Оглавление 265 266 267 268 269 — — — 270 

Искусственная радиоактивность. В 1933 г. Ирен Кюри и Фредерик Жолио-Кюри обнаружили, что некоторые легкие элементы — бор, магний, алюминий — при бомбардировке их α-частицами испускают позитроны. В следующем году те же исследователя установили, что если убрать источник α-частиц, то испускание позитронов прекращается не сразу, а продолжается еще некоторое время. Это значит, что при бомбардировке α-частицами образуются какие-то радиоактивные атомы, обладающие определенной продолжительностью жизни, но только испускающие не α-частицы и не электроны, а позитроны. Таким образом была

открыта искусственная радиоактивность, и притом совершенно особого рода: распад ядра с испусканием позитрона.

Наблюдавшиеся явления Ирен Кюри и Фредерик Жолио-Кюри объяснили тем, что под влиянием бомбардировки ядер α-частицами сперва образуются очень неустойчивые ядра, которые затем распадаются с испусканием позитронов. Например, в случае алюминия процесс протекает в две стадии:

13Al27 + 2He4 = 15P30 + 0n1

где 15Р30 — искусственно созданный изотоп фосфора — «радиофосфор». Так как обыкновенный фосфор не содержит такого изотопа, то, очевидно, последний неустойчив и распадается с образованием устойчивого ядра:

Период полураспада радиофосфора равняется 3 мин. 15 сек.

Аналогичные процессы происходят при бомбардировке гелионами ядер бора и магния, причем в первом случае получается «радиоазот» 7N13 с периодом полураспада 14 мин., во втором — «радиокремний» 14S27 с периодом полураспада 3 мин. 30 сек.

Фредерик Жолио-Кюри, выдающийся ученый-физик, профессор Парижского университета, родился 19 марта 1900 г.

Жолио-Кюри был учеником крупней-шего французского физика Поля Ланже-вена и сотрудником Марии Кюри-Склодов-ской, в лаборатории которой Жолио-Кюри вместе со своей женой Ирен Кюри, открыл явление искусственной радиоактивности. За это открытие ему и Ирен Кюри была присуждена Нобелевская премия.

В 1948 г. Жолио-Кюри построил первый французский ядерный реактор, в котором осуществлялась цепная ядерная реакция.

Жолио-Кюри стоял в первых рядах борцов за мир и демократию и в течение длительного времени был президентом Всемирного Совета Мира.

Фредерик Жолио-Кюри

Фредерик Жолио-Кюри (1958)

Хотя количество искусственно созданных радиоактивных веществ при этих опытах было невелико, тем не менее удалось химическим путем установить их природу, на основании чего и были выведены написанные выше уравнения. Результаты, полученные Ирен Кюри и Фредериком Жолио-Кюри, открыли новую обширную область для исследований. Вскоре появилась ряд аналогичных работ. Из них особенно интересными оказались работы, в которых для бомбардировки ядер применялись нейтроны. Это был очень удачный выбор, так как нейтроны, являясь нейтральными частицами, гораздо легче проникают в атомные ядра, вызывая образование новых ядер. Таким путем были получены десятки новых радиоэлементов с периодами полураспада от нескольких секунд до нескольких дней. Многие из этих элементов удалось выделить химически.

В отличие от бомбардировки α-частицами излучение во всех этих случаях состояло из электронов. Самый механизм образования радиоэлементов при облучении нейтронами, невидимому, таков: при захвате нейтрона ядро выбрасывает протон, превращаясь в новое, неустойчивое ядро с порядковым номером на единицу меньше. Последнее распадается, испуская электрон и снова образуя такое же ядро, какое было вначале; например:

26Fe56 + 0n1 = 25Mn56 + 1H1

25Mn5 = 26Fe56 + e

В настоящее время известно более 400 радиоактивных изотопов химических элементов с электронной или позитронной радиоактивностью, период полураспада которых лежит в пределах от долей секунды до нескольких месяцев. Общее же число разновидностей атомов, найденных в природе или полученных искусственно, достигает 700.

При изучении реакций образования радиоактивных изотопов было обнаружено интересное явление ядерной изомерии, заключающееся в том, что два радиоактивных атома могут обладать одинаковым зарядом ядра и одинаковой массой, но различными радиоактивными свойствами. Так, например, при облучении нейтронами брома были получены два разных радиоброма 35Br80 с периодами половинного β-распада 18 мин. и 4,2 часа. Такие атомные ядра называют изомерными; при одинаковом составе они, повидимому, обладают различным строением и находятся в различном энергетическом состоянии.

267 268 269

Вы читаете, статья на тему Искусственная радиоактивность