 История
открытия
В 1996 году физическая общественность отметила
столетие со дня открытия радиоактивных атомных ядер. Это
открытие привело к рождению новой физики, позволившей понять
структуру атома и атомного ядра, и послужило воротами в странный
и гармоничный квантовый мир элементарный частиц. Как и в случае
многих выдающихся открытий, обнаружение радиоактивности произошло
случайно. В начале 1896 года сразу после открытий В. К. Рентгеном
Х-лучей французский физик Анри Беккерель в
процессе проверки гипотезы о флуоресцентной природе рентгеновского
излучения обнаружил, что ураново-калиевая соль самопроизвольно,
спонтанно, без внешних воздействий испускает жесткое излучение.
 Шотландский
химик Уильям Рамзай и англичанин Фредерик
Содди 13 августа 1903 года сообщили в журнале Nature
о том, что при радиоактивном распаде радия выделяется газообразный
гелий. В тот момент у них не было никакого объяснения того,
как один химический элемент происходит из другого. Позже оба
получили Нобелевскую премию по химии. Рамзай — в 1904
году за открытие благородных газов, Содди — в 1921 году
за первопроходческую роль в изучении радиоактивных элементов
- радия и урана
 Анализируя
проникающую способность радиоактивного излучения урана, Э.
Резерфорд обнаружил две составляющие этого излучения: менее
проникающую, названную  -излучением,
и более проникающую, названную  -излучением.
Третья составляющая урановой радиации, самая проникающая из всех,
была открыта позже, в 1900 году, Полем Виллардом и названа по аналогии
с резерфордовским рядом  -излучением.
Резерфорд и его сотрудники показали, что радиоактивность связана
с распадом атомов (значительно позже стало ясно, что речь идет о
распаде атомных ядер), сопровождающимся выбросом из них определенного
типа излучений. Этот вывод нанес сокрушительный удар по господствовавшей
в физике и химии концепции неделимости атомов.
 В
последующих исследованиях Резерфорда было показано, что -излучение
представляет собой поток -частиц,
которые являются не чем иным, как ядрами изотопа гелия 4Не,
а -излучение
состоит из электронов. Наконец, -излучение
оказывается родственником светового и рентгеновского излучений
и является потоком высокочастотных электромагнитных квантов,
испускаемых атомными ядрами при переходе из возбужденных в более
низколежащие состояния.
Очень любопытной оказалась природа -распада
ядер. Теория этого явления была создана
лишь в 1933 году Энрико Ферми, который использовал
гипотезу Вольфганга Паули о рождении в -распаде
нейтральной частицы, имеющей близкую к нулю массу покоя и названной
нейтрино. Ферми обнаружил, что -распад
обусловлен новым типом взаимодействия частиц в природе —
"слабым" взаимодействием и связан с процессами превращения
в родительском ядре нейтрона в протон с испусканием электрона
е- и антинейтрино v- (-
-распад), протона в нейтрон с испусканием позитрона е+ и нейтрино
v (+-распад),
а также с захватом протоном атомного электрона и испусканием
нейтрино v (электронный захват).
 Четвертый
вид радиоактивности, открытый в России в 1940 году молодыми
физиками Г. Н. Флеровым и К.А. Петржаком,
связан со спонтанным делением ядер, в процессе которого некоторые
тяжелые ядра распадаются на 2 осколка с примерно равными массами.
Но и деление не исчерпало всех видов радиоактивных превращений
атомных ядер. Начиная с 50-х годов, физики методично приближались
к открытию протонной радиоактивности ядер. Для того, чтобы ядро,
находящееся в основном состоянии, могло самопроизвольно испускать
протон, необходимо, чтобы энергия отделения протона от ядра
была положительной.
В 1984 году независимые группы ученых в Англии и России открыли
кластерную радиоактивность некоторых тяжелых ядер, самопроизвольно
испускающих кластеры – атомные ядра с атомным весом от 14 до
34. А пока интенсивно продолжаются поиски ядер, которые испускали
бы из основных состояний нейтроны (нейтронная радиоактивность)
или 2 протона (двухпротонная радиоактивность).
Источник:
С. Г. Кадменский «Радиоактивность
атомных ядер: история, результаты, новейшие достижения».
Опубликовано в Соросовском образовательном журнале номер 11,
1999 г.
Иллюстрации:
Великие
ученые. Анри Беккерель
Энциклопедия
- Россия-Он-Лайн
Фредерик
Содди
Большая
Энциклопедия Кирилла и Мефодия 2001 г.
Великие
физики. Ферми
History
of RI
назад
|
