Radioaktivní transformace jaderných jader: historie objevu, hlavní typy transformací

Objev struktury atomového jádra byl jednou z nejdůležitějších etap ve vývoji moderních fyzických znalostí. Vědci dospěli k správným závěrům o struktuře nejmenších částic, a to ihned. A mnohem později byly objeveny i jiné zákonitosti - například zákony pohybu mikročástic, stejně jako znaky transformace jaderných jader, které se vyskytují během radioaktivního rozpadu.

Rutherfordovy experimenty

Poprvé radioaktivní transformace jaderných jader studoval anglický badatel Rutherford. Dokonce bylo jasné, že většina atomu je ve svém jádru, protože elektrony jsou mnohokrát lehčí než nukleony. Aby zkoumal pozitivní náboj uvnitř jádra, v roce 1906 Rutherford navrhl zkoumat atom zkoumáním alfa částic. Takové částice se objevily v rozpadu rádia, stejně jako v některých jiných látkách. V průběhu experimentů získal Rutherford představu o struktuře atomu, který dostal jméno "planetární model".

První pozorování radioaktivity

V roce 1985 se objevil zajímavý objev anglický průzkumník W. Ramsay, který je známý objevem argonového plynu. V minerálech zvaných kleveit objevil héliový plyn. Následně bylo nalezeno velké množství helia v jiných minerálech, ale pouze v těch, které obsahují thorium a uran.

Výzkumník vypadal velmi zvláštně: odkud mohl plyn pocházet z minerálů? Ale když Rutherford začal studovat povahu radioaktivity, ukázalo se, že hélium je produktem radioaktivního rozkladu. Některé chemické prvky "vytvářejí" ​​jiné, které mají zcela nové vlastnosti. A tato skutečnost byla v rozporu se všemi předchozími zkušenostmi chemiků té doby.

Pozorování Frederika Soddyho

Spolu s Rutherfordem v tomto výzkumu byl přímo zapojen vědec Frederick Soddy. Byl to chemik, a proto se jeho práce prováděla s ohledem na identifikaci chemických prvků podle jejich vlastností. Ve skutečnosti byly Soddy poprvé pozorovány radioaktivní transformace atomových jader. Byl schopen zjistit, jaké částice alfa, které použil Rutherford ve svých experimentech. Po provedení měření vědci zjistili, že hmotnost jedné alfa částice je 4 jednotky atomové hmotnosti. Po akumulaci určitého množství takových alfa částic výzkumníci zjistili, že se změnily v novou látku - hélium. Vlastnosti tohoto plynu byly Soddymu dobře známy. Proto argumentoval, že částice alfa dokázaly zachytit elektrony zvenčí a přeměnit se na neutrální atomy helia.

Změny uvnitř jádra atomu

Následné studie byly zaměřeny na identifikaci vlastností atomového jádra. Vědci si uvědomili, že všechny transformace se nekonají s elektrony ani elektronovým pláštěm, ale přímo s jádry samotnými. Byly to radioaktivní transformace jaderných jader, které usnadnily transformaci určitých látek do jiných. Pak podrobnosti těchto transformací nebyly vědcům známy. Bylo však zřejmé, že v jejich výsledku se objevily nějaké nové chemické prvky.

Poprvé mohl takový řetězec metamorfóz vysledovat vědci v procesu přeměny rádia na radon. Reakce, které vedly k takovýmto přeměnám, doprovázené zvláštním zářením, nazvali výzkumníci jadernou energii. Přesvědčený, že všechny tyto procesy probíhají uvnitř jádra atomu, vědci začali zkoumat další látky, nejen rádium.

Otevřené typy záření

Hlavní disciplínou, která může vyžadovat odpovědi na takové otázky, je fyzika (stupeň 9). V jeho průběhu jsou zahrnuty radioaktivní transformace jaderných jader. Při provádění experimentů na penetrační schopnost záření uranu objevil Rutherford dva typy záření nebo radioaktivní transformace. Méně pronikající typ byl nazýván alfa zářením. Později bylo zkoumáno i beta záření. Gama záření bylo nejprve studováno Paulem Willardem v roce 1900. Vědci prokázali, že fenomén radioaktivity je spojen s rozpadem jaderných jader. Tak, podle převládajících myšlenek atomu jako nedělitelné částice, byla zasažena ničivá rána.

Radioaktivní transformace atomových jader: základní typy

Nyní se předpokládá, že během radioaktivního rozpadu existují tři typy transformací: alfa-rozpad, beta rozpad, elektronické zachycení, jinak nazývané K-zachycení. Při alfa rozkladu vystupuje alfa částic z jádra, což je jádro atomu helia. Vlastní radioaktivní jádro se změní na jiný, který má menší elektrický náboj. Alfa rozklad je charakteristický pro látky obsazující poslední místa v periodické tabulce. Beta-rozklad také vstupuje do radioaktivní transformace atomových jader. Složení atomového jádra pod tímto typem se také liší: ztrácí neutriny nebo antineutrinos, stejně jako elektrony a pozitrony.

Tento typ úpadku je doprovázen krátkodovým elektromagnetickým zářením. Při zachycování elektronů jádro atomu absorbuje jeden z nejbližších elektronů. V tomto případě se jádro berylia může změnit na jádro lithia. Tento typ byl objeven v roce 1938 fyzikem z Ameriky jmenovaným Alvarezem, který také studoval radioaktivní transformace jaderných jader. Fotografie, na kterých se výzkumníci pokoušeli zachytit takové procesy, obsahují obrazy podobné rozmazanému oblaku kvůli malým hodnotám zkoumaných částic.