Савельєва Ф.Н., к.т.н.
Радіоактивні речовини
Потрапляючина стінки скляної трубки, катодні промені викликають там флуоресценцію;флуоресціююча частина трубки є джерелом рентгенівських променів. Пов'язаніміж собою ці два явища, що збігаються в часі і в просторі, -флуоресценція і випускання рентгенівських променів? Це питання навіть не виникло б,якби рентгенівські промені були з самого початку отримані в трубці типу В«фокусВ».Але оскільки, як повідомив Рентген в своїй першій роботі, вони виходять впростий розрядній трубці, таке питання цілком закономірне.
Цейпитання поставив перед собою Анрі Беккерель (1832-1108), один із славноїдинастії видатних фізиків, до якої належали його дід Антуан Сезар (1788-1878),батько Едмонд (1820 -1891) і син Жан (1878-1953). Флуоресценція і фосфоресценціябули, так би мовити, В«сімейною справоюВ» Беккерель. Батько Анрі Беккереля-ЕдмонБеккерель - дійсно багато займався спектроскопічними дослідженнямифосфоресценції, і зокрема фосфоресценції урану, а Анрі з 1882 по 1892 р. продовжував ці дослідження.
Яктільки Анрі Беккерель дізнався про досліди Рентгена, то йому одразу здалося, що вонимають відношення до того, чим він займається, і відразу ж тобто на початку 1896 р., він задався питанням, чи не можуть рентгенівські промені испускаться фосфоресціюючими тілами,зазнали тривалого опромінення сонячним світлом. Серед дослідженихфосфоруючих речовин були і солі урану. Беккерель помістив лусочки соліурану на фотопластинку, загорнуту щільною чорним папером, і піддав їх вПротягом декількох годин сильному впливу сонячних променів. Після проявифотопластинки на ній були виявлені контури лусочок, які були до неїпритиснуті. Цей результат говорив на користь прийнятої робочої гіпотези і змушував продовжуватидослідження. Було очевидно, що уранова сіль випускає якесь випромінювання,проходить через чорний папір і засвічує фотопластинку. Чи пов'язане воно зфосфоресценції, тобто перетвориться Чи в урановому мінералі сонячна енергія вце випромінювання?
Щасливийвипадок дозволив Беккерелю незабаром відповісти на це питання. 26 і 27 лютого 1896 р. був підготовлений досвід, кілька відрізнявся від початкового, але виконати його не вдалося,так як день був хмарний і сонце показувалося лише на короткий час. Томувся установка (на фотопластинці в рамці з чорної тканини, прикритої алюмінієвоїплатівкою, спочивав тонкий мідний хрест, над яким розташовувався препарат зподвійним сульфатом калію і урану) була замкнена в ящику столу. Проявивши 1 березняці пластинки, Беккерель несподівано виявив на них вельми чіткий контурхреста. Йому негайно ж прийшла в голову думка, що дія випромінювання відбувалосяі в темряві, і нові, спеціально зроблені досліди підтвердили це припущення.Таким чином, для отримання фотографічного ефекту не було необхідностіпопередньо висвітлювати уранову сіль сонцем. Більш того, це явище наінших фосфоруючих речовинах не спостерігалося, але спостерігалося на іншихсолях урану, не володіють фосфоресценції. Всього цього було досить, щобприйти до висновку, що тут йдеться про новий мимовільному явищі,інтенсивність якого помітно не убуває в часі, як це доводили дослідиз урановими солями, приготованими задовго до постановки досвіду.
