Открытие радиоактивности кратко кюри

Обновлено: 02.07.2024

Открытие радиоактивности положило начало новой эре в истории человечества - эре использования атомной энергии. Впервые в руках ученых, а затем политиков и военных, появился практически неисчерпаемый источник энергии.

Радиоактивность представляет собой свойство атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием некоторых частиц. Среди существующих в природе ядер есть естественно радиоактивные, однако большинство радиоактивных нуклидов получены искусственно в результате ядерных реакций. На первых этапах изучения этого явления было обнаружено, что при распаде атомного ядра испускается три типа проникающего излучения — α, β и γ. Положительно заряженные α-частицы состоят из двух протонов и двух нейтронов и представляют собой ядра гелия, отрицательно заряженные β-частицы — это электроны, а нейтральные γ-кванты - фотоны большой энергии. Современные представления о радиоактивности включают также процессы ядерных превращений, сопровождаемые захватом электронов, излучением позитронов и протонов и, наконец, делением на осколки (чаще всего два) сравнимых масс и зарядов.

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским физиком Анри Беккерелем, пытавшимся получить рентгеновское излучение при освещении люминесцентных материалов. В течение нескольких часов он подвергал воздействию солнечного света одну из солей урана, а затем наблюдал влияние этой соли на фотографическую пластинку. Хотя пластинка и засвечивалась, солнечный свет оказался здесь ни при чем, поскольку этот же эффект наблюдался и в темноте. Загадочное излучение, которое, как считалось, присуще лишь урану и его соединениям, стали называть лучами Беккереля.

В 1898 году Склодовская-Кюри сообщила о результатах своих экспериментов Французской академии наук, и в том же году к ее исследованиям присоединился Пьер Кюри, оставивший свою работу по изучению свойств кристаллов. Урановая смолка стоила дорого, и у супругов не было средств приобрести ее. К счастью, им удалось практически даром получить переработанные отходы рудника по добыче урана в Иоахимстале (Богемия), в которых и содержалась необходимая руда. В июле и декабре 1898 года супруги Кюри объявили об открытии двух новых элементов, которые они назвали полонием — \(~^_Po\) и радием — \(~^_Ra\). Существование этих элементов, однако, еще требовалось доказать.

Пьер Кюри предпринял комплексное изучение физических свойств наблюдавшегося излучения, а его жена взяла на себя наиболее тяжелую по исполнению химическую часть. Целыми днями в маленьком продуваемом сарайчике, который заменял им лабораторию, она в огромных чанах ворочала железным ломом по двадцать килограммов нагретой урановой смолки, чтобы выделить из нее новые металлы, составлявшие не более одной миллионной части. Разработанный ею метод заключался в том, чтобы под воздействием кислот и сероводорода разделять руду на две фракции. Измерение их радиоактивности показывало, в какую часть ушло нужное вещество, и обработка продолжалась дальше.

Это открытие перевернуло традиционные представления о неизменности атома, побудив многих физиков заняться соответствующими исследованиями. В 1903 году Э.Резерфорд и Ф.Содди выдвинули гипотезу, согласно которой радиоактивное излучение объясняется распадом ядер. Гипотезу поддержали супруги Кюри.

Когда четырехлетний труд был завершен, у Марии появилась возможность написать докторскую диссертацию, По мнению комитета, присудившего ей научную степень, это был наибольший вклад, когда-либо внесенный в науку докторской диссертацией.

Результаты Кюри открыла два новых химических элемента, названных радием и полонием. Они испускали неизвестные доселе лучи. Это явление Кюри назвала радиоактивностью и нашла ему применение в сфере медицины.

Раскроет ли Мария Кюри секреты радия прежде, чем он убьет ее?

Шла зима 1903 года. Как-то вечером Мария Кюри со своим мужем Пьером наведались в ветхий флигель, в котором располагалась их лаборатория. На город уже опустилась темнота, и Мария долго не могла отпереть дверной замок.

Мария Кюри за работой в своей лаборатории. Ее революционные исследования совершили переворот в физике и медицине, открыв, например, новые методы лечения рака.

Кюри не интересовалась нарядами. Даже свадебное платье она заказала такое, чтобы его потом можно было носить в лаборатории. На фотографии она в своей единственной модной шляпке, купленной к поездке в США для сбора средств на научные исследования

Но, распахнув наконец дверь, ученые замерли в изумлении. Вместо кромешной тьмы внутри их ждало мягкое зеленоватое свечение пробирок и колб. Это светился новый химический элемент, радий, и они стали первыми из людей, кто наблюдал такое.

