Реферат на тему открытие радиоактивности

Обновлено: 05.07.2024

2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Явление радиоактивности Естественная и искусственная радиоактивность Характеристики радиоактивности. 6 1) α-распад. 6 2) β-распад. 7 3) γ-распад. 7 4) Спонтанное деление и двупротонная радиоактивность. 7 5) Закон радиоактивного распада. 8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 10 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

6 в). Продукты наведенной радиоактивности, образующиеся в результате ядерных реакций элементарных частиц. Нейтроны, образующиеся при цепной реакции деления урана или плутония воздействуют на ядра стабильных элементов окружающей среды, превращая их в радиоактивные Оба вида радиоактивности подчиняются одним и тем же законам. 3. Характеристики радиоактивности. Радиоактивный распад возможен только тогда, когда он энергетически выгоден, т.е. сопровождается выделением энергии. Условием этого является превышение массы М исходного ядра суммы масс m i продуктов распада, т.е. неравенство: M > m i. Из около 3000 известных ядер (большинство из них получено искусственно) лишь 264 не являются радиоактивными. Основными видами радиоактивного распада являются альфа-распад, бетараспад, гамма-распад и спонтанное деление (распад ядра на два осколка сравнимой массы). 1). α-распад. Альфа-распадом называют самопроизвольный распад атомного ядра на дочернее ядро и α-частицу (ядро атома 4 He). Альфа-распад происходит в тяжёлых ядрах с массовым числом А 140. Внутри тяжёлых ядер за счёт свойства насыщения ядерных сил образуются обособленные α-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Образовавшаяся α-частица подвержена большему действию кулоновских сил отталкивания от протонов ядра, чем отдельные протоны. Одновременно α- частица испытывает меньшее ядерное притяжение к нуклонам ядра, чем остальные нуклоны. Образовавшаяся альфа-частица на границе ядра отражается от потенциального барьера внутрь, однако она может преодолеть его и вылететь наружу. С уменьшением энергии альфа-частицы проницаемость потенциального барьера очень быстро (экспоненциально) уменьшается, поэтому время жизни ядер с меньшей доступной энергией альфа-распада при прочих равных условиях больше. α-распад:! X. Y +! He где A-атомная масса элемента, Z-зарядовое число элемента (Z равно числу протонов в элементе). α-распад обусловлен сильным взаимодействием. 6

7 2). β-распад. Бета-распад бывает трех видов:! a) β - распад:! X. Y + e! + ν!! b) β - распад:! X. Y + e! + ν! c) e захват. X + e. Y + ν! Главной особенностью β-распада является то, что он обусловлен слабым взаимодействием. Бета-распад - процесс не внутриядерный, а внутринуклонный. В ядре распадается одиночный нуклон. 3). γ-распад. Переход ядра из возбужденного состояния в основное состояние или в состояние с меньшей энергией возбуждения может происходить различными способами, в том числе путем испускания электромагнитного γ-излучения. Из этого следует, что γ-излучение это самопроизвольное коротковолновое электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными атомными ядрами*. Переходы ядра из возбужденного состояния, сопровождающиеся испусканием γ-лучей, называются радиационными переходами. Радиационный переход может быть: однократным, когда ядро, испустив один квант, сразу переходит в основное состояние. каскадным, когда снятие возбуждения происходит в результате последовательного испускания нескольких γ-квантов. По своей физической природе γ-излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение ядерного происхождения. Обычно при радиоактивном распаде ядер, энергия ядерных γ-квантов заключена в пределах примерно от 10 кэв до 5 МэВ, а при ядерных реакциях рождаются γ-кванты до 20 МэВ. Так как в γ-распаде не происходит рождения протона или нейтрона, то, в отличие от α- и β-распадов, каждый из которых является ядерным превращением, при γ-распаде ядерного превращения не происходит. γ-распад: X!! X!! + γ *Возбуждённые состояния ядер состояния, в которых энергия системы превышает наименьшее возможное значение энергии, которое называется основным состоянием. Возбуждённое состояние ядра является неустойчивым, и с течением времени ядро переходит в состояние с меньшей энергией возбуждения и в результате таких переходов оказывается в основном состоянии. 4). Спонтанное деление - деление ядра на осколки (чаще всего на два) сравнимых масс и зарядов: A, Z = A!, Z! + A!, Z! ; A = A! + A!, Z = Z! + Z! 7

