Явление радиоактивности

Явление радиоактивности впервые наблюдалось в 1843 году французским химиком Абелем Ньепсом де Сен-Виктором (племянником изобретателя фотографии Nicóphore Niepce).

Вторично было открыто в 1896 году французским физиком Анри Беккерелем (Нобелевская премия 1903 совместно с П.Кюри и М.Складовской-Кюри), изучавшим люминесценцию солей урана. Это явление заключается в превращении неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого элемента, сопровождающееся испусканием некоторых частиц. Радиоактивностью считается и превращение одних элементарных частиц в другие, например, нейтрона в протон. В 1898 году Пьер и Мария Кюри открыли еще два радиоактивных элемента ²²⁶₈₈Ra и ²¹⁰₈₄Po. Радиоактивность, наблюдающаяся у существующих в природе неустойчивых изотопов, называется естественной. В природе имеются первичные радиоактивные элементы ⁴⁰₁₉K, ²³²₉₀Th, ²²⁶₈₈Ra, ²³⁵₉₂U и вторичные радиоактивные элементы ³₁H, ¹⁴₆C.

Радиоактивность изотопов, полученных в результате ядерных реакций, называется искусственной (их более 10³). Интенсивность радиоактивного излучения пропорциональная концентрации вещества и не зависит от внешних условий (T, p, E, H). Анализ состава излучения производился М.Кюри, Э.Резерфордом, Дж.Ройдсом, П.У.Виллардом в 1897-1900гг.

На рис. 1 представлена схема разделения радиоактивных лучей на 3 части - a (ядра ⁴₂He), b (электроны) и g (жесткое электромагнитное излучение).

Все радиоактивные излучения:

- обладают химическим действием (в частности, вызывают почернение фотопластинки);

- вызывают ионизацию газов (иногда и жидкостей);

- возбуждают флюоресцентное свечение твердых и жидких тел.

S g

b

a

²²⁶₈₈Ra N

Pb

Рис. 1

Эти свойства лежат в основе методов обнаружения и исследования свойств радиоактивных излучений.

Как показали калориметрические исследования П.Кюри и А.Лаборда (рис. 2) радиоактивные излучения сопровождаются выделением энергии. Так 1г радия выделяет 102 Дж/час. Для нагревания стакана воды на 1^оС необходимо ~ 1000 Дж, т.е. порядка 10 часов.

G 3

R_a Лед

1 2

Рис. 2

1,2 – сосуды Дьюара, 3 – дифференциальная термопара, G - гальванометр.