В 1896 году ученый Анри Беккерель открыл, что соединения урана испускают неизвестные лучи. Этот процесс назвали радиоактивностью, а сами лучи — радиацией. Беккерель не подозревал, что радиация крайне опасна и что большие дозы могут привести к лучевой болезни, которая убивает человека за несколько дней. Даже в маленьких количествах радиация может вызвать отсроченные последствия вроде заболевания раком через много лет.

Это снимок образца радия. Атомы этого элемента являются нестабильными, они распадаются, испуская различные виды радиации.

Продолжив исследования Беккереля, супруги Кюри заинтересовались смоляной обманкой — минералом, из которого извлекали уран. К своему удивлению, они обнаружили, что обманка порождает более сильное излучение, чем чистый уран, — значит, в обманке есть какой-то еще источник радиоактивности. После нескольких лет упорных исследований Кюри выделили из минерала новые элементы — полоний и радий. В 1906 году Пьер Кюри погиб в результате несчастного случая, и Мария продолжила работу одна. Она скончалась в 1934 году в возрасте 66 лет от последствий многолетнего воздействия радиации.

Дважды, в 1903 и 1911 годах, Мария Кюри удостоилась Нобелевской премии — сначала за работы по физике, затем по химии. Она основала медицинские институты во Франции и в Польше. Там, а затем и по всему миру, врачи научились бороться с раком при помощи радия. Сегодня радиоактивные материалы широко используются в медицине. Исследования супругов Кюри заложили основы атомной физики — науки, изучающей строение атома.

На многих фотографиях тех лет Пьер Кюри запечатлен стоя, а Мария — сидя. На самом деле именно Мария сделала большую часть тяжелой физической работы по извлечению радия из руды.

Достижения и вклад в науку

Выяснила, нто радиоактивность зарождается в недрах атомов - лочти самых маленьких частиц вещества;
Первая женщина получившая Нобелевскую премию — за исследования радиоактивности;
Сконструировала передвижные рентгеновские установки для диагностики солдат, раненных на Первой мировой войне.

Научные открытия обычно требуют времени. Но в конце 19 века научный прогресс шел быстрыми темпами. В 1895 году было открыто рентгеновское излучение. Несколькими месяцами позже французский физик Анри Беккерель, исследуя уран, случайно обнаружил другой тип излучения, ранее неизвестный науке, - радиацию.

Открытие радиоактивности

К этому заключению ее привел ряд любопытных наблюдений. Она исследовала различные породы горной руды и минералы на предмет излучения с помощью измерительного оборудования, изобретенного ее мужем Пьером Кюри и его братом Жаком. Мария заметила, что урановые руды испускали гораздо более мощное излучение, чем обычный уран. Вскоре Пьер, профессор физики в университете, также заинтересовался ее наблюдениями, и они вместе продолжили исследования.

В июле 1898 года они представили доказательства того, что урановая руда содержала некий элемент, неизвестный науке. Именно он был источником необычайного радиоактивного излучения. В честь родины женщины-ученого элемент получил название полоний. Однако супруги Кюри понимали, что в рудах содержится еще одно вещество, которое является более радиоактивным, чем уран или полоний. Они продолжили исследования, чтобы найти ответ.

Тяжелый труд

Открытие радия было серьезным испытанием. Коррозионные кислоты, сильные щелочи и тяжелый труд – вот что требовалось супругам Кюри для выделения крошечных частиц радия. Они работали с одним типом руды, которая называется уранит. Ее специально доставили для исследований из Рудных гор, находящихся на границе Германии и Чехии.

Новое открытие

После работы с радиоактивными веществами здоровье Пьера Кюри было подорвано. В 1906 году он трагично погиб в результате дорожного происшествия. Мария Кюри после его смерти продолжила исследовательскую работу. В 1911 она снова удостоилась Нобелевской премии – на этот раз по химии.

Радиоактивный бум

В первые три десятилетия 20 века популярность нового элемента набирала обороты. Радий стал использоваться, в том числе, в медицине. В одном исследовании, опубликованном Марией Кюри, было отмечено, что радий можно применять в качестве лекарства против рака, так как он убивает раковые клетки быстрее, чем здоровые. Таким образом появились первые лекарства от рака и некоторых кожных заболеваний, созданные на основе радиоактивных элементов.