8 Двупротонная радиоактивность: (A,Z) 2р + (A-2,Z-2). При протонной и двупротонной радиоактивности протоны проникают через кулоновский потенциальный барьер благодаря туннельному эффекту. Это явление наблюдается для нейтронодефицитных ядер с Z 9 Сложный радиоактивный распад может протекать в двух случаях: 1. В первом случае исследуемый препарат содержит несколько сортов радиоактивных ядер. Пусть исследуемый препарат содержит два сорта радиоактивных ядер с постоянными распада λ 1 и λ 2. В этом случае общее число радиоактивных ядер будет изменяться со временем по закону: N = N! e!!"!+n! e. 2. Во втором случае происходит последовательные распады одного и того же ядра. Часто бывает что ядро, получившееся в результате радиоактивного распада, само оказывается радиоактивным, так что происходит последовательный распад исходного ядра 1 в ядро 2, а ядро 2 в ядро 3. В этом случае изменение числа N 1 ядер 1 и числа N 2 ядер 2 определяется системой уравнений:!"! = λ!"!n. "! = λ!"!n! λ! N!. Если T 1 >> T 2 (λ 1 > T 2 (λ 2 t >> 1) приближается к своему предельному значению: lim N! t =. N!" = const При t > 10T равенство выполняется уже с точностью около 0.1%. Обычно оно записывается в форме: λ 1 N 1 = λ 2 N 2 и носит название векового равновесия. 9

Развитие радиологии, ядерной физики, дозиметрии. Деятельность Вильгельма Рентгена как ученого, направившего других исследователей в данную область. Вклад супругов Кюри в накоплении и систематизации знаний о радиоактивности. Открытие рентгеновских лучей.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	творческая работа
Язык	русский
Дата добавления	08.10.2015
Размер файла	27,2 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Эта работа посвящена истории открытия радиоактивности, то есть роли таких ученых, как немецкий физик, лауреат Нобелевской премии Вильгельм Конрад Рентген, А. Беккерель, супруги Мария и Пьер Кюри, Жолио Кюри, в становлении этой науки.

Цель работы состоит в том, чтобы рассмотреть становление, первооснову таких наук, как радиология, ядерная физика, дозиметрия, определить роль тех или иных ученых в открытии этого замечательного явления.

Для достижения этой цели автор поставил перед собой следующие задачи:

Рассмотреть деятельность Вильгельма Рентгена как ученого, направившего остальных исследователей в данную область.

Проследить за первоначальным открытием явления А. Беккерелем.

Оценить огромный вклад супругов Кюри в накоплении и систематизации знаний о радиоактивности.

Проанализировать открытие Жолио Кюри

Открытие рентгеновских лучей

Шел декабрь 1895 года. В.К. Рентген, работая в лаборатории с разрядной трубкой, около которой находился флюоресцирующий экран, покрытый платино-синеродистым барием, наблюдал свечение этого экрана.

У Рентгена были веские основания сомневаться в единой природе световых и рентгеновских лучей, и правильное решение вопроса выпало на долю физики XX в. Однако неудачная гипотеза Рентгена явилась вместе с тем свидетельством недостатка его теоретического мышления, склонного к одностороннему эмпиризму. Тонкий и искусный экспериментатор, Рентген не испытал склонности к поискам нового, как ни парадоксально это звучит по отношению к автору одного из крупнейших в жизни физики новых открытий.

В 1896 г. А. Беккерель открыл радиоактивность. Это открытие было непосредственно связано с открытием рентгеновских лучей.

