Radioaktiivisuus todisteina atomien monimutkaisesta rakenteesta. Havaitsemisen historia, kokeilut, radioaktiivisuustyypit

Kun määräaikaisen lain avattiin,Pitkään kysymys jätti tutkijoille täysin käsittämättömän. Miksi kemikaalien ominaisuudet riippuvat atomimassasta? Tutkijat eivät ymmärtäneet syyjaksoa. Heidän piti käsitellä fyysistä lakia, joka peittää jaksottaisen järjestelmän.

Ihmisten käsien tai luonnonilmiöiden hedelmä?

Säteilyn ilmiö todellisuudessa oli olemassaaina. Ihmiset historiansa alusta elivät niin sanotun luonnollisen radioaktiivisen kentän keskellä. Mutta radioaktiivisuus todisteeksi atomin monimutkaisesta rakenteesta tuli tunnetuksi ilmiö vasta 1900-luvun alussa.

Avaruudesta maanpintaan tulee osaionisoiva säteily. Ihmiset säteilytetään myös lähteistä, jotka sisältyvät maan suuhun ja mineraaleihin. Jopa ihmisen kehossa ovat ne aineet, joita kutsutaan yleisesti radionuklideiksi. Mutta 1800-luvun loppuun asti tutkijat voisivat vain arvata kaiken tämän.

Radioaktiivisuuden tuntemus

Radioaktiivisuus todisteena monimutkaisuudestaatomien rakenne oli tuntematon tavallisille kaivostyöläisille. Esimerkiksi 16-luvulla lyijyä miinat Itävallassa, on ns vuoristotauti kaivosmiestä kuoli massoittain aikakaudella vain 30-40 vuotta. Paikalliset naiset naimisissa useammin kuin kerran, koska kuolleisuus oli korkeampi kuin pelkkä kaivostyöläisten kuolleisuus yli 50 kertaa. Sitten noin vastaanotto, kuten radioaktiivisuuden mittaus, ei kuitenkaan tiennyt. Ihmiset eivät voineet edes kuvitella, että lyijymetju voisi sisältää vaarallista uraania. Vain vuonna 1879 lääkärit totesivat, että "vuoristo-sairaus" on itse asiassa keuhkosyöpä.

Radioaktiivisten prosessien löytäminen Becquerel

1800-luvun lopulla tutkimukset olivatTulos, josta radioaktiivisuus todisteina atomien monimutkaisesta rakenteesta on tullut ilmeiseksi yhteiskunnalle. Vuonna 1896 tutkija AA Becquerel totesi, että uraania sisältävät aineet voivat kirkastaa valokuvakappaletta pimeässä. Myöhemmin tutkija onnistui selvittämään, että uraanilla ei ole tällaista omaisuutta. Sitten puolalainen kemisti Maria Sklodowska-Curie yhdessä aviomiehensä Pierre Curien kanssa löysi kaksi uutta radionuklidia: polonium ja radium.

Becquerelin kokemus oli melko yksinkertainen. Hän otti uraanisuoloja, kääri ne tummankangasta ja näytti sitten auringossa, kuinka tämä aine varastoi energiaa uudelleen. Mutta eräänä päivänä tutkija huomasi, että valokuvauslevy alkaa hehkua, vaikka uraanisuoloja ei olisikin altistunut auringolle. Tämä johti radioaktiivisuuden löytämiseen. Becquerel kutsui tuntemattomia säteilyn röntgensäteitä (samanlainen kuin röntgenkuva).

Rutherfordin kokeet

Englantilainen tiedemies kuljetti edelleen radioaktiivisuuttaErnest Rutherford. Vuonna 1899 hän teki kokeilun tämän ilmiön tutkimiseksi. Se päättyi seuraavassa. Tutkija otti uraanisuolan ja laittoi lyijyn sylinteriin. Kapean aukon kautta alfahiukkasten virta tapahtui yläpuolella olevalle valokuvaalustalle. Kokeiden alussa Rutherford ei käyttänyt sähkömagneettista levyä.

Siksi valokuvauslevy, kuten edellisessäkinkokeita, valaistu samassa kohdassa. Sitten Rutherford alkoi yhdistää magneettikentän. Pienellä arvolla palkki alkoi jakautua kahteen. Kun magneettikenttä kasvoi vieläkin enemmän, levylle ilmestyi pimeä piste. Täten löydettiin erilaisia ​​radioaktiivisuustyyppejä: alfa-, beeta- ja gamma-säteily.

