<<
>>

История открытия и изучения радиоактивности

В 1886 г. французский исследователь Анри Беккерель, изучая явление люминесценции под воздействием солнечного света, обнаружил засвечивание фоточувствительного материала веществом, в состав которого входили соли урана.

Счастливая случайность: небесное светило было в момент проведения эксперимента закрыто тучами, и, естественно, наблюдательный ученый заподозрил что-то неладное. Последовал ряд повторных экспериментов, которые подтвердили, что засвечивание фотопластинок происходит во всех случаях, когда используются соли урана, и это засвечивание происходит даже через светонепроницаемую бумагу.

24 февраля 1896 г. А. Беккерель на заседании Парижской академии наук сделал сообщение «Об излучениях, производимых фосфоресценцией», а 2 марта 1896 г. - сообщение «О невидимой радиации, производимой фосфоресцирующими телами». При этом отмечалось, что излучение очень сходно по-своему действию с излучением, изученным Ленардом и Рентгеном, образующимся в результате торможения электронов в мишени (рентгеновское излучение).

А. Беккерель 1 марта 1897 г. выступил с докладом «Исследование урановых лучей», в котором отметил их способность разряжать в воздухе наэлектризованные тела независимо от их потенциала и знака заряда.

А. Беккерель отмечал, что излучение радиоактивных веществ производит различные химические действия: оно влияет на вещества, применяемые в фотографии, окрашивает стекло в фиолетовый или коричневый цвет, а щелочные соли - в желтый, фиолетовый, голубой или зеленый цвета. Под его воздействием парафин, целлулоид, бумага желтеют, белый фосфор превращается в красный. В воздухе близ активных тел образуется озон. Не только газы, но и жидкие диэлектрики (нефть, жидкий воздух), и твердые изоляторы (парафин) ионизируются при прохождении излучения и сохраняют свои проводящие свойства несколько мгновений после прекращения действия излучения.

Он пишет, что наблюдались также различные физиологические действия лучей: они вызывают фосфоресценцию различных сред глаза; при приближении активного вещества к виску получается ощущение света. Они действуют на эпидерму и глубоко поражают кожу подобно Х-лучам. Действие вначале не вызывает никакого ощущения, и последствие его развивается лишь через несколько недель: образуются более или менее глубокие раны, которые требуют для заживления иногда нескольких месяцев, оставляя шрамы. В речи при вручении Нобелевской премии (1903 г.) А. Беккерель отмечал, что делаются попытки использовать это действие при лечении волчанки и рака.

Это явление позднее Марией Кюри было названо радиоактивностью. Определения, данные ею, сформулированы следующим образом: «Радиоактивными элементами называют особые химические элементы, характеризующиеся самопроизвольным атомным испусканием так называемых альфа-, бета- и гамма-лучей, т. е. положительных корпускулярных лучей, отрицательных корпускулярных лучей (движущиеся электроны) и электромагнитного излучения. Это лучеиспускание связано с атомными превращениями...». Вещества, испускающие лучи Беккереля, назвали радиоактивными, а новое свойство вещества, обнаруженное по этому лучеиспусканию, радиоактивностью. Элементы, обладающие этим свойством, называются радиоэлементами.

И с этого времени начинается использование этого уникального свойства некоторых химических элементов в жизни человека.

Дальнейшее изучение этого явления шло стремительными темпами, и особенно в этом преуспели Пьер и Мария Кюри - люди высокого научного подвига, о которых лучше всего написано их дочерью Евой Кюри в книге «Мария Кюри», опубликованной на русском языке в 1959 г.

В 1898 г. они показали, что излучение солей урана прямо пропорционально количеству содержащегося в них урана, т. е. доказали, что радиоактивность - свойство атома урана.

В том же году (18 июля) они выделили из урановой руды химическое вещество, обладающее еще большей радиоактивностью.

Этот элемент был назван ими полонием (древнее название Польши), а 25 декабря они открывают еще более радиоактивное вещество - радий (от греческого слова «лучистый»).