Беккерель, близко знакомый с исследованиями своего отца по люминесценции, обратил внимание на тот факт, что катодные лучи в опытах Рентгена производили при ударе одновременно и люминесценцию стекла и невидимые Х-лучи. Это привело его к идее, что всякая люминесценция сопровождается одновременно испусканием рентгеновских лучей.

Для проверки этой идеи Беккерель использовал большое количество люминесцирующих материалов, пока после ряда безуспешных опытов не поместил двух кристаллических пластинок урановой соли на фотографическую пластинку, завёрнутую в чёрную бумагу. Урановая соль подвергалась действию сильного солнечного света и через несколько часов экспозиции на фотографической пластинке было ясно обнаружено очертание кристаллов.

Идея оказалась подтверждённой, солнечный свет возбуждал и люминесценцию соли урана и проникающую радиацию, действующую через бумагу на фотопластинку. Однако в дело вмешался случай. Приготовив опять пластинку с кристаллом урановой соли, Беккерель вновь вынес её на солнце. День был облачный, и опыт после короткой экспозиции пришлось прервать. В последующие дни солнце не показывалось, и Беккерель решил проявить пластинку, не надеясь, конечно, получить хорошего снимка. Но, к его удивлению, снимок получился резко очерченным.

Как первоклассный исследователь, Беккерель не поколебался подвергнуть серьёзному испытанию свою теорию и начал исследовать действие солей урана на пластинку в темноте. Так обнаружилось -- и это Беккерель доказал последовательными опытами,-- что уран и его соединение непрерывно излучают без ослабления лучи, действующие на фотографическую пластинку и, как показал Беккерель, способные также разряжать электроскоп, т. е. создавать ионизацию. Открытие это вызвало сенсацию.

Итак, 1896 год был ознаменован замечательным событием: наконец-то, после нескольких лет поисков, была открыта радиоактивность. Эта заслуга принадлежит великому ученому Беккерелю. Его открытие дало толчок развитию и совершенствованию этой науки.

Исследования супругов Кюри.

Начался поистине титанический труд супругов Кюри, проложивший путь человечеству к овладению атомной энергией. Новый метод химического анализа, разработанный Кюри, сыграл огромную роль в истории атомной физики, позволяя обнаруживать ничтожнейшие массы радиоактивного вещества

У Кюри не было даже вытяжных шкафов. Что же касается сотрудников, то сначала им приходилось работать в одиночестве. В 1898 г. в работах по открытию радия им оказал временную помощь преподаватель промышленной школы физики и химии Ж. Бемон; позже они привлекли молодого химика А. Дебьерна, открывшего актиний; затем им помогали физики Ж. Саньяк и несколько молодых физиков. Напряженный героический труд стал приносить результаты радиоактивности.

Потребовалось исследовать ближе природу этих частиц. Первые определения e/m радиевых частиц принадлежали А. Беккерелю (1900).

Отклонение б-лучей в магнитном поле было получено Резерфордом в 1903 г. Резерфорду же принадлежат названия: -б, -в и -г лучи.

«1. Лучи б (альфа) обладают весьма малой проникающей способностью;

они, по-видимому, составляют главную часть излучения. Для них характерна поглощаемость материей. Магнитное поле действует на них очень слабо, так что их сначала считали нечувствительными к его действию.

2. Лучи в (бэта) являются вообще мало поглощаемыми сравнительно с предыдущими. В магнитном поле они отклоняются таким же образом и в том же смысле, как лучи катодные.

Пьер Кюри хорошо сознавал и громадные общественные последствия своего открытия. В том же году в своей нобелевской речи он сказал следующие пророческие слова, которые М. Кюри поставила эпиграфом к своей книге о нем:

«Нетрудно предвидеть, что в преступных руках радий может сделаться крайне опасным, и вот возникает вопрос, действительно ли полезно для человечества знать секреты природы, действительно ли оно достаточно зрело для того, чтобы их правильно использовать, или это знание принесёт ему только вред

Опыты гг. Кюри привели, прежде всего, к открытию нового радиирующего металла, по своим химическим свойствам аналогичного висмуту, -- металла, который г. Кюри назвал в честь родины своей супруги полонием (жена Кюри -- полька, урождённая Склодовская); что дальнейшие их опыты привели к открытию второго сильно радиирующего нового металла -- радия, весьма близкого по химическим свойствам к барию; что опыты Дебьерна послужили к открытию третьего радиирующего нового металла -- актиния, аналогичного торию. Далее г. Кюри приступил к самой интересной части своего доклада -- к опытам с радием.

