Radioaktivne transformacije atomske jezgre: povijest otkrića, glavne vrste transformacija

Otkriće strukture atomske jezgre bila je jedna od najvažnijih faza razvoja suvremenog fizičkog znanja. Znanstvenici su došli do pravih zaključaka o strukturi najmanjih čestica ne odmah. I mnogo kasnije otvorila druge zakone - na primjer, zakoni gibanja mikročestica, kao i mogućnosti transformacije atomskih jezgri, koje se javljaju tijekom radioaktivnog raspada.

Rutherfordovi eksperimenti

Po prvi puta radioaktivne transformacije atomske jezgre proučavali su engleski istraživač Rutherford. Čak i tada je bilo jasno da je najveći dio atoma u svojoj jezgri, budući da su elektroni mnogo stotina puta lakši od nukleona. Da bi se istražio pozitivan naboj unutar jezgre, 1906. godine Rutherford je predložio ispitivanje atoma probeći s alfa česticama. Takve su se čestice pojavile u propadanju radiuma, kao i na neke druge tvari. Tijekom svojih eksperimenata, Rutherford je dobio ideju o strukturi atoma, koji je dobio ime "planetarnog modela".

Prva opažanja radioaktivnosti

Godine 1985., engleski istraživač W. Ramsay, poznat po otkriću plinova argona, napravio je zanimljivo otkriće. U mineralu zvanom kleveit otkrio je helijni plin. Nakon toga, velika količina helija je također pronađena u drugim mineralima, ali samo u onima koji sadrže torija i uran.

Istraživač je izgledao vrlo čudno: odakle plin dolazi iz minerala? Ali kad je Rutherford počeo proučavati prirodu radioaktivnosti, pokazalo se da je helij proizvod radioaktivnog raspadanja. Neki kemijski elementi "generiraju" druge, s potpuno novim svojstvima. A ta činjenica proturječila je svim prethodnim iskustvima kemičara toga vremena.

Promatranje Frederick Soddy

Zajedno s Rutherfordom u istraživanju je bio izravno uključen znanstvenik Frederick Soddy. Bio je kemičar, pa je stoga obavljen sav svoj rad s obzirom na identifikaciju kemijskih elemenata prema njihovim svojstvima. Zapravo, Soddy je prvo promatrao radioaktivne transformacije atomske jezgre. Uspio je saznati što su alfa čestice koje je Rutherford koristio u svojim eksperimentima. Nakon izrade mjerenja, znanstvenici su otkrili da je masa jedne alfa čestice 4 jedinice atomske mase. Nakon što je skupio određenu količinu takvih alfa čestica, istraživači su otkrili da su pretvoreni u novu tvar - helij. Svojstva tog plina dobro su poznata Soddyju. Stoga je tvrdio da alfa čestice uspijevaju uhvatiti elektrone izvana i pretvoriti se u neutralne helijeve atome.

Promjene unutar jezgre atoma

Naknadne studije bile su usmjerene na prepoznavanje osobina atomske jezgre. Znanstvenici su shvatili da se sve transformacije ne odvijaju elektrone ili elektronskom ljuskom, već izravno s jezgrama. Radioaktivne transformacije atomske jezgre olakšale su transformaciju određenih tvari u druge. Zatim su detalji tih transformacija bili nepoznati znanstvenicima. Ali bilo je jasno da se nekako novi kemijski elementi pojavljuju u njihovom rezultatu.

Po prvi put takav lanac metamorfoze mogao bi pratiti znanstvenici u procesu pretvaranja radija u radon. Reakcije koje su rezultirale takvim transformacijama, praćene posebnim zračenjem, istraživači nazivaju nuklearno. Uvjereni da se svi ti procesi odvijaju unutar jezgre atoma, znanstvenici su počeli istraživati ​​druge tvari, a ne samo radium.

Otvori vrste zračenja

Glavna disciplina koja može zahtijevati odgovore na takva pitanja je fizika (razina 9). Radioaktivne transformacije atomske jezgre uključene su u njen tok. Izvođenje eksperimenata o prodornoj sposobnosti uranija zračenja, Rutherford je otkrio dvije vrste zračenja ili radioaktivne transformacije. Manje penetrirajuća vrsta nazvana je alfa zračenjem. Kasnije je istraživana i beta-zračenje. Gamma zračenje prvi je put proučavao Paul Willard 1900. godine. Znanstvenici su pokazali da je fenomen radioaktivnosti povezan s propadanjem atomske jezgre. Dakle, prema prevladavajućim idejama atoma kao nedjeljivim česticama, razorena je udar.

Radioaktivne transformacije atomske jezgre: osnovne vrste

Sada se smatra da postoji tri vrste transformacije tijekom radioaktivnog raspada: alfa raspad, beta raspad, zarobljenih elektrona, inače poznat kao K-hvatanje. U alfa propadanju, alfa čestica emitira iz jezgre, koja je jezgra atoma helija. Sam radioaktivna jezgra pretvara u onu koja ima manju električnu naboj. Alfa propadanje je karakteristično za tvari koje zauzimaju posljednja mjesta u periodičnom stolu. Beta-raspad također ulazi u radioaktivne transformacije atomske jezgre. Sastav atomske jezgre u ovoj vrsti mijenja: ona gubi neutrine ili antineutrinos i elektrona i pozitrona.

Ova vrsta propadanja prati kratkovalno elektromagnetsko zračenje. U elektronu, jezgra atoma apsorbira jedan od najbližih elektrona. U ovom slučaju jezgra berilijuma može se pretvoriti u jezgru litijuma. Taj je tip otkrio 1938. godine fizičar iz Amerike, Alvarez, koji je također proučavao radioaktivne transformacije atomske jezgre. Fotografije, na kojima su istraživači pokušavali uhvatiti takve procese, sadrže slike slične mutnom oblaku, zbog malih vrijednosti čestica koje se proučavaju.