Radioaktivnost kao dokaz kompleksne strukture atoma. Istorija otkrića, eksperimenata, vrsta radioaktivnosti

Nakon što je otvoren periodični zakon, jedno pitanje je ostalo potpuno nerazumljivo za naučnike. Zašto svojstva hemikalija zavise od njihove atomske mase? Istraživači nisu mogli razumjeti razlog za periodičnost. Morali su se baviti fizičkim zakonom koji podvlači periodni sistem.

Plod ljudskih ruku ili prirodnog fenomena?

Fenomen zračenja je zapravo postojao uvek. Ljudi od samog početka svoje istorije žive sredinom tzv. Prirodnog radioaktivnog polja. Ali radioaktivnost kao dokaz složene strukture atoma postala je poznata pojava tek početkom 20. veka.

Dio jonizujućeg zračenja dolazi iz svemira do površine zemlje. Ljudi su takođe ozračeni iz onih izvora koji se nalaze u crevima Zemlje i minerala. Čak iu ljudskom telu su one supstance koje se obično nazivaju radionuklidi. Ali do kraja 19. veka, naučnici su mogli samo pogađati sve ovo.

Nepoznavanje radioaktivnosti

Radioaktivnost kao dokaz kompleksne strukture atoma nije poznata običnim rudarima. Na primjer, u 16. vijeku, na olovnim rudnicima u Austriji, iz tzv. Planinske bolesti, rudari su umirali u dobi od samo 30-40 godina. Lokalne žene su se udale nekoliko puta, pošto je smrtnost rudara premašila stopu smrtnosti zajedničke populacije za više od 50 puta. Onda o takvom prijemu, kao merenje radioaktivnosti, ipak nije bilo poznato. Ljudi nisu mogli ni da zamisle da rude rude mogu sadržati opasan uranijum. Tek 1879. doktori su saznali da je "planinska bolest" zapravo rak pluća.

Otkrivanje radioaktivnih procesa Becquerel

Krajem 19. veka, sprovedene su istrage, zbog čega je radioaktivnost kao dokaz kompleksne strukture atoma postala očigledna društvu. Istraživač AA Becquerel je 1896. godine utvrdio da supstance koje sadrže uranijum mogu ulepšati fotografsku ploču u mraku. Kasnije je naučnik uspeo da sazna da ne samo da poseduje uranijum takvu imovinu. Tada poljska hemičarka Maria Sklodowska-Curie, zajedno s suprugom Pierre Curie, otkrila je dva nova radionuklida: polonijum i radijum.

Iskustvo Becquerela bilo je prilično jednostavno. Uzeo je uranijumske soli, umotao ih u tamnobojnu tkaninu, a zatim izložio na suncu da vidi kako će se energija koja je pohranjivala ova supstanca ponovno emitiraju. Ali jednog dana naučnik je primetio da fotografska ploča počinje da svetli čak i kada uranijumske soli nisu bile izložene suncu. To je dovelo do otkrivanja radioaktivnosti. Becquerel je nazvao rendgenske zrake (po analogiji sa imenom rendgenskog zraka).

Raterfordovi eksperimenti

Tada je radioaktivnost odnela engleski naučnik Ernest Rutherford. 1899. godine sproveo je eksperiment da proučava ovu pojavu. Zaključeno je u narednom tekstu. Naučnik je uzeo uranove soli i stavio ga u cilindar od olova. Kroz uski otvor blende, tok alfa čestica je bio incident na fotografskoj ploči koja se nalazi na vrhu. Na početku eksperimenata, Rutherford nije koristio elektromagnetsku ploču.

Zbog toga je fotografska ploča, kao iu prethodnim eksperimentima, osvetljena u istoj tački. Onda je Raterford počeo povezivati magnetno polje. Svojom malom vrednošću, greda je počela da se razdvaja na dva dela. Kada se magnetsko polje povećalo još više, na ploči se pojavila tamna tačka. Tako su otkrivene različite vrste radioaktivnosti: alfa, beta i gama zračenje.

