Αφού ανακαλύφθηκε ο περιοδικός νόμος,για μεγάλο χρονικό διάστημα μια ερώτηση παρέμεινε εντελώς ακατανόητη για τους επιστήμονες. Γιατί οι ιδιότητες των χημικών εξαρτώνται από την ατομική τους μάζα; Οι ερευνητές δεν μπορούσαν να καταλάβουν τον ίδιο λόγο για την περιοδικότητα. Έπρεπε να ασχοληθούν με τον φυσικό νόμο που διέπει το περιοδικό σύστημα.
Το φαινόμενο της ακτινοβολίας υπήρχε πράγματιπάντα. Άνθρωποι από την αρχή της ιστορίας τους ζούσαν στο περιβάλλον του λεγόμενου φυσικού ραδιενεργού πεδίου. Αλλά η ραδιενέργεια, ως απόδειξη της σύνθετης δομής του ατόμου, έγινε ένα πολύ γνωστό φαινόμενο μόνο στις αρχές του 20ού αιώνα.
Από το διάστημα έως την επιφάνεια της γης, μέρος τουιοντίζουσα ακτινοβολία. Οι άνθρωποι ακτινοβολούνται επίσης από εκείνες τις πηγές που περιέχονται στα έντερα της Γης και στα ορυκτά. Ακόμα και το ανθρώπινο σώμα περιέχει εκείνες τις ουσίες που συνήθως ονομάζονται ραδιονουκλίδια. Αλλά μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, οι επιστήμονες μπορούσαν να μαντέψουν μόνο για όλα αυτά.
Η ραδιενέργεια ως απόδειξη ενός συγκροτήματοςη δομή των ατόμων ήταν άγνωστη στους απλούς ανθρακωρύχους. Για παράδειγμα, τον 16ο αιώνα στα ορυχεία μολύβδου στην Αυστρία από τη λεγόμενη ασθένεια υψομέτρου, οι ανθρακωρύχοι πέθαναν μαζικά σε ηλικία μόλις 30-40 ετών. Οι τοπικές γυναίκες παντρεύτηκαν αρκετές φορές, καθώς το ποσοστό θνησιμότητας των ανθρακωρύχων ξεπέρασε το ποσοστό θνησιμότητας του κοινού πληθυσμού περισσότερο από 50 φορές. Τότε δεν ήξεραν για μια τέτοια τεχνική όπως η μέτρηση της ραδιενέργειας. Οι άνθρωποι δεν μπορούσαν καν να φανταστούν ότι τα μεταλλεύματα μολύβδου θα μπορούσαν να περιέχουν επικίνδυνο ουράνιο. Μόνο το 1879 οι γιατροί έμαθαν ότι η ασθένεια του βουνού ήταν στην πραγματικότητα καρκίνος του πνεύμονα.
Στο τέλος του 19ου αιώνα, πραγματοποιήθηκαν μελέτες στοως αποτέλεσμα της ραδιενέργειας ως απόδειξη της σύνθετης δομής των ατόμων έγινε προφανής στην κοινωνία. Το 1896, ο ερευνητής A. A. Becquerel διαπίστωσε ότι ουσίες που περιέχουν ουράνιο θα μπορούσαν να φωτίσουν μια φωτογραφική πλάκα στο σκοτάδι. Αργότερα, ο επιστήμονας κατάφερε να ανακαλύψει ότι όχι μόνο το ουράνιο έχει τέτοια ιδιότητα. Στη συνέχεια, η Πολωνός χημικός Maria Sklodowska-Curie, μαζί με τον σύζυγό της Pierre Curie, ανακάλυψαν δύο νέα ραδιονουκλεΐδια: το πολώνιο και το ράδιο.
Η ίδια η εμπειρία του Becquerel ήταν αρκετά απλή.Πήρε τα άλατα ουρανίου, τα τυλίγει σε ένα σκοτεινό πανί και στη συνέχεια τα εκθέτει στον ήλιο για να δει πώς θα εκπέμπεται εκ νέου η ενέργεια που συσσωρεύεται από αυτήν την ουσία. Αλλά όταν ο επιστήμονας παρατήρησε ότι η φωτογραφική πλάκα αρχίζει να λάμπει ακόμα και όταν τα άλατα ουρανίου δεν εκτέθηκαν στον ήλιο. Αυτό οδήγησε στην ανακάλυψη της ραδιενέργειας. Ο Becquerel κάλεσε τις άγνωστες ακτίνες X (κατ 'αναλογία με το όνομα X-ray).
Επιπλέον, ένας Άγγλος επιστήμονας ενδιαφέρεται για τη ραδιενέργειαΈρνεστ Ρόδερφορντ. Το 1899, πραγματοποίησε ένα πείραμα για να μελετήσει αυτό το φαινόμενο. Αποτελείται από τα ακόλουθα. Ο επιστήμονας πήρε το άλας ουρανίου και το έβαλε σε κύλινδρο από μόλυβδο. Μέσα από μια στενή οπή, ένα ρεύμα σωματιδίων άλφα έπεσε πάνω σε μια φωτογραφική πλάκα που βρίσκεται στην κορυφή. Στην αρχή των πειραμάτων του, ο Rutherford δεν χρησιμοποίησε ηλεκτρομαγνητική πλάκα.