Päätelmät tutkimuksista

Kaikkien näiden kokeiden jälkeen tuli kuuluisaradioaktiivisuuden osoituksena atomien monimutkaisesta rakenteesta. Loppujen lopuksi kävi ilmi, että atomien ytimen sisällä olevat prosessit johtavat tällaiseen säteilyyn. On aiheellista muistuttaa tältä, että antiikin Kreikan päiviltä atomi katsottiin maailmankaikkeuden jakamattomaksi hiukkaseksi. Ainakin sana "atomi" tarkoitti "jakamatonta". Tutkimuksen tuloksena tutkijat oppivat spontaanista sähkömagneettisesta säteilystä sekä uusia atomien hiukkasia - niin fysiikka teki vakavan edistysaskeleen. Radioaktiivisuus, jonka tiedemaailmat löysivät uuden vuosisadan kynnyksellä, osoittivat, että atomi jakautuu osiksi.

Atomin rakenne

Kokeelliset tutkimukset olivatettä atomilla on monimutkainen rakenne. Se koostuu ytimestä ja negatiivisesti varautuneista elektroneista. Vuonna 1932 kotimaiset tutkijat D. Ivanenko ja E. Gapon ja myös itsenäisesti saksalainen fyysikko Heisenberg ehdotti mallin atomin rakenteesta, jota kutsutaan protoni-neutroniksi. Tämän käsitteen mukaan atomi koostuu protonien ja neutronien nimistä. Ne yhdistyvät yhteiseen ydinryhmään.

Lähes koko atomin massa on sen ytimessä. Protoneja, neutroneja ja elektroneja muodostavat alkuainehiukkasten. Kokeellisen tutkimuksen tuloksena todettiin, että aineen sarjanumero määräajoin elementtijärjestelmässä on yhtä suuri kuin sen ytimen varaus.

Radionuklidien ominaisuudet

Ymmärtää, mikä on aradioaktiivisuus ja miten se liittyy atomin ytimen rakenteeseen, on tarpeen hallita muutamia yksinkertaisia ​​termejä. Esimerkiksi radionuklideja kutsutaan nyt radioaktiivisiksi isotooppeiksi. Ne eroavat epävakaista, koska niillä on erilainen puoliintumisaika.

Radioaktiiviset isotoopit muunnetaan toisiinisotoopit, tulevat ionisoivan säteilyn lähteiksi. Eri radionuklideilla on vaihteleva epävakausaste. Jotkut voivat rappeutua satoja ja tuhansia vuosia. Tällaisia ​​radionuklideja kutsutaan pitkäikäisiksi. Esimerkiksi kaikki uraanin isotoopit voivat toimia. Lyhyet elävät radionuklidit puolestaan ​​hajoavat hyvin nopeasti: sekunneissa, minuuteissa tai kuukausina.

Mikä on radioaktiivisuuden mitta?

Radioaktiivisuuden yksikkö on 1 Becquerel. Jos yksi hajoaminen tapahtuu sekunnissa, niin sanotaan, että yhden tai toisen isotoopin aktiivisuus on yhtä kuin Becquerel. Toiminto - tämä on arvo, jonka avulla voit arvioida hajoamisen tehoa aritmeettisesti. Aikaisemmin tutkijat käyttivät eri radioaktiivisuusyksikköä - Curie. Suhde niiden välillä on seuraava: 1 Ki: lle on 37 miljardia Bq.

On erotettava toisistaan ​​erilaiset toimetaineen määrä, esim. 1 kg ja 1 mg. Tieteellisen tietyn aineen toimintaa kutsutaan yleensä erityiseksi aktiviteetiksi. Tämä arvo on kääntäen verrannollinen puoliintumisaikaan.

Radioaktiivisuuden vaara

Radioaktiivisuus todisteena monimutkaisuudestaatomien rakennetta pidettiin yhtenä vaarallisimmista ilmiöistä. Saatuaan lisää tietoa tästä ilmiöstä ihmiset alkoivat kohtuudella pelätä sen seurauksia. Monilla ihmisillä oli käsitys siitä, että suurin uhka voisi olla gamma-säteily. Mutta tämä ei ole aivan totta, ainakin se ei vaaranna elämää. Säteilytys on paljon vaarallisempi sen tunkeutuvuuden vuoksi. Tietysti gamma-säteilyssä tämä luku on suurempi kuin esimerkiksi beetasäteilyllä. Vaara ei kuitenkaan määritä tämä indikaattori vaan annos.

Sama annos voi olla turvallinenmies, jolla on vain yksi paino ja vaarallinen toiselle. Ionisoivan säteilyn vaikutus määritetään käyttämällä absorboitua annosnopeutta. Mutta tämä ei riitä arvioimaan haittaa. Loppujen lopuksi jokainen säteily ei ole yhtä vaarallinen. Säteilyn vaaratekijää kutsutaan punnituskertoimeksi. Sellaisen radioaktiivisuuden yksikköä, jota käytetään arvioimaan säteilyannosta painotuskertoimella, kutsutaan sievertiksi.