Перечисленные опыты завершились демонстрацией светимости радия. Стеклянная трубка, толщиной в карандаш и длиной в мизинец, наполненная до двух третей смесью хлористых радия и бария, излучает в течение двух лет настолько сильный свет, что вблизи него можно свободно читать

Последние слова звучат весьма наивно и свидетельствуют ещё об очень слабом знакомстве с радиоактивностью в начале XX в. Однако это слабое знание радиоактивных явлений не помешало возникнуть и развиться новой отрасли промышленности: радиевой промышленности.

Эта промышленность была зачатком будущей атомной промышленности.

Роль супругов Кюри в истории открытия радиоактивности огромна. Они не только проделали титанический труд по исследованию радиоактивных свойств всех известных тогда минералов, но и провели первую попытку систематизации, выступая с докладами в Сорбоннском университете.

Открытие искусственной радиоактивности

Однако оно явилось лишь одним из четырех великих открытий, сделанных в 1932 г., благодаря которым этот год был назван чудесным годом радиоактивности. Во-первых, помимо осуществления искусственной трансмутации был наконец-то обнаружен положительно заряженный электрон, или позитрон, в противоположность ему отрицательный электрон с тех пор получил название негатрон. Во-вторых, был открыт нейтрон -- незаряженная элементарная частица с массой 1 (единица), которую можно рассматривать как нейтральное ядро, только без внешнего электрона.

И наконец, был открыт изотоп водорода с массой 2, названный тяжелым водородом, или дейтерием, ядро которого, как считается, состоит из протона р и нейтрона п; подобно обычному водороду, его атом имеет один внешний электрон. В следующем, 1933, году произошло еще одно открытие, которое в некотором роде (во всяком случае, по мнению первых исследователей атомной энергии) представляло наибольший интерес. Речь идет об открытии искусственной радиоактивности.

1933--1934 гг. Для одного из первых исследователей этой проблемы -- М. Кюри -- данное открытие представляло еще особый интерес: оно было сделано ее дочерью и зятем. М. Кюри имела счастье за несколько месяцев до своей смерти передать зажженный ею факел членам своей семьи.

Предмет, который она превратила из диковины в колосс, через четверть века находился на пороге того, чтобы обрести новую, плодотворную жизнь. Изучая упомянутый эффект Боте и Беккера, супруги Жолио обнаружили, что счетчик продолжал регистрировать импульсы даже после того, как был удален полоний, первоначально возбуждавший их.

Эти импульсы прекращались точно таким же образом, как импульсы неустойчивого радиоэлемента с периодом полураспада 3 мин. Ученые установили, что алюминиевое окошко, через которое проходило б-излучение полония, само становилось радиоактивным благодаря генерируемым нейтронам; аналогичный эффект имел место для бора и магния, только наблюдались другие периоды полураспада (соответственно 11 и 2,5 мин).

Реакции для алюминия и бора выглядели следующим образом:

где звездочки обозначают, что ядра, полученные сначала, радиоактивны и претерпевают указанные стрелками вторичные превращения, в результате которых образуются хорошо известные устойчивые изотопы кремния и углерода. Что же касается магния, то все три его изотопа (с массовыми числами 24, 25 и 26) участвуют в этой реакции, генерируя нейтроны, протоны, позитроны и электроны; в результате образуются хорошо известные устойчивые изотопы алюминия и кремния (превращения носят комбинированный характер);

Более того, с помощью обычных химических методов, используемых в радиохимии, удалось достаточно легко идентифицировать неустойчивые радиоактивные фосфор и азот.

Эти первые результаты демонстрировали богатство возможностей, открываемых вновь полученными данными.