Но спекулировали свойствами радия и в других целях. Некоторые предприимчивые дельцы стали создавать на его основе краски, светящиеся в темноте. Это привело к трагедии, произошедшей в штате Нью-Джерси.

В компании Radium Corporation, изготовлявшей часы со светящимися стрелками, фабричные рабочие (в основном, женщины) вручную наносили светящуюся радиевую краску на циферблаты часов. Чтобы кисть меньше деформировалась, они регулярно смачивали ее слюной. Руководство фабрики были осведомлено об опасности элемента, но до сотрудников донести эту информацию они не сочли нужным. В результате большинство фабричных сотрудниц получили серьезное отравление, которое привело к тяжелым заболеваниям костной системы, раку челюсти и смерти.

В середине 20-х произошел резкий спад использования радия в торговых целях, ввиду распространения информации о его опасности для здоровья. В Денвере, Питтсбурге и Нью-Джерси большое количество этого вещества до сих пор содержится в почвах фабричных территорий. В Соединенном Королевстве до сих пор сражаются с последствиями массового распространения радиевых часов, которые были особенно популярные в годы Второй мировой войны.

Значение трудов Кюри

Мария Кюри сделала изучение радиоактивности главной целью своей жизни. Она хотела понять природу этого явления и его значение для природы и человека. Но ее титанический и опасный труд стал причиной развития у нее лейкемии и ее последующей смерти в возрасте 66 лет. Она остается единственным ученым, удостоенным двух Нобелевских премий. Кюри стала знаковой фигурой для всех женщин, посвятивших жизнь науке. Элемент кюрий был позже назван в ее честь.

Сегодня радий по-прежнему активно применяется в медицине. Он является слишком дорогим и редким, чтобы широко использоваться в радиотерапии, и был замещен альтернативами – радоновым газом и изотопами кобальта. Но значение радиоактивности и радиотерапии сложно недооценить в наше время. Радиация – это палка о двух концах, и необходимо искать баланс между ее неоспоримой пользой и огромной потенциальной опасностью.

27.01.2020

Открытия П. и М. Кюри

Беккерель обнаружил и тщательно исследовал свойство урановых лучей делать электропроводящим воздух. Его заметка 23 ноября 1896 г. появилась почти одновременно с заметкой Д. Томсона и Э. Резерфорда, показавших, что рентгеновские лучи делают электропроводящим воздух благодаря ионизирующему действию.

Вернемся к радиоактивности.

Беккерель обнаружил и тщательно исследовал свойство урановых лучей делать электропроводящим воздух Его заметка 23 ноября 1896 г. появилась почти одновременно с заметкой Д. Томсона и Э. Резерфорда, показавших, что рентгеновские лучи делают электропроводящим воздух благодаря ионизирующему действию. Так был открыт важный метод исследования радиоактивности.

Вскоре в исследование нового загадочного явления включились другие исследователи, и прежде всего супруги Пьер и Мария Кюри.

Мария Склодовская-Кюри начала исследования радиоактивных явлений в конце 1897 г., избрав изучение этих явлений темой своей докторской диссертации. В апреле 1898 г. была опубликована ее первая статья по радиоактивности.

Уже в этой первой работе М. Склодовская-Кюри исследовала, нет ли других веществ, обладающих свойством, аналогичным урану.

Это был не только изнурительный, но и опасный труд: исследователи еще не знали вредного действия радиоактивных излучений, которые в конце концов привели Марию Склодовскую-Кюри к безвременной кончине.

Напряженный труд принес щедрые плоды.

В декабре 1903 г. А. Бек-керель, Пьер и Мария Кюри были награждены Нобелевской премией. Приведем краткие биографические справки о Нобелевских лауреатах 1903 г.

Анри Беккерель родился 15 декабря 1852 г. в семье известного физика Александра Эдмонда Беккереля, прославившегося своими исследованиями фосфоресценции. Крупным ученым был и отец Александра Эдмонда— дед Анри — Антуан Сезар Беккерель.

В 1888 г. Анри защищает докторскую диссертацию и ведет вместе с отцом разностороннюю научную работу. Через год его избирают в Академию наук. С 1892 г. он становится профессором Национального музея естественной истории. Открытие радиоактивности круто повернуло судьбу Беккереля. Он — Нобелевский лауреат, обладатель всех знаков отличия Парижской Академии наук, член Лондонского Королевского общества. Летом 1908 г. академия избирает его непременным секретарем физического отделения. Умер Беккерель 25 августа 1908 г.

