Radioaktivita jako důkaz složité struktury atomů. Historie objevů, experimentů, typy radioaktivity

Po otevření periodického zákona dlouhá doba zůstala jedna otázka zcela nepochopitelná pro vědce. Proč vlastnosti chemických látek závisí na jejich atomové hmotnosti? Vědci nemohli porozumět samotnému důvodu pravidelnosti. Museli se zabývat fyzickým zákonem, který podléhá pravidelnému systému.

Ovoce lidských rukou nebo přírodní jev?

Fenomén radiace skutečně existoval vždy. Lidé od samého začátku své historie žili uprostřed tzv. Přírodního radioaktivního pole. Ale radioaktivita jako důkaz složité struktury atomu se stala známým jevem až na počátku 20. století.

Část ionizujícího záření pochází z vesmíru až k zemskému povrchu. Lidé jsou také ozařováni z těch zdrojů, které jsou obsaženy v útrobách Země a v minerálech. I v lidském těle jsou látky, které se běžně nazývají radionuklidy. Ale až do konce 19. století vědci mohli o tom všechno hádat.

Neznalost radioaktivity

Radioaktivita jako důkaz složité struktury atomů nebyla běžným horníkům známa. Například v 16. století, na olověných dolech v Rakousku, z takzvané horské nemoci, horníci zemřeli masově ve věku pouhých 30-40 let. Místní ženy se několikrát oženily, protože úmrtnost horníků překonala úmrtnost obyčejné populace více než 50krát. Pak o takovém příjmu, jako měření radioaktivity, to ještě nevěděl. Lidé si ani nedokázali představit, že by olovnatá ruda mohla obsahovat nebezpečný uran. Teprve v roce 1879 lékaři zjistili, že "horská nemoc" je vlastně rakovina plic.

Objevování radioaktivních procesů Becquerel

Na konci 19. století bylo provedeno vyšetřování, v důsledku čehož radioaktivita jako důkaz složité struktury atomů se stala zřejmou pro společnost. V roce 1896 výzkumník AA Becquerel zjistil, že látky obsahující uran mohou zesvětlit fotografickou desku ve tmě. Později se vědce podařilo zjistit, že takový majetek má nejen uran. Dále polská chemik Maria Sklodowska-Curie spolu se svým manželem Pierre Curie objevily dva nové radionuklidy: polonium a radium.

Zkušenost společnosti Becquerel byla docela jednoduchá. Vzal uranové soli, zabalil je do tmavě zbarvené tkaniny a pak vystavoval na slunci, aby viděl, jak by se energie, kterou tato látka ukládá, znovu vysypala. Jednoho dne však vědce zjistil, že fotografická deska začne svítit i když uranové soli nebyly vystaveny slunci. To vedlo k objevení radioaktivity. Becquerel volal rentgenové záření neznámého paprsku (podobně jako název rentgenu).

Rutherfordovy experimenty

Další radioaktivitu odnesl anglický vědec Ernest Rutherford. V roce 1899 provedl experiment na studium tohoto jevu. V následující části jsme dospěli k závěru. Vědec vzal uranovou sůl a vložil ji do válce z olova. Přes úzkou díru tok alfa-částic padl na fotografickou desku, která je umístěna nahoře. Na začátku pokusů Rutherford nepoužíval elektromagnetickou desku.

Proto fotografická deska, stejně jako v předchozích experimentech, byla osvětlena ve stejném bodě. Pak se Rutherford začal spojovat s magnetickým polem. S jeho malou hodnotou se paprsek rozdělil do dvou. Když se magnetické pole zvýšilo ještě víc, objevila se tmavá skvrna na desce. Byly zjištěny různé typy radioaktivity: alfa, beta a gama záření.

