Радиоактивтіктің ашылуы

«Атом ядросы» және «элементар бөлшектер» ұғымдары физика курсында жиі кездеседі. Атом ядросының өзі элементар бөлшектерден тұрады. Атом ядроларының құрылысы мен түрленуін зерттейтін физика бөлімі ядролық физика деп аталады.

Атомдардың тұрақты еместігі XIX ғасырдың соңында анықталды. Ал небәрі 46 жыл өткен соң ядролық реактор жасалды. Бұл ядро физикасының тарихи тұрғыдан өте жылдам қарқынмен дамығанын көрсетеді.

Негізгі идея

Радиоактивтіктің ашылуы атом ядросының күрделі құрылысын дәлелдейтін құбылыстардың бірі болды және ол көп жағдайда сәтті кездейсоқтықтың нәтижесі ретінде тарихқа енді.

Беккерель тәжірибелері: күтпеген нәтиже

Өздерің білетіндей, рентген сәулелері алғаш рет шапшаң электрондардың разрядтық түтіктің шыны қабырғаларымен соқтығысуы кезінде алынған. Сонымен қатар түтік қабырғаларының жарық шығаруы да байқалған.

Анри Беккерель ұзақ уақыт бойы алдын ала күн сәулесіне ұшыратылған заттардың кейіннен сәуле шығаруын зерттеді. Ол мынадай сұрақ қойды: уран тұздарын сәулелендіргеннен кейін көрінетін жарықпен бірге рентген сәулесіне ұқсас сәуле де пайда болуы мүмкін бе?

Тәжірибе барысы

Фотопластинаны тығыз қара қағазға орады.
Үстіне уран тұзының қиыршықтарын септі.
Алғашында ашық күн сәулесіне қойып, айқындағанда пластинаның тұз жатқан бөліктері қарайғанын көрді.

Бұл нені білдірді?

Демек, уран рентген сәулесіне ұқсас, мөлдір емес денелерден өтіп, фотопластинаға әсер ететін белгісіз сәуле шығарады.

Кездейсоқтықтың рөлі: «күнсіз» тәжірибе

Беккерель бастапқыда бұл сәуле шығару күн сәулесінің әсерінен пайда болады деп ойлады. Алайда 1896 жылдың ақпанындағы бір бұлтты күні тәжірибені жалғастыру мүмкін болмай, ол үстіне уран тұзы себілген мыс крест қойылған фотопластинаны үстелдің суырмасына салып қояды.

Екі күннен кейін пластинаны айқындағанда, онда крестің айқын көлеңкесі түрінде дақ пайда болғаны байқалды. Бұл — уран тұздары сыртқы факторлардың әсерінсіз-ақ өздігінен сәуле шығаратынын көрсетті. Осыдан кейін қарқынды зерттеулер басталды.

Әрине, бұл сәтті кездейсоқтық болмағанның өзінде, радиоактивтік құбылыс ерте ме, кеш пе бәрібір ашылар еді.

Беккерель анықтаған маңызды фактілер

Беккерель уран тұздарының сәулесі рентген сәулелері сияқты ауаны иондайтынын байқайды. Соның салдарынан электроскоп разрядталады.

Ол уранның әртүрлі химиялық қосылыстарын тексеріп, сәуле шығарудың интенсивтілігі қосылыстың түріне тәуелсіз екенін, тек препараттағы уран мөлшерімен анықталатынын көрсетті.

Демек, бұл қасиет қосылыстарға емес, уран элементінің өзіне, оның атомдарына тән.

Кюрилер және жаңа элементтер: торий, полоний, радий

Ураннан басқа элементтердің де өздігінен сәуле шығару қабілеті бар-жоғын тексеру заңды қадам еді. 1898 жылы Францияда Мария Склодовская-Кюри және басқа ғалымдар торийдің сәуле шығаратынын байқады.

Бұдан кейін жаңа элементтерді іздеуде негізгі күш салғандар — Мария Склодовская-Кюри мен оның жұбайы Пьер Кюри. Уран мен торийі бар рудаларды жүйелі зерттеу нәтижесінде олар бұрын белгісіз жаңа элементті бөліп алды. Мария Склодовская-Кюридің отаны — Польшаның құрметіне ол полоний деп аталды.

Көп ұзамай өте қуатты сәуле шығаратын тағы бір элемент ашылды. Ол радий (яғни «сәулелі») деп аталды. Өздігінен сәуле шығару құбылысын ерлі-зайыпты Кюрилер радиоактивтік деп атады.

Радий туралы қысқаша

Салыстырмалы атомдық массасы: 226.
Д.И. Менделеев кестесіндегі орны: 88-нөмір (Кюри ашқанға дейін бұл торкөз бос болған).
Химиялық қасиеттері бойынша: сілтілік жер элементтеріне жатады.

Қорытынды байқау

Кейінірек реттік нөмірі 83-тен жоғары химиялық элементтердің барлығы дерлік радиоактивті болатыны анықталды. Бұл жаңалықтар атом ядросының ішкі құрылымы мен түрлену құбылыстарын түсінудің іргетасын қалады.