Пьер Кюри родился 15 мая 1859 г. в Париже в семье врача. Эжен Кюри, отец Пьера, во время революции 1848 г., в дни Парижской Коммуны был на боевом посту, оказывая помощь раненым революционерам и коммунарам. Человек высокого гражданского долга и мужества, он привил эти качества своим сыновьям Жаку и Пьеру. Мальчики — шестнадцатилетний Жак и двенадцатилетний Пьер помогали отцу в дни баррикадных боев Коммуны.

Пьер получил домашнее образование. Незаурядные способности и прилежание помогли ему выдержать в шестнадцать лет экзамен на звание бакалавра. Юный бакалавр слушал лекции в Сорбонне, работал в лаборатории профессора Леру в фармацевтическом институте и уже в восемнадцать лет стал лиценциатом физики. С 1878 г. он работал ассистентом Парижского университета. С этого же времени он вместе с братом Жаком занимается исследованием кристаллов.

Затем они открывают противоположный эффект: деформацию кристаллов под действием электрического напряжения. Они впервые изучили электрические деформации кварца, создали пьезокварц и использовали его для измерения слабых электрических зарядов и токов. Ланжевен при менял пьезокварц для генерации ультразвука. Пьезокварц используется также и для стабилизации электриче ских колебаний.

После пятилетней плодотворной работы пути братьев разошлись. Жак Кюри (1855—1941) уехал в Монпелье и занимался минералогией, Пьер был назначен в 1883 г. руководителем практических работ по физике в только что открытой Парижским муниципалитетом Школе промышленной физики и химии. Здесь Кюри выполнил свои исследования по кристаллографии и симметрии, часть которых он провел с Жаком, время от времени приезжавшим в Париж.

С момента открытия радиоактивности новая область исследования захватила молодых супругов, и с 1897 г. они совместно работают над ее изучением. Это творческое содружество продолжалось до дня трагической гибели Пьера. 19 апреля 1906 г., возвратившись из деревни, где он с семьей проводил пасхальные каникулы, Пьер Кюри участвовал на собрании Ассоциации преподавателей точных наук. Возвращаясь с собрания, он, переходя улицу, попал под ломовую телегу и был убит ударом в голову.

Мария Склодовская родилась в Варшаве 7 ноября 1867 г. в семье преподавателя варшавской гимназии. Мария получила хорошую домашнюю подготовку и закончила гимназию с золотой медалью.

В 1883 г. после гимназии она работала воспитательницей в семьях богатых поляков. Потом она некоторое время жила дома и работала в лаборатории своего двоюродного брата, сотрудника А.И.Менделеева Иосифа Богусского.

В 1891 г. она уезжает в Париж и поступает на физико-математический факультет Сорбонны. В 1893 г. она получает степень лиценциата физических наук, а через год становится лиценциатом математических наук.

Вместе они открыли новые радиоактивные элементы, вместе были удостоены в 1903 г. Нобелевской премии, и после гибели Пьера Мария Кюри стала его преемницей в Парижском университете, где Пьер Кюри был в 1900 г. избран профессором. 13 мая 1906 г первая женщина—лауреат Нобелевской премии становится первой женщиной-профессором знаменитой Сорбонны Она же впервые в мире начала читать курс лекций по радиоактивности. Наконец, в 1911 г. она становится первым ученым дважды лауреатом Нобелевской премии. В этом году она получила Нобелевскую премию по химии.

Во время первой мировой войны Мария Кюри создала рентгеновские установки для военных госпиталей. Перед самой войной в Париже был открыт Институт радия, ставший местом работы самой Кюри, ее дочери Ирен и зятя Фредерика Жолио. В 1926 г. Мария Склодовская-Кюри избирается почетным членом Академии наук СССР.

Тяжелое заболевание крови, развившееся в результате длительного действия радиоактивного излучения, привело ее к смерти 4 июля 1934 г. В год ее смерти Ирен и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. Славный путь династии Кюри блистательно продолжался.

Теги: радиоактивное излучение
234567 Начало активности (дата): 27.01.2020 12:35:00
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова: радиоактивное излучение, рентгеновские установки, радиоактивные излучения, лаборатория, электрическое напряжение, уран, полоний, радий
12354567899

Читайте также: