Radioaktivnost kot dokaz kompleksne strukture atomov. Zgodovina odkritja, eksperimenti, vrste radioaktivnosti

Po odprtju periodičnega zakona je bilo eno vprašanje za znanstvenike še dolgo neizogibno. Zakaj so lastnosti kemikalij odvisne od njihove atomske mase? Raziskovalci niso mogli razumeti samega razloga za periodičnost. Morali so se ukvarjati s fizičnim zakonom, ki je temeljil na periodičnem sistemu.

Plod človeških rok ali naravni fenomen?

Fenomen sevanja je dejansko obstajal vedno. Ljudje od samega začetka svoje zgodovine živijo sredi tako imenovanega naravnega radioaktivnega polja. Ampak radioaktivnost kot dokaz kompleksne strukture atoma postane dobro znan fenomen šele v začetku 20. stoletja.

Del ionizirajočega sevanja prihaja iz vesolja do zemlje. Ljudje so tudi obsevani iz tistih virov, ki jih vsebujejo črevesja zemlje in mineralov. Tudi v človeškem telesu so tiste snovi, ki se običajno imenujejo radionuklidi. Toda do konca 19. stoletja so znanstveniki lahko le ugibali o vsem tem.

Nevednost radioaktivnosti

Radioaktivnost kot dokaz kompleksne strukture atomov ni bila znana običajnim rudarjem. Na primer, v 16. svinca stoletja rudnikov v Avstriji, na tako imenovanih rudarjev gorskih bolezen je bilo ubitih en masse v starosti samo 30-40 let. Lokalne ženske so se večkrat poročile, saj je smrtnost rudarjev več kot 50-krat presegala stopnjo umrljivosti skupnega prebivalstva. Nato takšen sprejem, kot merjenje radioaktivnosti, še ni vedel. Ljudje si niso mogli niti predstavljati, da bi vodilna ruda lahko vsebovala nevaren uran. Šele leta 1879 so zdravniki ugotovili, da je "gorsko bolezen" dejansko pljučni rak.

Odkrivanje radioaktivnih procesov Becquerel

Konec 19. stoletja so bile izvedene preiskave, zaradi katerih je radioaktivnost kot dokaz kompleksne strukture atomov postala očitna družbi. Leta 1896 je raziskovalec AA Becquerel ugotovil, da lahko snovi, ki vsebujejo uran, razširijo fotografsko ploščo v temi. Kasneje je znanstvenik uspel ugotoviti, da ima taka lastnina ne samo uran. Poleg tega poljski kemik Maria Sklodowska-Curie, skupaj z njenim možem Pierre Curie odkrili dva nova radionuklida: polonij in radij.

Izkušnja Becquerela je bila precej preprosta. Vzel soli urana, jih ovijte v temno obarvani krpo in nato razstavili na soncu, da vidite, kako se ta snov nakopičena energija reemitted. Nekega dne je znanstvenik opazil, da se fotografska plošča začne sijati, tudi če uranove soli niso izpostavljene soncu. To je pripeljalo do odkritja radioaktivnosti. Becquerel imenuje žarke neznanega žarka (podobno imenu rentgena).

Rutherfordovi poskusi

Nadaljnja radioaktivnost je odnesla angleški znanstvenik Ernest Rutherford. Leta 1899 je opravil poskus, da bi preučil ta pojav. Ugotovljeno je bilo v nadaljevanju. Znanstvenik je vzel uranovo sol in ga dal v cilindre, narejene iz svinca. Skozi ozko luknjo alfa delci pade na fotografsko ploščo, ki se nahaja na vrhu. Na začetku poskusov Rutherford ni uporabil elektromagnetne plošče.

Zato je bila fotografska plošča, kot v prejšnjih poskusih, osvetljena v isti točki. Potem je Rutherford začel povezovati magnetno polje. Z majhno vrednostjo se je žarek začel razcepiti v dveh. Ko se je magnetno polje še povečalo, se je na plošči pojavila temna točka. Tako so odkrili različne vrste radioaktivnosti: alfa, beta in gama sevanja.

