Історія відкриття радіоактивності

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Індивідуальне завдання

на тему: «Історія відкриття радіоактивності»

Виконала: студентка групи ЕТ-455

Понтус Інна

Перевірив: доц. Дроздов О.І.

Одеса 2013

Ідея про складну будову атомів висловлювалася задовго до того, як були отримані експериментальні дані, що дозволили створити сучасну модель атома.

Серед вчених, що висловлювали цю ідею, слід особливо відзначити російського революціонера М.О. Морозова, який ще в 80-90-х роках минулого століття, грунтуючись на періодичному законі Менделєєва, докладно розробив теорію будови атома з електричних зарядів.

У 1912 р. вдалося отримати переконливі докази реальності існування атомних ядер [1].

Однак історія наших знань про атомні ядрах починається з більш раннього періоду.

Ядерний літопис слід вести з 1896 р. Почалося все з однієї наукової помилки, або, щоб бути більш точним, з неправильної наукової гіпотези.

Питання стояло про природу загадкових тоді «X-променів», відкритих незадовго перед цим (1895 р.).

Учені всіх країн перебували тоді під враженням цього відкриття. Робота Рентгена ретельно вивчалася й обговорювалася. Французький вчений Анрі Беккерель звернув увагу на зазначення Рентгена про те, що виявлені їм невидимі оком рентгенівські промені виходять з кінця скляної трубки, що світиться жовтувато-зеленим світлом, що нагадує світло флюоресцирующих речовин. І жовто-зелене свічення, і рентгенівські промені виходили з одного і того ж місця скляної трубки. Це не було випадковістю.

У трубці, з якою виробляв свої дослідження Рентген, виникнення «X-променів» завжди супроводжувалося жовтувато-зеленим світінням скла.

Беккерель довгий час займався вивченням різних флюоресцирующих речовин, які під впливом сонячного освітлення починають випромінювати своє власне, характерне для них світло.

Думка, яка послужила поштовхом до дослідів Беккереля, була проста - чи не є флюоресценція причиною рентгенівських променів? Може бути, рентгенівські промені існують завжди, коли є флюоресценція? Зараз, у світлі наших знань про будову атома і природі рентгенівських променів, ця думка здається смішною, але в той час, коли природа цих променів була невідома, це припущення здавалося цілком природним.

Треба сказати, що Беккерелю пощастило. Завдяки щасливому випадку в якості флюоресцентної речовини він взяв одну з солей урану - подвійну сірчанокислу сіль урану і калію. Ця обставина обумовила успіх досвіду. Сам досвід був вкрай простий і полягав у наступному.

Фотографічна пластинка ретельно завертала в чорний папір, не прозору для видимих променів. Поверх паперу на платівку містилася подвійна сірчана сіль урану-калію. Після цього платівка виставлялася на яскраве сонячне світло. Через декілька годин платівка виявлялася з дотриманням всіх необхідних запобіжних заходів. При цьому на платівці було виявлено темну пляму, що нагадувала по своїй формі контури флюоресцентної речовини.

Серією контрольних дослідів Беккерель показав, що це потемніння з'явилося в результаті дії на фотографічну пластинку променів, що виходять з подвійної сірчанокислої солі урану-калію і проходять через непроникний для сонячного світла чорний папір.

Спочатку Беккерель не сумнівався в тому, що це і є рентгенівські промені, однак дуже скоро він зрозумів, що помилився.

Одного разу трапилося так, що день, в який він виробляв свої досліди, був похмурим, і сіль урану майже не флюоресцірувала. Вважаючи, що досвід буде невдалим, він прибрав платівку разом з подвійною сірчанокислою сіллю урану-калію в шафу, де вона і пролежала кілька днів. Перед новим досвідом, не будучи впевненим у придатності цієї платівки, він її виявив. На свій подив, він виявив на платівці потемніння, що представляли відбиток солі, причому інтенсивність відбитка була надзвичайно сильною. Тим часом в темній шафі сіль не флюоресціювала. Отже, справа була зовсім не в флюоресценції: щось діяло на платівку й без неї.