Závěry ze studií

Po všech těchto pokusech se radioaktivita stala známou jako důkaz složité struktury atomů. Koneckonců se ukázalo, že procesy uvnitř atomového jádra vedou k takovému záření. Je vhodné připomenout, že od doby starověkého Řecka byl atom považován za nedělitelnou část vesmíru. Samotné slovo "atom" znamená "nedělitelné". V důsledku výzkumu vědci se dozvěděli o spontánním elektromagnetickém záření, stejně jako o nových částech atomů - a proto byl fyzikou učiněn vážný krok kupředu. Rádioaktivita, kterou objevili světelné vědy na počátku nového století, dokázala, že atom je vlastně rozdělen na části.

Struktura atomu

Experimentální studie se potvrdilo, že atom má složitou strukturu. Skládá se z jádra a záporně nabitých elektronů. V roce 1932, ruští vědci Ivanenko a Gapon E., a to bez ohledu na jejich model struktury atomu navrhl německý fyzik Heisenberg nazývá proton-neutron. Podle tohoto konceptu, atom sestává z částic, nazývaných protony a neutrony. Jsou sjednoceni ve společné skupině nukleonů.

Ve své podstatě je prakticky celá hmota atomu. Protony, neutrony a elektrony tvoří kategorii elementárních částic. V důsledku experimentálního výzkumu bylo zjištěno, že sériové číslo látky v periodickém systému prvků se rovná náboji jádra.

Vlastnosti radionuklidů

Abychom pochopili, jaká radioaktivita je a jaká je souvislost se strukturou jádra atomu, je nutné zvládnout několik jednoduchých termínů. Například radionuklidy se nyní nazývají radioaktivní izotopy. Odlišují se od nestabilních v tom, že se liší poločas.

Radioaktivní izotopy, které se mění na jiné izotopy, se stávají zdroji ionizujícího záření. Různé radionuklidy mají různé stupně nestability. Některé se mohou rozpadat po stovky a tisíce let. Takové radionuklidy se nazývají dlouhotrvající. Jako příklad mohou sloužit všechny izotopy uranu. Radionuklidy krátkého života se naopak velmi rychle rozpadají: během několika sekund, minut nebo měsíců.

Jaká je míra radioaktivity?

Jednotka radioaktivity je 1 Becquerel. Pokud dojde k jednomu rozkladu během jedné vteřiny, pak se říká, že aktivita jednoho nebo druhého izotopu se rovná jednomu Becquerelu. Aktivita - tato hodnota vám umožňuje odhadnout sílu úpadku aritmeticky. Dříve vědci používali jinou jednotku radioaktivity - Curie. Poměr mezi nimi je následující: pro 1 Ki je 37 miliard Bq.

V tomto případě je nutné rozlišovat aktivitu různých množství látky, například 1 kg a 1 mg. Aktivita určitého množství hmoty ve vědě se obvykle nazývá specifická aktivita. Tato hodnota je nepřímo úměrná poločasu rozpadu.

Nebezpečí radioaktivity

Radioaktivita jako důkaz složité struktury atomů se stala jedním z nejnebezpečnějších jevů. Když se tento fenomén dozvěděl víc, lidé se začali rozumně bát jeho následků. Mnoho lidí mělo dojem, že největší hrozbou může být záření gama. Ale to není zcela pravda, alespoň to neohrožuje život. Radiační ozařování je mnohem nebezpečnější kvůli pronikavým schopnostem. Samozřejmě, v gama zářeních, tato hodnota je vyšší než například v beta-paprsku. Toto nebezpečí však není určeno tímto indikátorem, ale dávkou.

Stejná dávka může být bezpečná pro osobu s jednou tělesnou hmotností a nebezpečná pro druhou. Účinek ionizujícího záření je stanoven za použití absorbované dávky. Ale ani to nestačí k posouzení škod. Koneckonců, ne každé záření je stejně nebezpečné. Faktor ohrožení radiací se nazývá váhový faktor. Jednotka radioaktivity se odhaduje dávky záření s váhovým koeficientem, se nazývá sievert.