Тогда же Г. Шмидт в Германии доказывает, что радиоактивностью обладает торий и его соединения, а Ю. Эльстер и Г. Гейтель выявляют, что радиоактивность урана и тория не изменяются при разных температурах и давлениях, тем самым подтверждая, что это внутреннее свойство самих химических элементов не связано с воздействием извне (поглощение каких-либо особых лучей).

В январе 1899 г. Э. Резерфорд опубликовал статью по изучению радиоактивности, в которой показал, что данное излучение не поляризуется и не преломляется. Ученый обнаруживает неоднородность излучения урана; легко поглощаемую часть излучения он назвал альфа-лучами (а), менее поглощаемую - бета-лучами (в).

В это же время П. Кюри во Франции подчеркивает материальный характер излучения и делает вывод, что радиоактивность может оказаться свойством, присущим лишь тяжелым элементам.

Вскоре Пьер и Мария Кюри обнаруживают химические воздействия соли радия: обыкновенное стекло, в котором она хранилась, темнело и покрывалось сетью мелких трещин. Отсюда ученые делают вывод о том, что излучение радия «представляет собой непрерывное выделение энергии».

Обилием различного рода исследований и открытий в области нового явления отмечены все последующие годы. Укажем лишь наиболее значительные из них. г. А. Беккерель показал, что радиоактивность состоит из трех видов лучей, в том числе неотклоняемых в магнитном поле и сильно проникающих (у-лучей). г. M. Кюри определила атомный вес радия равным 225 и предложила поместить его в периодической системе в качестве высшего аналога щелочноземельных металлов. г. Резерфорд и Содди выдвинули теорию радиоактивного распада. г. П. Кюри и Ж. Данн определили период полураспада (4 дня), эманации радия-радона-222. г. Ряд ученых Англии и США пришли к выводу, что радий образуется в результате распада урана.

1907 г. Н. Кэмпбелл (Англия) доказал наличие естественной в-актив- ности у химического элемента калия.

1910 г. М. Кюри и А. Дебьерн впервые выделили чистый металлический радий. г. Э. Мейер (Германия) показал, что у-лучи имеют ту же природу, что и рентгеновские, но являются более жесткими. г. Ф. Содди ввел понятие изотопов. г. Э. Резерфорд и Е. Андраде положили конец дискуссии о природе у-лучей, доказав их электромагнитную природу.

1921-22 гг. Э. Резерфорд и Дж. Чэдвик исследуют искусственное расщепление легких элементов под действием а-частиц, открывая при этом протон.

Приходят к выводу, что расщеплению поддаются ядра всех легких элементов до калия (включительно) с нечетными порядковыми номерами.

1925 г. Л. Мейтнер (Германия) экспериментально доказала, что ядром, возникающим после а- или в-превращения, испускается у-излучение.

1932 г. Дж. Чэдвик (Англия) доказал существование нейтрона.

Д.Д. Иваненко (СССР) и В. Гейзенберг (Германия) развили представления о протонно-нейтронной модели строения ядра. г. В Англии открыт сверхтяжелый изотоп тритий.

В Италии Э. Ферми пришел к выводу, что при бомбардировке урана медленными нейтронами образуется трансурановый элемент с Z = 93 (нептуний-239).

П. Сциллард (Англия) высказал идею о возможности осуществления цепной ядерной реакции. г. Г. Хевеши (Германия) показал, что из природных изотопов калия радиоактивным является 40К. г. О. Ган и Ф. Штрассман (Германия) открыли процесс деления урана-235. г. Л. Мейтнер и О. Фриш (Швеция) дали теоретическое обоснование реакции деления ядра урана.

Ф. Жолио-Кюри (Франция) привел возможную схему деления урана

238т т I 1              98^^ I 141/-'ч

U92 + По — RD37 + CS55.

Я. Френкель (СССР) и Н. Бор (США) независимо разработали теорию деления ядер.

А. Нир (США) обнаружил третий изотоп урана с массовым числом 234 и оценил природное соотношение изотопов урана.

99,28 % - 238U; 71 % - 235U;

0,006 % - 234U.

г. К.А. Петржак и Г.И. Флеров (СССР) экспериментально обнаружили спонтанное деление урана с периодами полураспада:

238              16              17              235              14              15              234              12              13

U - 10 -10 лет, U - 10 -10 лет, U - 10 -10 лет.