Zaključki študij

Po vseh teh eksperimentih je radioaktivnost postala znana kot dokaz kompleksne strukture atomov. Navsezadnje se je izkazalo, da so procesi znotraj jedrnega jedra, ki vodijo k takemu sevanju. Primerno je, da se tukaj spomnim, da se je od dneva antične Grčije atom štel za nedeljiv delec vesolja. Sama beseda "atom" je pomenila "nedeljivo". Kot rezultat raziskav so se znanstveniki naučili o spontanem elektromagnetnem sevanju in o novih delcih atomov - tako je resen korak napredoval fizika. Radioaktivnost, ki so jo odkrili svetlobe znanosti na začetku novega stoletja, je dokazala, da je atom dejansko razdeljen na dele.

Struktura atoma

Eksperimentalne študije so potrdile, da ima atom kompleksno strukturo. Sestoji iz jedra in negativno nabitih elektronov. Leta 1932 se je ruski raziskovalci Ivanenko in Gapon E., in ne glede na model strukture atoma predlagal nemški fizik Heisenberg imenovano protonske nevtronov. Po tem konceptu atom sestavljajo delci, imenovani protoni in nevtroni. Združeni so v skupni skupini nukleonov.

Skoraj celotna masa atomov je v jedru. Protoni, nevtroni in elektroni tvorijo kategorijo osnovnih delcev. Kot rezultat eksperimentalnih raziskav je bilo ugotovljeno, da je serijsko število snovi v periodnem sistemu elementov enako naboju njegovega jedra.

Lastnosti radionuklidov

Da bi razumeli, kakšna je radioaktivnost in kako je povezana s strukturo jedra atoma, je treba obvladati nekaj preprostih izrazov. Na primer, radionuklidi se zdaj imenujejo radioaktivni izotopi. Razlikujejo se od nestabilnih, saj imajo drugačne razpolovna doba.

Radioaktivni izotopi, ki se pretvarjajo v druge izotope, postanejo viri ionizirajočega sevanja. Različni radionuklidi imajo različno stopnjo nestabilnosti. Nekateri se lahko razpadejo več sto tisoč let. Takšni radionuklidi imenujemo dolgoživ. Na primer, vsi izotopi urana lahko služijo. Kratkoročni radionuklidi se, nasprotno, zelo hitro razpadejo: v nekaj sekundah, minutah ali mesecih.

Kakšen je merilo radioaktivnosti?

Enota radioaktivnosti je 1 Becquerel. Če se eno propad zgodi v eni sekundi, potem rečemo, da je aktivnost enega ali drugega izotopa enak enemu Becquerelu. Dejavnost - to je vrednost, ki vam omogoča, da ocenite moč razpada aritmetično. Pred tem so znanstveniki uporabili drugo enoto radioaktivnosti - Curie. Razmerje med njimi je naslednje: za 1 Ki je 37 milijard Bq.

V tem primeru je treba razlikovati med dejavnostmi različnih količin snovi, na primer 1 kg in 1 mg. Dejavnost določene snovi v znanosti se ponavadi imenuje specifična dejavnost. Ta vrednost je obratno sorazmerna z razpolovno dobo.

Nevarnost radioaktivnosti

Radioaktivnost kot dokaz kompleksne strukture atomov je postala eden najbolj nevarnih pojavov. Ko so se več naučili o tem pojavu, so se ljudje začeli razumno bojiti njenih posledic. Mnogi ljudje so imeli vtis, da je največja grožnja gama sevanja. Toda to ni povsem res, vsaj ne ogrozi življenja. Sevanje zaradi sevanja je zaradi svoje prodorne sposobnosti veliko bolj nevarno. Seveda je v gama žarkih ta številka višja kot na primer v beta žarkih. Toda nevarnost ne določa ta indikator, temveč odmerek.

Enak odmerek je lahko varen za osebo z eno telesno težo in nevarna za drugo. Učinek ionizirajočega sevanja določimo z uporabo absorbirane hitrosti odmerka. Toda tudi to ni dovolj za oceno škode. Navsezadnje ni vsaka sevanje enako nevarna. Faktor nevarnosti sevanja imenujemo tehtalni faktor. Za oceno je bila uporabljena enota radioaktivnosti odmerki sevanja s tehtnim koeficientom, se imenuje sievert.