Zaključci iz studija

Nakon svih ovih eksperimenata, radioaktivnost je postala poznata kao dokaz složene strukture atoma. Na kraju krajeva ispostavilo se da su procesi unutar atomskog jezgra koji dovode do takvog zračenja. Odgovarajuće je ovde da se prisetimo da je od vremena Drevne Grčije atom smatran za nedeljivu česticu svemira. Sama reč "atom" znači "nedeljiva". Kao rezultat istraživanja naučnici su saznali o spontanom elektromagnetnom zračenju, kao io novim česticama atoma - tako je ozbiljan korak naprijed napravio fizika. Radioaktivnost, koju su otkrili svetlosti nauke u zoru novog veka, pokazala je da je atom zapravo podeljen na delove.

Struktura atoma

Eksperimentalne studije su potvrdile da atom ima kompleksnu strukturu. Sastoji se od jedra i negativno naelektrisanih elektrona. 1932. godine domaći istraživači D. Ivanenko i E. Gapon, kao i nezavisno od strane nemačkog fizičara Heisenberg, predložili su model strukture atoma, nazvanog proton-neutron. Prema ovom konceptu, atom se sastoji od čestica zvanih protona i neutrona. Oni su ujedinjeni u zajedničkoj grupi nukleona.

Praktično celokupna masa atoma je u svom jezgru. Protoni, neutroni i elektroni čine kategoriju elementarnih čestica. Kao rezultat eksperimentalnog istraživanja utvrdjeno je da je serijski broj supstance u periodičnom sistemu elemenata jednak punjenju njegovog jezgra.

Osobine radionuklida

Da biste razumeli šta je radioaktivnost i kako je to povezano sa strukturom jezgra atoma, neophodno je savladati nekoliko jednostavnih izraza. Na primer, radionuklidi se sada zovu radioaktivni izotopi. Oni se razlikuju od nestabilnih jer imaju različite poluvreme.

Radioaktivni izotopi, pretvarajući se u druge izotope, postaju izvor jonizujućeg zračenja. Različiti radionuklidi imaju različite stepene nestabilnosti. Neki se mogu raspadati stotinama i hiljadama godina. Takvi radionuklidi se nazivaju dugotrajnim. Kao primer, svi izotopi uranijuma mogu poslužiti. Nasuprot tome, kratkotrajni radionuklidi se vrlo brzo dezintegrišu: u sekundama, minutima ili mesecima.

Koja je mera radioaktivnosti?

Jedinica radioaktivnosti je 1 Becquerel. Ako se za jedno sekunda desi jedan raspad, onda se kaže da je aktivnost jednog ili drugog izotopa jednak jednom Becquerelu. Aktivnost - ovo je vrednost koja vam omogućava da procenite moć raspada aritmetički. Ranije su naučnici koristili drugu jedinicu radioaktivnosti - Curie. Odnos između njih je sledeći: za 1 Ki postoji 37 milijardi Bq.

U ovom slučaju, neophodno je razlikovati aktivnost različitih količina supstance, na primjer 1 kg i 1 mg. Aktivnost određene količine materija u nauci se obično naziva specifična aktivnost. Ova vrijednost je obrnuto proporcionalna poluvremenu.

Opasnost od radioaktivnosti

Radioaktivnost kao dokaz kompleksne strukture atoma počeo je da se smatra jednim od najopasnijih fenomena. Kada su saznali više o ovoj fenomeni, ljudi su se počeli razumno bojati njegovih posljedica. Mnogi ljudi su imali utisak da najveća pretnja može biti gama zračenje. Ali to nije sasvim tačno, bar to ne ugrožava život. Zračenje zračenjem je mnogo opasnije zbog svoje prodorne sposobnosti. Naravno, kod gama zraka, ova cifra je veća od, na primjer, u beta zraci. Ali opasnost ne određuje ovaj indikator, već doza.

Ista doza može biti sigurna za osobu sa jednom telesnom težinom i opasnom za drugu. Efekat jonizujućeg zračenja se određuje koristeći apsorbovanu brzinu doziranja. Ali čak i ovo nije dovoljno za procjenu štete. Na kraju krajeva, nije svako zračenje jednako opasno. Faktor opasnosti od zračenja naziva se faktor vaganja. Jedinica radioaktivnosti koja se koristi za procenu doze zračenja sa faktorima težine naziva se siert.