Самев цей час в Париж прийшли відомості про те, що багатьма фізиками помічена витікзаряду з зарядженого тіла, що опромінюється рентгенівськими променями. Беккерельпоставив аналогічний досвід з новим випромінюванням і прийшов до того ж результату. Вінпродовжив дослідження двома методами: методом фотопластинок, чистоякісним, і електричним методом, придатним для відносних чисельнихвимірювань. Як це не дивно, близько двох років Беккерель був єдинимфізиком, який займався цими дослідженнями. Пізніше, в 1898 р., до нього підключилися подружжя Кюрі, а після відкриття радію до кінця сторіччя числодослідників відразу жахливо розрослося. Серед них були Резерфорд, Дебьерн,Ельстер, Гейтель, Гізель, Кауфман, Крукс, Рамзай, Содді. Напрямок, прийнятеБеккерелем, послужило, природно, відправною точкою для подальшихдосліджень. Одним з основних фактів, встановлених Беккерелем, бувнаступний: всі солі урану, фосфоресціюючі і нефосфоресцірующіе, у вигляді кристалаі у вигляді порошку, в сухому вигляді і в розчині, незалежно від свого походження- Всі випускають випромінювання однієї і тієї ж природи, інтенсивність якогозалежить тільки від кількості урану, що міститься в солі. Таким чином, цяздатність виявляється атомним властивістю, властивим елементу урану. Цепідтверджувалося тим фактом, що металевий уран володів в 3 ВЅ разибільшою активністю, ніж застосовувалися в перших дослідах солі урану. Цірезультати, природно, ставили питання про пошуки інших речовин, які можутьволодіти аналогічними властивостями.
В1898 майже одночасно Марія Кюрі-Склодовська (1867-1934) у Франції іЕрхард Карл Шмідт (1865-1949) в Німеччині виявили, що торій володієаналогічними властивостями. Марія Кюрі зробила систематичне вивченнямінералів, що містять уран і торій, і помітила, що деякі мінераливиявилися активніше урану. Марія Кюрі і її чоловік П'єр Кюрі прийшли до висновку, що вцих мінералах повинен міститися елемент, ще більш активний, ніж уран. Самев цей час, в 1898 р., подружжя Кюрі ввели термін радіоактивність дляпозначення властивості речовини випускати В«промені БеккереляВ», як називалося тодівипромінювання, що випускається ураном і торієм. Подружжя Кюрі спробували виділити цейгіпотетичний елемент, більш активний, ніж уран, з уранової смоляної руди.Хімічний аналіз мінералу і вимір радіоактивності поступово відокремлюванихфракцій підтвердили, що дійсно знайдено проста речовина, більшрадіоактивне, ніж уран. Вони назвали його полонієм на честь батьківщини Марії Кюрі.Пізніше було знайдено ще один елемент, значно більш радіоактивний, названийними радієм. Два роки потому, в 1900 р., Андре Дебьерн, учень Марії Кюрі,відкрив третє радіоактивну речовину, названу ним актинієм.
Дослідження нових випромінювань
Післятого як виріс список відомих радіоактивних речовин - уран, торій, полоній,радій, актиній - і число науковців, які займаються їх вивченням, почалася друга,більше фізична фаза дослідження, під час якої основна увага булазвернено на вивчення характерних властивостей нових явищ. На перших зразкахполонію і радію, отриманих від подружжя Кюрі, Беккерель виявив, щоиспускаемое радієм випромінювання має значно більшу проникаючуздатністю, ніж випромінювання полонію. Випромінювання радію після проходженняалюмінієвої і слюдяної пластинок впливає на фотопластинки, тоді як променіполонію не могли проникнути навіть крізь картонні стінки коробки, в якійзберігався препарат. Таким чином, радіоактивне випромінювання різнорідно. Цеотримало нове експериментальне підтвердження в кінці 1899 р., коли Беккерель і незалежно від нього Гізель виявили, що якщо пучок променів Беккереляпроходить магнітне поле, то частина променів відхиляється в одному напрямку, аінша - в протилежному. Досвід дослідження катодних променів негайно підказаввченим інтерпретацію цього експериментального результату: значить, променіБеккереля неоднорідні і мають корпускулярну природу, переносячи електричнийзаряд. До того ж висновку і в той же час прийшов на основі вивчення проникаючоїздатності променів новозеландський фізик Ернест Резерфорд, який починав своюнаукову роботу під керівництвом Джозефа Томсона в Кавендішської лабораторії таприсвятив усе життя виключно дослідженням радіоактивності. На закінченнясвого дослідження він пише: В«Ці досліди показують, що випромінювання уранує складним і складається принаймні з двох різних видів: одне, дужешвидко поглинається, назвемо для зручності О± - випромінюванням; інше, більшпроникаюче, назвемо ОІ - випромінюванням В».
Черезтри роки Поль Війяр (1860-1934) показав, що мається і третя складовавипромінювання, про яку раніше не підозрювали; вона не відхиляється магнітним полем,а отже, подібна за природою з рентгенівськими променями. За аналогією з двома...