Трудно назвать сейчас область науки или техники, на которую не повлияло открытие явления радиоактивности. Оно раскрыло сложную внутреннюю структуру атома, а это привело к пересмотру коренных представлений об окружающем нас мире, к ломке устоявшейся, классической картины мира. Квантовая механика была создана специально для объяснения явлений, происходящих внутри атома. Это в свою очередь вызвало пересмотр и развитие математического аппарата физики, изменило лицо самой физики, химии и ряда других наук.

радиология рентгеновский луч

Подобные документы

Роль Марии Склодовской-Кюри и Пьера Кюри в обнаружении излучения тория, полония и радия. История открытия явления радиоактивности Антуаном Анри Беккерелем и факторы, которые влияют на его распространенность на Земле. Описание альфа, бета и гама лучей.

презентация [213,7 K], добавлен 28.04.2013

Последнее публичное выступление Резерфорда. История радиоактивности. Развитии представлений о радиоактивности. Современные воззренияя на структуру атомов. Кинетическая теория и молекулярное строение вещества. Открытие Рентгеном Х-лучей в 1895 году.

лекция [33,1 K], добавлен 24.11.2008

Изучение явления люминесценции А. Беккерелем. Исследование урановых лучей. В.И. Вернадский как основоположник радиогеологии в России. Величайший вклад Марии Склодовской-Кюри в изучение радиоактивных веществ. Вклад П.П. Орлова в исследование солей урана.

презентация [11,9 M], добавлен 10.02.2014

Открытие сложного строения атома – важнейший этап становления современной физики. Модель Томпсона и ее противоречие с опытами по исследованию распределения положительного заряда в атоме. Определение размеров атомного ядра. Открытие радиоактивности.

презентация [1,7 M], добавлен 09.04.2015

Открытие, свойства и применение рентгеновских лучей. Торможение быстрых электронов любым препятствием. Большая проникающая способность рентгеновских лучей. Дифракционная картина, даваемая рентгеновскими лучами при их прохождении сквозь кристаллы.

Открытием Беккереля заинтересовались крупнейшие ученые того времени — Анри Пуанкаре, Дмитрий Иванович Менделеев и особенно супружеская пара ученых-физиков Пьер Кюри (1859—1906) и Мария Склодовская-Кюри (1867—1934). Супруги Кюри подключились к исследованиям и вскоре обнаружили, что излучение присуще не только урану, но еще целому ряду химических элементов. Лучи Беккереля Мария Кюри предложила назвать радиоактивными, а само явление — радиоактивностью.

Файлы: 1 файл

РЕФЕРАТ1.doc

1 марта 1896 года французский ученый Антуан Анти Беккерель (1852—1908), к слову, физик в третьем поколении (его сын Жан впоследствии продолжил династию, также став ученым-физиком), открыл неизвестный ранее тип излучения. Произошло это случайно. Беккерель проводил исследование солей урана и, закончив эксперименты, завернул покрытую урановой смесью ажурную металлическую пластинку в.черную непрозрачную бумагу. Он положил сверток рядом с коробкой фотопластинок в ящик письменного стола. Чуть позже Беккерель по присущей ему педантичности решил проявить фотопластинки, чтобы убедиться — не забыл ли он обработать результаты своих опытов. Проявленные фотоматериалы оказались засвеченными. Причем на них четко вырисовывался узор урановой пластинки. Спустя четыре года Беккерель уже знал — это не люминесценция, не рентгеновские лучи и не какое-либо известное науке излучение.

В 1903 году Антуану Беккерелю, Пьеру и Марии Кюри за открытие радиоактивности вручается Нобелевская премия по физике. (Мария Кюри была удостоена и Нобелевской премии по химии — в 1911 году за исследование свойств металлического радия.) В качестве любопытной подробности отметим — Беккерель стал одной из первых в истории жертв радиоактивного излучения. Ученый носил опытный урановый образец в кармане. От разрушительного воздействия излучения у него на теле образовались долго не заживающие язвы. После этого Беккерель помещал радиоактивные объекты в непроницаемые для излучения свинцовые футляры.

