Radioaktivne transformacije atomskih jeder: zgodovina odkritja, glavne vrste transformacij

Odkritje strukture atomskega jedra je bila ena najpomembnejših stopenj razvoja sodobnega fizičnega znanja. Znanstveniki so prišli do pravih sklepov o strukturi najmanjših delcev, ki niso takoj. In še mnogo kasneje so odkrili druge zakonitosti - na primer, zakone gibanja mikrodelcev, kot tudi značilnosti transformacije atomskih jeder, ki se pojavijo med radioaktivnim razpadom.

Rutherfordovi poskusi

Prvič so raziskovali angleški raziskovalci Rutherford radioaktivne transformacije atomskih jeder. Tudi takrat je bilo jasno, da je večina atoma v jedru, ker so elektroni več stokrat lažji od nukleonov. Da bi raziskoval pozitivni naboj v jedru, je leta 1906 Rutherford predlagal, da bi raziskali atom s sondiranjem z alfa delci. Takšni delci so se pojavili v propadu radija, pa tudi nekaterih drugih snovi. Med poskusi je Rutherford dobil idejo o strukturi atoma, ki je dobila ime »planetnega modela«.

Prva opazovanja radioaktivnosti

Leta 1985 je zanimiv odkritje angleški raziskovalec W. Ramsay, ki je znan po odkritju plina argon. V mineralu, imenovanem kleveit, je odkril helijski plin. Kasneje je bila tudi velika količina helija v drugih mineralih, vendar le v tistih, ki vsebujejo torij in uran.

Raziskovalec se je zdelo zelo čudno: kam bi lahko prišel plin iz mineralov? Toda, ko je Rutherford začel študirati naravo radioaktivnosti, se je izkazalo, da je helij proizvod radioaktivnega razpada. Nekateri kemični elementi "ustvarjajo" druge, s popolnoma novimi lastnostmi. To dejstvo je nasprotovalo vsem prejšnjim izkušnjam kemikov tistega časa.

Opazovanje Frederika Soddyja

Skupaj z Rutherfordom v raziskavi je neposredno sodeloval znanstvenik Frederick Soddy. Bil je kemik, zato je bilo vse njegovo delo izvedeno glede identifikacije kemičnih elementov glede na njihove lastnosti. Dejansko je Soddy najprej opazil radioaktivne transformacije atomskih jeder. Ugotovil je, kaj so alfa delci, ki jih je Rutherford uporabljal pri njegovih eksperimentih. Po izvedbi meritev so znanstveniki ugotovili, da je masa ene alfa delcev 4 atomske enote mase. Raziskovalci so nabrali določeno količino takšnih alfa delcev, ki so se spremenili v novo snov - helij. Lastnosti tega plina so dobro znane Soddyju. Zato je trdil, da so alfa delci uspeli zajeti elektrone od zunaj in se obrniti v nevtralne atome helija.

Spremembe znotraj jedra atoma

Kasnejše študije so bile namenjene prepoznavanju značilnosti atomskega jedra. Znanstveniki so spoznali, da vse transformacije ne potekajo z elektroni ali elektronsko lupino, ampak neposredno z jedri same. Radioaktivne transformacije atomskih jeder so omogočile preoblikovanje določenih snovi v druge. Nato so bili podatki o teh transformacijah znanstveniki neznan. Toda jasno je bilo, da so se v njihovem rezultatu nekako pojavili novi kemični elementi.

Prvič so takšne verige metamorfoze lahko opazili znanstveniki v procesu pretvorbe radija v radon. Reakcije, ki so povzročile takšne spremembe, ki jih spremlja posebno sevanje, so raziskovalci imenovali jedrsko energijo. Prepričani, da vsi ti procesi potekajo znotraj jedra atoma, so znanstveniki začeli raziskovati druge snovi, ne samo radij.

Odprte vrste sevanja

Glavna disciplina, ki lahko zahteva odgovore na takšna vprašanja, je fizika (stopnja 9). V njeno smer je vključena radioaktivna transformacija atomskih jeder. Izvedba eksperimentov na prodorno sposobnost uranovega sevanja je Rutherford odkril dve vrsti sevanja ali radioaktivne transformacije. Manj penetriranega tipa je bila imenovana alfa sevanja. Kasneje smo raziskali tudi beta sevanja. Gamma sevanje je prvič preučil Paul Willard leta 1900. Znanstveniki so pokazali, da je pojav radioaktivnosti povezan z razpadom atomskih jeder. Torej, glede na prevladujoče ideje o atomu kot nedeljivem delcu, je bil uničen uničujoči udarec.

Radioaktivne transformacije atomskih jeder: osnovne vrste

Zdaj se domneva, da med radioaktivnim razpadom obstajajo tri vrste transformacij: alfa-razpad, beta propad, elektronsko zajemanje, sicer imenovano K-zajemanje. V razpadanju alfa delci alfa oddajajo iz jedra, ki je jedro helijskega atoma. Radioaktivno jedro se spremeni v tisto, ki ima manjšo električno energijo. Alfa propad je značilen za snovi, ki zasedajo zadnja mesta v periodični tabeli. Beta-razpad tudi vstopi v radioaktivne transformacije atomskih jeder. Sestava atomskega jedra pod to vrsto se razlikuje tudi: izgubi nevtrinoze ali antineutrinoze, pa tudi elektrone in pozitrone.

Ta vrsta razpada spremlja kratkovalovno elektromagnetno sevanje. V zajetju elektronov jedro atoma absorbira enega od najbližjih elektronov. V tem primeru se jedro berilija lahko pretvori v jedro litija. Ta tip je leta 1938 odkril fizik iz Amerike po imenu Alvarez, ki je preučeval tudi radioaktivne transformacije atomskih jeder. Fotografije, na katere so raziskovalci poskušali ujeti take procese, vsebujejo podobo, podobno zamegljenemu oblaku, zaradi majhnih vrednosti delcev, ki se preučujejo.