Було очевидно, що Беккерель зіткнувся з якимись новими променями. Дуже швидко вдалося встановити, що ці промені зобов'язані своїм виникненням урану. Тільки ті з флюоресцуючих речовин, до складу яких входив уран, діяли на фотографічну пластинку. На фотопластинку діяли будь-які солі урану, проте найсильніше діяв сам уран.

Промені, відкриті Беккерелем, дещо подібні з променями Рентгена.

Вони діють на фотопластинку, проходять через чорний папір і мають шари металу невеликої товщини.

Є, однак, і велика різниця між цими променями. Рентгенівські промені виникають при електричному розряді, що відбувається в сильно розрідженому газі. Тиск газу має бути близько однієї мільйонної частки атмосферного тиску.

До електродів, між якими відбувається розряд, необхідно докласти дуже високу напругу, що у сотні разів перевищує напругу в 110 вольт, якою ми користуємося в повсякденному житті. Рентгенівські промені виникають при цих умовах незалежно від природи газу, що наповнює рентгенівську трубку, а також незалежно від речовини, з яких зроблені електроди.

Промені Беккереля не вимагають ніякої електричної напруги, ані великої, ні малої. Не потрібен і розріджений газ. Рентгенівські промені виникають тільки в присутності електричного розряду; промені Беккереля випромінюються завжди, весь час, безперервно. Але їх випромінює тільки уран.

Чи тільки уран? Це питання і було поставлено Марією Склодовською-Кюрі.

Пошуки Марії Кюрі були тривалі й неймовірно важкі. Вони тривали близько двох років, протягом яких було досліджено величезну кількість різних солей, мінералів, рудних порід. Нарешті, Кюрі домоглася успіху. Виявилося, що солі торію також випускають промені Беккереля. Так само, як і у випадку урану, виявилося, що інтенсивність беккерелевих променів тим більше, чим більше торію містилося в речовині, і що чистий торій в порівнянні з його сполуками відрізняється найбільшою інтенсивністю.

У пошуках речовин, що випускають беккерелеви промені, Марія Кюрі не користувалася фотографічною платівкою. Вона застосовувала іншу чудову властивість цих променів, виявлену Беккерелем.

У своїх перших дослідах він зауважив, що під впливом променів, що випускаються ураном, повітря стає провідником електрики. Ця чудова властивість беккерелевих променів сильно спрощує пошуки речовин, які їх випромінюють.

Випробування речовини виробляється просто: заряджають електроскоп - прилад, що дозволяє вимірювати електричні заряди. Коли електроскоп заряджають, його листочки, прикріплені до металевого стрижня, відштовхуються один від одного і розходяться на деякий кут, більший ніж заряд, який отримує електроскоп. У такому положенні листочки будуть знаходитися до тих пір, поки на стерженька електроскопа буде зберігатися заряд. Заряд ж буде зберігатися лише в тому випадку, якщо листочки будуть добре ізольовані від корпусу електроскопа. Повітря, як відомо, є добрим ізолятором, тому зазвичай листочки, що відійшли один від одного, досить довго зберігають своє положення.

Варто, однак, внести до електроскоп трохи урану або його солей, як він швидко розрядиться, листочки спадуть і з'єднаються один з одним. Так, протягом буквально двох-трьох хвилин можна встановити, випромінює дана речовина промені Беккереля чи ні (слід зазначити, що цей простий спосіб виявлення речовин випромінюючих промені Беккереля знаходить собі застосування і понині).

Продовжуючи свої пошуки, Кюрі натрапила на дивний факт. Виявилося, що уранова смоляна обманка - руда, з якої добувають металевий уран, випускає беккерелеві промені з набагато більшою інтенсивністю, ніж чистий уран. Стало ясно, що в смоляний обманці знаходиться у вигляді домішки якась нова речовина, здатна випускати промені Беккереля з дуже великою інтенсивністю, бо мала домішка цієї речовини, що вислизає від уваги хіміків, випромінювала сильніше, ніж уран, якого в руді було незрівнянно більше.

Довгою і наполегливою працею Марія Кюрі, що працювала разом зі своїм чоловіком П'єром Кюрі, вдалося виділити дві нових речовини - носіїв беккерелевского випромінювання. Всім речовинам, здатним випромінювати промені Беккереля, Марія Кюрі дала загальну назву - радіоактивні (що означає здатні випускати промені), а саме явище - випускання цих променів - отримало назву радіоактивності.

Надалі і самі промені, відкриті Беккерелем, стали називати радіоактивними променями.

Дві нових речовини, відкритих Кюрі, не перебували в списку раніше відомих елементів (уран і торій були відомі задовго до відкриття Беккереля). Це були нові елементи. Один з них був названий полонієм (на честь Польщі - батьківщини Марії Склодовської-Кюрі), інший радіоактивний елемент, подібний за хімічними властивостями з барієм, назвали радієм.

Відкриття радію було великою справою. За своїм значенням його можна сміливо поставити в один ряд з відкриттям променів Беккереля або Рентгена. Інтенсивність випромінювання радію опинилася в мільйон разів більшою за інтенсивність променів урану. Це кількісне розходження призвело до величезних наслідків. Завдяки силі радієвого випромінювання вдалося помітити цілий ряд нових властивостей радіоактивних променів, а деякі з них знайшли себе незабаром і в практичному застосуванні.

Про властивості радіоактивного випромінювання

Одного разу Беккерель взяв у П'єра Кюрі невелику кількість препарату радію, укладеного в скляну трубочку, з тим, щоб продемонструвати його властивості студентам на лекції. Трубочку з радієм він поклав у кишеню жилета. Кілька годин він проходив з Радієвим препаратом. Через кілька днів він виявив у себе на шкірі, в тому місці, яке знаходилося проти кишені жилета, почервоніння, яка нагадувало за своєю формою трубочку з препаратом радію. Ще через кілька днів Беккерель відчув сильний біль, шкіра почала тріскатися, утворилася виразка, він був змушений звернутися до лікаря. Лікар лікував цю рану так само, як лікують опік. Приблизно через два місяці рана зарубцювалася.

П'єр Кюрі виконав на собі ряд дослідів з метою перевірки і уточнення дії променів радію, про який повідомив йому Беккерель. Повідомлення підтвердилося. Десятигодинне опромінення шкіри на руці препаратом радію привело через кілька днів до таких самих наслідків: почервоніння, запалення, відкрита рана, на лікування якої знадобилося чотири місяці.

Дослідами Кюрі зацікавився доктор Данло, який займався систематичним вивченням дії променів радію на тварин, а потім і на людей.

Незабаром з'ясувалося, що слабкі дози променів радію здатні в деяких випадках робити благотворний вплив на організм. Наприклад, вони добре виліковували різні шкірні захворювання. Після того, як результати цих дослідів стали відомі, вивчення медичної і біологічної дії променів радію прийняло широкий характер. Через деякий час було відмічено, що промені радію по-різному діють на різні клітини і тканини. Ті клітини, які швидко розмножуються, особливо сильно страждають від руйнівної дії променів радію.

Це видатне відкриття одразу визначило практичну цінність променів. Радій став неоціненним помічником лікарів у боротьбі зі страшною хворобою людства - раковими захворюваннями.

Ракова пухлина складається з надзвичайно швидко розмножуючих клітин, тому промені радію діють на неї набагато більш руйнівно, ніж на нормальні здорові тканини. Лікування радієм проводиться таким чином: препарат радію, поміщений у золотий футляр, розташовують можливо ближче до пухлини і протягом деякого часу проводять опромінення. Якщо хвороба не дуже запущена і якщо пухлина не надто глибоко залягає в організмі, лікування йде цілком успішно і швидко.

Інша властивість променів радію, також одержала практичне застосування. радій беккерель промінь радіоактивний

Виявилося, що промені радію, так само як і сонячні промені, здатні порушувати флюоресценцію різних флюоресцируючих речовин. Цілком мікроскопічні частки радію змушують яскраво світитися в темряві екрани із сірчистого цинку, платіносінеродістого барію та інших подібних речовин.

Домішуючи до сірчистого цинку незначні частки радію, ми отримуємо склад, що безперервно світиться в темряві. Цим і скористалися, наприклад, для виробництва годинників зі світловим циферблатом. Під час першої світової війни даним складом обмазували рушничні приціли, щоб можна було цілитися в темряві. Часто ними покривають стрілки і ділення різних приладів, щоб можна було і в темряві бачити їх свідчення. Сяючі склади застосовуються і зараз у багатьох галузях техніки і у військовій справі [2].

Енергія, яку випромінює радій

Флюоресцируючі речовини випромінюють світло тільки тоді, коли вони попередньо освітлені сонячним світлом. Якщо оберегти речовини від потрапляння на них сонячних променів, то вони перестають світитися.

Коли було встановлено, що і промені радію теж викликають флюоресценцію, вчені відразу ж помітили, що справа тут виглядає вельми своєрідно. Крупинка радію, домішана, наприклад, до сірчистого цинку, змушує його флюоресціювати безперервно. І день, і ніч, і тиждень, і місяці, і рік велося спостереження, а сірчистий цинк продовжував флюоресціровать без помітного ослаблення інтенсивності випускається їм. Вийшов досить парадоксальний результат. Якщо флюоресценція викликається радіоактивними променями, то радій "випромінює ці промені без видимого ослаблення інтенсивності неперервна і невизначено довго. Як же це може бути? Адже, напевно, ці промені, як і всякі інші, мають енергію? Виходить, що радій безперервно випромінює енергію? Відповідь на це питання дав П'єр Кюрі.

Незабаром після отримання сильних препаратів радію він зауважив, що речовина, яка містить радій, завжди тепліше, ніж навколишні предмети. Цією обставиною він і вирішив скористатися для вимірювання енергії, що виділяється радієм. Він взяв калориметр - прилад, зазвичай вживаний для вимірювання теплової енергії. Калориметр мав досить товсті стінки, щоб радіоактивні промені без остачі поглиналися них і в льоду, яким він був наповнений. Так як на той час експериментальні дані про поглинання радіоактивних променів різними тілами були досить добре відомі, такий калориметр можна було порівняно легко розрахувати. Про величину енергії, що виділяється радієм, можна було судити за кількістю розталого льоду. Знаючи, скільки тепла потрібно на розплавлення одного грама льоду (прихована теплота плавлення) і, зваживши кількість розплавленого льоду, можна встановити, скільки тепла за обраний для дослідження проміжок часу виділяє взята кількість радію. Звідси легко розрахувати, скільки енергії виділяє один грам радію в секунду.

З цих вимірів Кюрі знайшов, що один грам радію виділяє на годину 140 малих калорій. 140 малих калорій - це невелика енергія (нагадаємо, що мала калорія - це кількість тепла, здатна нагрівати один грам води на один градус Цельсія).

Таким чином, енергія, що виділяється радієм, така мала, що кількість її, необхідна для нагрівання однієї склянки води до кипіння, виділиться одним грамом радію тільки протягом шести діб.

Енергія, що виділяється радієм в одну годину, невелика, але ж вона виділяється безперервно, протягом дуже великого проміжку часу. Отже, загалом радій виділяє велику кількість енергії. Виникає природне запитання, звідки ж радій черпає цю енергію?

Одним з основних законів фізики є закон збереження і перетворення енергії. Цей закон встановлений на підставі спостережень і досліджень, що охоплюють і узагальнюють всі відомі в науці факти.

Згідно з цим законом енергія не виникає і ніколи не зникає; можливі лише переходи енергії з однієї форми в іншу.

Слід відзначити тут, що великий російський вчений М. В. Ломоносов, перший відкрив існування закону збереження речовини, ясно бачив, що існують закони збереження та інших основних природних величин і, отже, передбачив відкриття закону збереження і перетворення енергії. У його "Роздумах про твердість і рідини тіл» ми знаходимо такі чудові рядки: «Усі зміни, в натурі трапляються, такого суть стану, що скільки чого в одного тіла відніметься, стільки додати до іншого. Так, коли де убуде трохи матерії, то збільшиться в іншім місці; скільки годин покладе хто на чування, стільки ж сну відніме. Цей загальний природний закон простирається й у самі правила руху, бо тіло, що рухається своєю силою інше, стільки ж воно втрачає, скільки повідомляє іншому, яке від нього рух отримує ».

Енергія радіоактивних речовин виділяється у вигляді радіоактивних променів і притому безперервно. Перший час ніяк не вдавалося пов'язати це виділення енергії із будь-якою зміною самих радіоактивних речовин. Здавалося, що запас цієї енергії в радіоактивних речовинах безмежний.

Утруднення, що виникло у зв'язку з випромінюванням радію, ускладнювався ще рядом інших фактів, добутих вченими.

Природно, що коли ми бажаємо вивчити яке-небудь, явище, то передусім шукаємо, які сили природи впливають на це явище, що здатне змінити характер його.

Коли такі сили знайдені, легше намітити шлях, по якому треба йти, щоб зв'язати розглядане явище з іншими, раніше добре вивченими.

Однак і тут дослідників спіткала невдача.

Вони не змогли знайти ніяких факторів, здатних вплинути на радій. Ні самі високі або низькі температури, ні самі сильні електричні та магнітні поля, ні величезний тиск, ні найсильніші хімічні реактиви, одним словом, ні одне з усіх могутніх засобів фізичної лабораторії не могло вплинути на здатність радію випромінювати енергію.

На початку нашого століття слово радій було в багатьох на вустах.

Загадка радіоактивності хвилювала всіх вчених, особливо фізиків, і майже всі вони прагнули знайти пояснення цим, що здавався таємничими, фактам. Шлях був один - вивчати властивості радіоактивних променів і шукати сліди будь-яких змін, що відбуваються з радієм. Але як шукати? Прагнучи розгадати таємницю радіоактивності, вчені йшли різними шляхами, і результати їх величезної творчої роботи не забарилися.

Альфа-, бета- і гамма-промені

Ми вже згадували про численні спроби вплинути на здатність радію випромінювати радіоактивні промені. Ці спроби не привели ні до якого результату. Проте, намагаючись впливати на радій магнітним полем, П'єр і Марія Кюрі виявили, що хоча лучеіспускающая здатність радію при приміщенні його в магнітне поле не змінюється (інтенсивність випромінювання залишається незмінною), самі радіоактивні промені зазнають сильної зміни при проходженні через магнітне поле.

Однорідний до вступу в магнітне поле промінь розділяється полем на два промені. Один з цих променів поширюється так, як якщо б магнітне поле на нього абсолютно не діяло, інший промінь під впливом поля різко змінює напрямок свого руху.

На час дослідів Беккереля фізикам вже були відомі промені, здатні відхилятися в магнітному полі. Це були промені, утворені потоком електрично заряджених частинок, що рухаються в одному напрямку.

З напрямку відхилення можна визначити знак заряду, тобто встановити, чи є заряд частки позитивним чи негативним. Більш докладні відомості могли бути отримані при спостереженні руху цих частинок у магнітному та електричному полях.

Як ми побачимо далі, в цьому випадку можливо визначити не тільки заряд, але і його відношення до маси рухомої частинки. З дослідів Кюрі випливало, що рухомі заряди негативні, а зміряне відношення заряду до маси виявилося рівним 5,3-10 ¹⁷ електростатичних одиниць на грам.

Таким же відношенням заряду до маси мають електрони, що мають негативний електричний заряд. З цього зіставлення можна було укласти, що принаймні частина променів, що випускається радієм, являє собою потік електронів, що рухаються.

Була виміряна величина швидкості електронів, що випускаються радієм. Вона виявилася дуже великою. Деякі з електронів мали швидкість, близьку до швидкості світла, тобто близько 3.00 000 км на секунду.

Ці дослідження трохи відкрили таємниче покривало, яке огортало радіоактивні промені, - виявилося, що частина їх являє собою потік електронів, що рухаються. Але що ж являє собою інша частина променів, яка не відхиляється магнітним полем?

За її дослідження взявся Резерфорд. Він зауважив, що неотклоняемая в магнітному полі частина радіоактивних променів володіє такими ж дивними особливостями в поглинанні, як і весь пучок. Добре було відомо і раніше, що при проходженні радіоактивних променів через речовину різної товщини вони поглинаються спочатку дуже сильно, а потім повільно, так що, загалом, вони можуть проходити через значні товщі речовини. Тому можна було думати, що радіоактивні промені неоднорідні і представляють собою «суміш» різних променів, одні з яких поглинаються сильно, а інші слабо. Така думка до дослідів П'єра і Марії Кюрі ніким не висловлювалася. Проте, коли досліди Кюрі підтвердили складність складу радіоактивного випромінювання, природно було припустити, що сильно поглинається частина випромінювання є потоком електронів, а інша частина цих променів, яка, подібно променям Рентгена, не відхиляється магнітом, так само як і промені Рентгена, порівняно слабко поглинається речовиною.

Досвід, однак, показав, що ця частина радіоактивних променів веде себе по відношенню до поглинання так само, як і весь пучок. Вже дуже тонкі шари речовини різко послаблюють її інтенсивність, а потім навіть порівняно товсті шари речовини поглинають залишаються промені незначно.

Це відмінність і спонукало Резерфорда до подальших досліджень.

А що, якщо і та частина променів радію, яку П'єр і Марія Кюрі не змогли відхилити магнітним полем, теж неоднорідна? Що, якщо вони користувалися слабким магнітним полем? Може бути, сильне магнітне поле надасть іншу дію? І Резерфорд повторює їх спроби, але при цьому він створює магнітне поле, набагато більш сильне, ніж у їх дослідах.

Результат дослідів Резерфорда виявився вражаючим. Пучок променів, який в дослідах Кюрі не відхилявся магнітним полем, у магнітному полі Резерфорда в свою чергу розщепився на дві частини. Одна з них як і раніше не відхилялася магнітним полем, а інша частина під дією сильного магнітного поля злегка відхилялася від свого початкового напряму. Вельми цікавим виявилося те, що ці промені відхилялися в бік, протилежний відхиленню електронів. Отже, і ця частина радіоактивних променів являє собою потік заряджених часток (бо на рух незаряджених частинок магнітне поле не діє) і притому заряджених позитивно.

Досвід показав, що нові складові радіоактивних променів щодо поглинання вели себе цілком певним чином.

Та частина радіоактивного випромінювання, яка абсолютно не відхилялася магнітним полем, поглиналася дуже незначно. Та ж частина радіоактивного випромінювання, яку Резерфорду вперше вдалося відхилити, поглиналася надзвичайно сильно. Складалося враження, що промені, що спостерігалися спочатку Беккерелем, являють собою суміш трьох типів проміння.

Рисунок 1

На рис. 1 наведено схематичне зображення поділу радіоактивних променів магнітним полем.

Радіоактивні промені складаються з променів трьох різних типів.

Альфа-променями назвали ті промені, які магнітним полем відхиляються слабо і являють собою потік позитивно заряджених частинок. Бета-променями стали називати ті промені, які порівняно сильно відхиляються магнітним полем і являють собою потік електронів.

Гамма-променями стали називати промені, які зовсім не відхиляються магнітним полем. Слід зазначити, що альфа-промені відхиляються в магнітному полі у вигляді вузького пучка, в той час як бета-промені відхиляються магнітним полем у вигляді широкого розмитого пучка. Ця обставина говорить про те, що альфа-промені, що вилітають з радію, мають однакову енергію, а бета-промені є потоком електронів різної енергії.

Поділ радіоактивних променів на альфа-, бета-і гамма-промені дозволило дослідити їх властивості окремо. Ось деякі результати цих досліджень.

Альфа-промені поглинаються найбільш сильно. Тонкий листочок слюди або алюмінію товщиною всього лише в 0,05 мм поглинає альфа-промені майже повністю. Досить звернути радій в звичайну писальний папір, щоб поглинути всі альфа-промені. Альфа-промені сильно поглинаються повітрям.

Шар повітря товщиною всього лише в 7 см поглинає альфа-промені радію майже без остачі.

Бета-промені поглинаються речовиною значно слабкіше. Вони в стані ще в помітній кількості пройти через пластинку алюмінію завтовшки в декілька міліметрів.

Гамма-промені поглинаються у багато разів слабкіше бета-променів. Вони проходять через пластинку алюмінію товщиною в кілька десятків сантиметрів. Платівка свинцю товщиною в 1,3 см послаблює інтенсивність гамма-променів всього лише в два рази.

Крім розбіжності у ступеня поглинання, між альфа-, бета-і гамма-променями існує велика відмінність в характері поглинання.

Найбільш виразно вона проявляється у зміні інтенсивності цих променів при поступовому зростанні товщини поглинаючого речовини.

Бета-і гамма-промені поглинаються поступово. Вже самі невеликі шари речовини в деякій мірі поглинають ці промені. Число електронів та інтенсивність гамма-променів поступово падають зі збільшенням товщини шару, що фільтрує.

Альфа-промені поводяться зовсім інакше. При проходженні через малі шари речовини число альфа-часток не змінюється. Зменшується лише енергія цих часток. Із зростанням товщини поглинаючого шару енергія частинок продовжує зменшуватися, але число їх зберігається. Так буде відбуватися до тих пір, поки товщина поглинаючого шару не досягне деякої певної величини. Фільтр такої товщини затримає відразу всі альфа-частинки.

Таким чином, кожна альфа-частинка, що проходить в даній нормальній речовині має цілком певний шлях. Цей шлях прийнято називати пробігом альфа-частинки. Пробіг альфа-частинки залежить від її енергії і від природи речовини, в якому вона рухається. Встановивши зв'язок між пробігом і енергією альфа-частинок, можна надалі за величиною пробігу визначати енергію альфа-часток. Таким методом вимірювання енергії альфа-часток широко користуються на практиці.

Сильне поглинання альфа-частинок може бути використано для вивчення їх властивостей.

Якщо взяти радіоактивну речовину у вигляді кульки, то альфа-промені, що виходять з усього обсягу цієї кульки, поглинаються в самому кульці. Лише дуже тонкий поверхневий шар цієї речовини випускає альфа-промені, здатні вийти назовні. Тому поза такої кульки повинні спостерігатися головним чином бета-і гамма-промені. Якщо ж радіоактивна речовина розподілити дуже тонким шаром, то будуть діяти майже-в однаковій кількості всі три роди променів.

Порівнянням дії радіоактивних променів від товстого радіоактивного джерела з дією радіоактивного препарату, розподіленого у вигляді дуже тонкого шару, було встановлено, що саме альфа-промені відповідальні за те, що радіоактивні промені викликають флюоресценцію і роблять повітря провідником електрики.

Добре відомо, що повітря робиться провідником електрики в тому випадку, якщо в ньому утворюються заряджені атоми - іони. Альфа-промені ионизуют повітря приблизно в сто разів сильніше, ніж бета-і гамма-промені від того ж радіоактивного джерела. Але на освіту іонів - на іонізацію повітря потрібна енергія. Було встановлено, що на утворення однієї пари іонів у повітрі потрібна цілком певна енергія, що дорівнює 33 електрон-вольт.

Так як альфа-частинки утворюють багато іонів, то при своєму русі в повітрі вони витрачають велику кількість енергії. Цим і пояснюється описане раніше властивість альфа-променів сильно поглинатися різними речовинами. Згодом ми розповімо, як було виміряно кількість пар іонів, що створюються однієї альфа-частинкою.

Зараз ми обмежимося тільки зазначенням цієї цифри. Виявилося, що одна альфа-частинки створює в віз дусі близько 200000 пар іонів. Це дозволяє нам оцінити енергію одній альфа-частинки. Енергія альфа-частинки виявилася приблизно рівною 6000000 електрон-вольт [3].

Список використаних джерел

1. Енциклопедія: Пер. з англ. М.: Прогрес, 1992.

2. Іоффе А.Ф. Про фізика і фізиків, Л.: «Наука», 1977

3. Основи екології / За ред. Покропивного М.І. К., 2000.

Размещено на Allbest.ru