Одним из ученых, который проявил живейший интерес к открытию Беккереля, стал молодой Эрнст Резерфорд (1871—1937), работавший в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Любопытно, что величайший физик 20 столетия, которого впоследствии называли своим учителем многие знаменитые ученые, родился и получил образование в Новой 'Зеландии. В Англию он был приглашен за выдающиеся успехи в науке и разработку собственного приемника электромагнитных волн.

С 1898 года Резерфорд начинает самостоятельные исследования в области радиоактивности. Он обнаружил, что открытое Бекке-релем излучение неоднородно. В него входят потоки положительно заряженных ядер гелия — альфа-частиц, и потоки электронов — бета-частиц. В 1900 году французский ученый Виллар обнаружил в составе излучения гамма-лучи, состоящие из незаряженных частиц.

В апреле 1898 года Резерфорд переезжает в Канаду и занимает освободившееся место профессора Мак-Гиллского университета в Монреале. В его жизни начинается новый этап — время глубоких научных изысканий. В 1902—1903 годах Резерфорд совместно с английским химиком Фредериком Содди (1877—1966) разработал общий закон радиоактивного превращения веществ.

Ученый отталкивается от модели атома, предложенной директором Кавендишской лаборатории и научным руководителем молодого Резерфорда физиком Джозефом Джоном Томсоном (1856—1940). К тому времени было известно, что входящие в состав атома электроны имеют отрицательный заряд. Но атомы электрически нейтральны — что же тогда является носителем положительного заряда и компенсирует заряд электронов? Томсон предлагает модель, в которой атом — это некая положительно заряженная капля, внутри внешней оболочки которой находятся отрицательно заряженные электроны. Под воздействием ку-лоновской силы отталкивания электроны стараются занять центральное положение в атоме, но если они выходят из состояния равновесия под воздействием внешних сил, то электроны начинают совершать колебания, что сопровождается излучением.

Опытным путем было определено, что расстояния между атомами в твердых телах примерно соответствуют размерам самих атомов. Если бы атом имел такое устройства, каким представлял его Томсон, альфа-частицы не смогли бы пролететь даже через тонкую фольгу, застревая между атомов. Однако опыты Резер-форда показывали, что дело обстоит иначе. Большая часть альфа-частиц пронизывала фольгу, и лишь меньшая их часть отклонялась, причем на очень незначительное расстояние.

Резерфорд отказывается от теории Томсона и выдвигает смелое предположение — атомы устроены точно так же, как и планетные системы, подобные Солнечной. Ядро атома подобно Солнцу и находится в центре системы. Большая часть массы атома находится именно в ядре, несмотря на его малые размеры. Вокруг ядра вращаются электроны — подобно вращающимся вокруг Солнца планетам. Масса электронов очень незначительна, а потому они не оказывают существенного воздействия на массивные альфа-частицы. Только когда альфа-частица пролетает рядом с положительно заряженным ядром, сила отталкивания может изменить траекторию ее полета.

Выдвинутая Резерфордом модель строения атома получила название планетарной. Она объясняла явления, связанные с радиоактивностью, и прекрасно согласовывалась с законами электродинамики. Проведенные позже опыты полностью подтвердили правильность предположений Резерфорда. Наступила новая эра в научных исследованиях'— человек узнал строение материи.-

В 1908 году Резерфорду присуждается Нобелевская премия по химии (хотя исследования ученого относились к области физики). А в 1912 году судьба сводит его с датским ученым Нильсом Бором (1885—1962), с которым Резерфорда связала совместная работа и многолетняя дружба.