Я.Б. Зельдович и Ю.Б. Харитон (СССР) разработали условия возникновения цепной реакции деления урана.

А. Нир (США) осуществил разделение изотопов урана-235 и -238.

239 г. Дж. Кеннеди и др. (США) выделили Pu, как продукт распада 239Np, и доказали его деление под действием медленных нейтронов.

Это открытие окажется чрезвычайно перспективным для использования в качестве ядерного горючего.

В имеющихся обзорах по истории развития учения о радиоактивности, как правило, обсуждаются достижения ученых Европы и Европейской части России, тогда как имеющиеся в Томске архивные материалы позволяют утверждать, что и в азиатской части России, особенно центре сосредоточения научной мысли - городе Томске, исследования этого нового явления проводились не менее активно, чем в признанных столичных городах России.

Историческим моментом в изучении явления радиоактивности и радиоактивных веществ в Сибири была встреча российских ученых с московским купцом П.П. Рябушинским. В личном архиве одного из основателей Томского политехнического университета, знаменитого ученого, писателя и путешественника академика Владимира Афанасьевича Обручева хранятся интересные записки о его встрече с этим известным предпринимателем и спонсором науки.

Встреча происходила в четверг 14 ноября 1913 (1910) г. на московской квартире Павла Павловича Рябушинского. На эту встречу были приглашены В.И. Вернадский, В.А. Обручев, В.Д. Соколов и другие известные ученые. Всего пришло 12 человек.

Рябушинский с интересом выслушал рассказы профессоров Вернадского, Шилова и других ученых о радии, его значении для науки и человека и о будущем, которое его ожидает. Он, как коммерсант и деловой человек, весьма заинтересовался этим делом и задавал много вопросов. Прощаясь, сказал, что готов профинансировать поиски радия и радиоактивных элементов, но при соблюдении определенных условий теми, кто практически будет осуществлять эти поиски за счет его средств. Как деловой человек, он уже тогда думал, какие практические выгоды можно извлечь из разработки комплекса вопросов, связанных с поисками, добычей радия и применения его на практике.

После встречи П.П. Рябушинского с учеными были приняты меры по ускорению поисков радиоактивных элементов в России. За счет промышленников было организовано две комплексных экспедиции: в Среднюю Азию (в Фергану) и в Забайкалье.

<< | >>
Источник: В.М. Малахов, А.Г. Гриценко, С.В. Дружинин. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ МОНОГРАФИЯ В трех томах Том 2. 2012

Еще по теме История открытия и изучения радиоактивности:

  1. Наука и культура
  2. Методы устного изложения знаний учителем и активизации учебнопознавательной деятельности учащихся: рассказ, объяснение, школьная лекция, беседа; метод иллюстрации и демонстрации при устном изложении изучаемого материала
  3. КОСМОС ИСЛАМА
  4. 3521.5. Cвобода
  5. 3. ПРОБЛЕМА ИСТОЧНИКОВ ПО ИСТОРИИ ДРЕВНЕГО МИРА
  6. ГЛАВА 1 ПРЕДМЕТ, ИСТОЧНИКИ, ЗАДАЧИ И МЕТОД
  7. Что такое кларки
  8. § 3. Модели и типы реальности
  9. Атомные станции или угольные — что лучше?
  10. § 2. Позитивизм и неопозитивизм. Прагматизм
  11. О СОДЕРЖАНИИ И МЕТОДИКЕ ФАКУЛЬТАТИВА «ОСНОВЫ ДИАЛЕКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛИЗМА И НЕКОТОРЫЕ ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ))
  12. § 5. Эволюция науки как познавательной деятельности и социальной системы в истории европейской культуры
  13. § 2. Онтологические и гносеологические проблемы физики элементарных частиц
  14. Биосфера как космопланетарная геосистема Земли
  15. Методологические подходы оценки экологически устойчивого развития ПТС «Природная среда — Объект деятельности — Население»
  16. НАУЧНЫЕ ШКОЛЫ МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
  17. ВВЕДЕНИЕ
  18. История открытия и изучения радиоактивности
  19. 7. Теории о природе СВ