Atominių branduolių radioaktyviosios transformacijos: atradimų istorija, pagrindinės transformacijos rūšys

Atominio branduolio struktūros atradimas buvo vienas išsvarbiausios šiuolaikinių fizinių žinių raidos etapai. Mokslininkai priėjo prie teisingų išvadų apie mažiausių dalelių struktūrą ne iš karto. Ir daug vėliau, atsirado kiti reguliarumai, pavyzdžiui, judėjimo mikroskopai įstatymai, taip pat atominių branduolių transformacijos požymiai, atsiradę per radioaktyvųjį skilimą.

Rutherfordo eksperimentai

Pirmą kartą radioaktyviosios atominių branduolių transformacijosstudijavo anglų tyrinėtojas Rutherfordas. Net tada buvo aišku, kad didžioji atomo dalis yra jos branduolyje, nes elektronai yra daug šimtai kartų lengvesni nei nukleonai. Siekiant ištirti teigiamą krūvį viduje branduolio, 1906 m. Rutherfordas pasiūlė tirti atomą zonduojant alfa daleles. Tokios dalelės pasirodė radžio skilimo, taip pat kai kurių kitų medžiagų. Savo eksperimentų metu Rutherfordas gavo idėją apie atomo struktūrą, kuriai buvo suteiktas "planetinio modelio" pavadinimas.

Pirmosios radioaktyvumo pastabos

Atgal į 1985 m. Anglų tyrinėtojas W. Ramsėjus, žinomas savo atradimu argono dujomis, padarė įdomų atradimą. Į mineralą, pavadintą kleveit, jis atrado heliu dujas. Vėliau daugelis helio buvo rasta ir kitose mineralinėse medžiagose, tačiau tik tuose, kuriuose yra torio ir urano.

Tyrėjas atrodė labai keista: Kur dujos gali būti iš mineralų? Tačiau, kai R.Rutherfordas pradėjo tirti radioaktyvumo pobūdį, pasirodė, kad helis yra radioaktyvaus skilimo produktas. Kai kurie cheminiai elementai "generuoja" kitus, visiškai naujas savybes. Ir tai prieštaravo visai ankstesnei to meto chemikų patirčiai.

Frederiko Soddy stebėjimas

Kartu su Rutherfordu studijose buvotiesioginis mokslininko Frederiko Soddy dalyvavimas. Jis buvo chemikas, todėl visas jo darbas buvo atliktas dėl cheminių elementų nustatymo pagal jų savybes. Iš tiesų radioaktyvias atominių branduolių transformacijas pirmiausia pastebėjo Soddy. Jis sugebėjo sužinoti, kokios buvo alfa dalelės, kurias Rutherfordas naudojo savo eksperimentuose. Atlikę matavimus, mokslininkai nustatė, kad vienos alfa dalelės masė yra 4 atominės masės vienetai. Sukaupusi tam tikrą kiekį tokių alfa dalelių, mokslininkai nustatė, kad jie virsta nauja medžiaga - heliu. Šių dujų savybės gerai žinomos Soddy. Todėl jis teigė, kad alfa dalelės pavyko užfiksuoti elektronus iš išorės ir paversti neutraliais helio atomais.

Pokyčiai atomo branduolio viduje

Tolesni tyrimai buvo skirtiatomo branduolio ypatybių atpažinimas. Mokslininkai suprato, kad visi transformacijos vyksta ne su elektronais ar elektronų apvalkalu, bet tiesiogiai su pačiais branduoliais. Tai buvo atominių branduolių radioaktyvios transformacijos, kurios palengvino tam tikrų medžiagų transformavimą į kitus. Tada šių pokyčių duomenys mokslininkams nebuvo žinomi. Tačiau buvo aišku, kad jų rezultatuose kažkaip atsirado naujų cheminių elementų.

Pirmą kartą tokia metamorfozių grandinėatsekti radui konvertuojant. Reakcijos, dėl kurių atsirado tokios transformacijos, kartu su specialia spinduliuotė, mokslininkai vadino branduoline. Įsitikinęs, kad visi šie procesai vyksta atomo branduolyje, mokslininkai pradėjo tyrinėti kitas medžiagas, o ne tik radiją.

Atvirieji spinduliuotės tipai

Pagrindinė disciplina, kurios gali prireiktiAtsakymai į tokius klausimus yra fizika (9 klasė). Atominių branduolių radioaktyviosios transformacijos yra įtrauktos į jos eigą. Atliekant eksperimentus dėl urano spinduliavimo spinduliuotės, Rutherfordas atrado du tipus spinduliuotės ar radioaktyvių transformacijų. Mažiau įsiskverbiantis tipas buvo vadinamas alfa spinduliuote. Vėliau buvo tiriama ir beta spinduliuotė. Gama spinduliuotę pirmą kartą tyrė Paulius Willardas 1900 metais. Mokslininkai parodė, kad radioaktyvumo fenomenas yra susijęs su atominių branduolių žlugimu. Taigi, remiantis vyraujančiomis atomo kaip nedalomos dalelės idėjomis, buvo nuniokotas smūgis.

Atominių branduolių radioaktyviosios transformacijos: pagrindiniai tipai

Dabar manoma, kad per radioaktyviąSkaidymo įvyksta tris rūšis transformacijas: alfa skilimo, beta skilimo, elektronų pagavos, kitaip vadinamų K-surinkimo. Alfa skilimo metu alfa dalelė išsiskiria iš branduolio, kuris yra heliuoto atomo branduolys. Pati radioaktyvusis branduolys paverčiamas tokiu, kuris turi mažesnį elektros krūvį. Alfa lūžis būdingas medžiagoms, užimančioms paskutines periodines lenteles. Beta degradacija taip pat patenka į atominių branduolių radioaktyvias transformacijas. Sudėtis atomo branduolio į šio tipo taip pat keičia: jis praranda neutrinus arba antineutrinos ir elektronus ir Pozitronas.

Šio tipo skilimas kartu su trumpojo bangoselektromagnetinė spinduliuotė. Elektronų surinkimo procese atomo branduolys sugeria vieną iš artimiausių elektronų. Tokiu atveju berilio šerdis gali virsti ličio branduoliu. Šis tipas buvo atrastas 1938 metais Amerikos fizikas Alvarez šeima, kurie taip pat mokėsi radioaktyviųjų transformacijas atomų branduoliais. Nuotraukos, kuriose mokslininkai bandė užfiksuoti šiuos procesus yra vaizdas, panašus į miglotas debesis, nes nedideliais kiekiais dalelių sandara.