Резерфорд был не только великим мыслителем нашего времени, он был еще и великим организатором научных исследований. Огромное количество ученых называли его своим учителем. Перечислим только самые громкие имена, в том числе — лауреатов Нобелевской премии. Это Генри Гвин Джефрис Моз-ли (1887-1915), Джеймс Чедвик (1891-1974, Нобелевская премия за 1935 год), Джон Дуглас Кокрофт (1897—1967, Нобелевская премия за 1951 год), М. Олифант, В. Гейтлер, Отто Ган (1879-1968, Нобелевская премия за 1944 год), Петр Леонидович Капица (1894-1984, Нобелевская премия за 1978 год), Юрий Борисович Харитон (1904—1996), Георгий Антонович Гамов (1904-1968).

Предполагал ли Эрнст Резерфорд, что его исследования, в конце концов, приведут человечество к созданию самого варварского оружия на свете — атомной бомбы? Да, наверное. Но он верил в созидательную силу науки, поскольку именно науке он и посвятил всю свою жизнь.

Одним из важных доказательств сложного состава атомного ядра является радиоактивность. Рассмотрим это явление подробнее.

Открытие радиоактивности

Радиоактивность была открыта в конце XIXв физиком А.Беккерелем. Он изучал явление послесвечения солей урана после облучения их солнечными лучами.

В один из пасмурных дней, Беккерель случайно обнаружил, что соли урана оставляют след на фотопластинке, даже тогда, когда они не облучаются солнцем. Вскоре подтвердилось, что соли урана сами, без облучения, выделяют какие-то невидимые лучи. При этом интенсивность излучения зависела исключительно от количества урана в пробе, никакие химические воздействия на излучение не влияли. Это говорило о том, что открытое излучение имеет не химическую природу, а свойственно самим атомам урана. В дальнейшем выяснилось, что таким же свойством обладают все элементы с порядковым номером более 83.

Рис. 1. Открытие радиоактивности Беккерелем.

Способность излучать невидимые лучи была названа радиоактивностью.

Радиоактивные превращения

Дальнейшие исследования подтвердили это предположение. Выяснилось, что атомы радиоактивного вещества, которые в то время считались неделимыми и неизменными, на самом деле серьезно меняются. В пробе чистого радиоактивного вещества со временем начинает появляться совсем другое вещество, существенно отличающееся по физическим и химическим свойствам от первоначального. При этом и это новое вещество может быть радиоактивным, и в свою очередь также может выделять энергию и невидимые лучи, превращаясь в третье вещество, отличающееся от двух первых. Таким образом, образуются целые ряды радиоактивных веществ, превращающихся одно в другое.

Рис. 2. Радиоактивные ряды.

Состав невидимых лучей

При изучении невидимых радиоактивных лучей выяснилось, что они имеют сложный состав, и могут быть разделены с помощью магнитного поля. Поскольку магнитное поле действует на движущиеся заряды, было ясно, что излучение состоит частиц разных типов с разным знаком заряда.

Положительно заряженные тяжелые частицы, входящие в состав радиоактивных лучей были названы α-частицами. Исследования показали, что масса этих частиц вчетверо больше, чем масса атома водорода, а заряд – вдвое больше. Стало ясно, что α-частицы, фактически, являются ядрами гелия.

Отрицательно заряженные частицы были названы β-частицами. Исследования показали, что это электроны.

Нейтральная часть радиоактивных лучей, названная γ-частицами по всем признакам соответствовала электромагнитному излучению очень большой проникающей способности с малой длиной волны.

Рис. 3. Состав радиоактивного излучения.

Период полураспада

Важным свойством радиоактивного распада была его постоянная скорость, своя для каждого вещества, зависящая только от начального количества пробы. Чтобы характеризовать эту скорость было введено понятие периода полураспада.

Период полураспада $T$ – это время, за которое распадается половина исходного радиоактивного вещества. Для определения числа атомов, остающихся в веществе спустя заданное время $t$, в теории радиоактивности используют формулу радиоактивного распада:

Периоды распада радиоактивных веществ колеблются в очень широких пределах, например, Литий-4 распадается за $10^$ с ! Даже свет за такое время проходит расстояние меньше размера атома. Наибольший измеренный период полураспада имеет Теллур-128 – более $2×10^$ лет, это в сто триллионов раз больше, чем возраст Вселенной.

Что мы узнали?

Читайте также: