Radioaktive transformationer af atomkerner: Historien om opdagelse, de vigtigste typer af transformationer

Opdagelsen af ​​atomkernens struktur var en af ​​dede vigtigste stadier i udviklingen af ​​moderne fysisk viden. Forskere kom til de rigtige konklusioner om strukturen af ​​de mindste partikler ikke umiddelbart. Og meget senere blev andre regelmæssigheder opdaget, for eksempel bevægelsesloven for mikropartikler, såvel som træk ved omdannelsen af ​​atomkerner, der forekommer under radioaktivt henfald.

Rutherfords eksperimenter

For første gang er radioaktive transformationer af atomkernerblev undersøgt af den engelske udforsker Rutherford. Selv da var det klart, at størstedelen af ​​atomet er i sin kerne, da elektroner er mange hundrede gange lettere end nukleoner. For at undersøge den positive ladning inde i kernen, foreslog Rutherford i 1906 at undersøge atom ved at sondere med alfa partikler. Sådanne partikler optrådte i forfaldet af radium såvel som nogle andre stoffer. I løbet af sine eksperimenter fik Rutherford en ide om atomets struktur, som fik navnet på en "planetarisk model".

De første observationer af radioaktivitet

Tilbage i 1985, den engelske explorer W. Ramsay, der er berømt for sin opdagelse af argongas, lavede en interessant opdagelse. I et mineral kaldet kleveit opdagede han en heliumgas. Derefter findes en stor mængde helium også i andre mineraler, men kun i de der indeholder thorium og uran.

Forskeren syntes meget mærkelig: hvor kunne gassen komme fra mineralerne? Men da Rutherford begyndte at studere radioaktivitetens natur, viste det sig at helium er et produkt af radioaktivt henfald. Nogle kemiske elementer "genererer" andre, med helt nye egenskaber. Og denne modsigelse modsatte alle tidligere erfaringer fra kemikere fra den tid.

Observation af Frederick Soddy

Sammen med Rutherford i undersøgelserne togdirekte deltagelse af forskeren Frederick Soddy. Han var en kemiker, og derfor blev alt hans arbejde udført med hensyn til identifikation af kemiske elementer efter deres egenskaber. Faktisk blev radioaktive transformationer af atomkerner først observeret af Soddy. Han kunne finde ud af, hvad de alfa partikler, Rutherford brugte i sine eksperimenter var. Efter at have foretaget målingerne fandt forskerne ud af, at massen af ​​en alfapartikel er 4 atommasseenheder. Efter at have akkumuleret en vis mængde af sådanne alfa partikler, fandt forskerne, at de blev til et nyt stof - helium. Egenskaberne af denne gas var velkendte for Soddy. Derfor hævdede han, at alfapartiklerne lykkedes at fange elektroner udefra og omdanne til neutrale heliumatomer.

Ændringer inde i kernens atom

Yderligere undersøgelser var rettet modidentifikation af atomkernens egenskaber. Forskerne indså, at alle transformationer ikke finder sted med elektroner eller elektronskallen, men direkte med kernerne selv. Det var de radioaktive transformationer af atomkerner, som lette omdannelsen af ​​visse stoffer til andre. Derefter var detaljerne af disse transformationer ukendt for forskere. Men det var klart, at nye kemiske elementer på en eller anden måde dukkede op i deres resultat.

For første gang sådan en kæde af metamorphosesspore i processen med at omdanne radium til radon. Reaktionerne, der resulterede i sådanne transformationer, ledsaget af en særlig stråling, kaldte forskerne atomkraft. Overbevist om at alle disse processer finder sted inden for atomets kerner, begyndte forskerne at udforske andre stoffer, ikke kun radium.

Åbn typer af stråling

Den grundlæggende disciplin, der måtte kræveSvarene på sådanne spørgsmål er fysik (lønklasse 9). Radioaktive transformationer af atomkerner indgår i kurset. Rutherford opdagede to typer stråling eller radioaktive transformationer ved at gennemføre forsøg på penetrationsevne hos uranstråling. En mindre penetrerende type blev kaldt alfa-stråling. Senere blev også beta-stråling undersøgt. Gamma stråling blev først undersøgt af Paul Willard i 1900. Forskere har vist, at fænomenet radioaktivitet er forbundet med nedbrydning af atomkerner. Således blev et ødelæggende slag ramt af atomens fremherskende ideer som en udelelig partikel.

Radioaktive transformationer af atomkerner: basistyper

Det menes nu at under radioaktivehenfald, der er tre typer af transformationer: alfa-forfald, beta henfald, elektronisk optagelse, ellers kaldet K-capture. I alfaaffald udsender en alfa-partikel fra kernen, som er kernen i heliumatomet. Den radioaktive kernen selv bliver til en, der har en mindre elektrisk ladning. Alfa henfald er karakteristisk for stoffer, der optager de sidste steder i det periodiske bord. Beta-forfald indgår også i radioaktive transformationer af atomkerner. Sammensætningen af ​​atomkernen under denne type varierer også: det taber neutrinos eller antineutrinos, såvel som elektroner og positroner.

Denne form for forfald er ledsaget af kortbølgeelektromagnetisk stråling. Ved elektronoptagelse absorberer kernen i et atom en af ​​de nærmeste elektroner. I dette tilfælde kan kerne af beryllium blive til en kerne af lithium. Denne type blev opdaget i 1938 af en fysiker fra Amerika ved navn Alvarez, som også studerede atomkerners radioaktive transformationer. Billeder, hvor forskere forsøgte at fange sådanne processer, indeholder billeder, der ligner en sløret sky, på grund af de små værdier af de partikler, der studeres.