 100 fois plus importants que ceux provoqués par une autre radiation en quantité équivalente. Lepolonium 210, émetteur de particules alpha, est suspecté de jouer un rôle dans lescancers du poumon et de lavessie liés autabac.
La plupart desdétecteurs de fumée en environnement professionnel sont de technologie ionique et contiennent une faible quantité d'américium 241, émetteur de particules alpha. Cetisotope est extrêmement dangereux s'il est inhalé ou ingéré, mais le danger est minime si la source reste scellée. Les progrès de la technologie optique (basée sur uneLED) tendent à les rendre obsolètes. Leur retrait complet, en France, est prévu en 2021 au plus tard[6].
Le fait que les particules alpha apparaissent naturellement et qu'elles possèdent une énergie suffisamment haute pour participer à uneréaction nucléaire a permis, à travers leur étude, certaines avancées dans le domaine de laphysique nucléaire. Le physicienErnest Rutherford utilisa les particules alpha pour prouver que le modèle atomique de type « gâteau aux électrons » (« plum pudding ») était erroné (VoirExpérience de Rutherford).
Dans le domaine de l'informatique, certaines erreurs deDRAM étaient liées à l'émission de particules alpha dans les puces DRAM d'Intel datant de 1978. Cette découverte entraîna un contrôle strict des éléments radioactifs présents dans les matériaux semi-conducteurs et le problème fut considéré comme résolu.