Επομένως, η φωτογραφική πινακίδα, όπως και στην προηγούμενηπειράματα, φωτίστηκε στο ίδιο σημείο. Τότε ο Ράδερφορντ άρχισε να συνδέει το μαγνητικό πεδίο. Σε χαμηλή τιμή, η δέσμη άρχισε να χωρίζεται στα δύο. Όταν το μαγνητικό πεδίο αυξήθηκε ακόμη περισσότερο, ένα σκοτεινό σημείο εμφανίστηκε στην πλάκα. Έτσι, ανακαλύφθηκαν διάφοροι τύποι ραδιενέργειας: ακτινοβολία άλφα, βήτα και γάμμα.
Μετά από όλες αυτές τις εμπειρίες, έγινε διάσημηραδιενέργεια ως απόδειξη της σύνθετης δομής των ατόμων. Σε τελική ανάλυση, αποδείχθηκε ότι οι διαδικασίες μέσα στον ατομικό πυρήνα οδηγούν σε μια τέτοια ακτινοβολία. Είναι σκόπιμο να θυμηθούμε εδώ ότι από την εποχή της Αρχαίας Ελλάδας, το άτομο θεωρήθηκε αδιαίρετο σωματίδιο του σύμπαντος. Η ίδια η λέξη «άτομο» σήμαινε «αδιαίρετη». Ως αποτέλεσμα έρευνας από επιστήμονες, οι άνθρωποι έμαθαν για αυθόρμητη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, καθώς και για νέα σωματίδια ατόμων - η φυσική έχει κάνει ένα τόσο σοβαρό βήμα προς τα εμπρός. Η ραδιενέργεια, η οποία ανακαλύφθηκε από τα φωτιστικά της επιστήμης στην αυγή του νέου αιώνα, απέδειξε ότι το άτομο στην πραγματικότητα χωρίζεται σε μέρη.
Οι πειραματικές μελέτες ήτανεπιβεβαιώνεται ότι το άτομο έχει σύνθετη δομή. Αποτελείται από έναν πυρήνα και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Το 1932, οι εγχώριοι ερευνητές D. Ivanenko και E. Gapon, καθώς και ανεξάρτητα από αυτούς από τον γερμανικό φυσικό Heisenberg, πρότειναν ένα μοντέλο της δομής του ατόμου, που ονομάζεται μοντέλο πρωτονίων-νετρονίων. Σύμφωνα με αυτήν την έννοια, ένα άτομο αποτελείται από σωματίδια που ονομάζονται πρωτόνια και νετρόνια. Συνδυάζονται σε μια κοινή ομάδα νουκλεονίων.
Σχεδόν όλη η μάζα ενός ατόμου βρίσκεται στον πυρήνα του.Τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια αποτελούν μια κατηγορία στοιχειωδών σωματιδίων. Ως αποτέλεσμα της πειραματικής έρευνας, διαπιστώθηκε ότι ο σειριακός αριθμός μιας ουσίας στο περιοδικό σύστημα των στοιχείων είναι ίσος με το φορτίο του πυρήνα της.
Για να καταλάβουμε τι είναιραδιενέργεια και πώς σχετίζεται με τη δομή του ατομικού πυρήνα, είναι απαραίτητο να μάθετε μερικούς απλούς όρους. Για παράδειγμα, τα ραδιενεργά ισότοπα ονομάζονται πλέον ραδιονουκλίδια. Διαφέρουν από τα ασταθή, καθώς έχουν διαφορετικό χρόνο ημιζωής.
Τα ραδιενεργά ισότοπα μετατρέπονται σε άλλαΤα ισότοπα γίνονται πηγές ιοντίζουσας ακτινοβολίας. Διαφορετικά ραδιονουκλίδια έχουν διαφορετικούς βαθμούς αστάθειας. Μερικοί μπορούν να αποσυντεθούν πάνω από εκατοντάδες ή χιλιάδες χρόνια. Τέτοια ραδιονουκλίδια ονομάζονται μακροχρόνια. Όλα τα ισότοπα ουρανίου μπορούν να χρησιμεύσουν ως παράδειγμα. Αντίθετα, τα βραχύβια ραδιονουκλίδια αποσυντίθενται πολύ γρήγορα: μέσα σε δευτερόλεπτα, λεπτά ή μήνες.
Η μονάδα ραδιενέργειας είναι 1 Becquerel.Εάν μια αποσύνθεση συμβεί σε ένα δευτερόλεπτο, τότε λένε ότι η δραστηριότητα ενός ή άλλου ισότοπου είναι ίση με ένα Becquerel. Η δραστηριότητα είναι η ποσότητα που σας επιτρέπει να εκτιμήσετε αριθμητικά τη δύναμη αποσύνθεσης. Προηγουμένως, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια άλλη μονάδα ραδιενέργειας - το Curie. Ο λόγος μεταξύ τους έχει ως εξής: 1 Ci αντιστοιχεί σε 37 δισεκατομμύρια Bq.
Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ της δραστηριότητας των διαφορετικώντην ποσότητα της ουσίας, για παράδειγμα 1 kg και 1 mg. Η δραστηριότητα μιας συγκεκριμένης ποσότητας μιας ουσίας στην επιστήμη ονομάζεται συνήθως συγκεκριμένη δραστηριότητα. Αυτή η τιμή είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον χρόνο ημιζωής.
Η ραδιενέργεια ως απόδειξη ενός συγκροτήματοςη δομή των ατόμων άρχισε να θεωρείται ένα από τα πιο επικίνδυνα φαινόμενα. Έχοντας μάθει περισσότερα για αυτό το φαινόμενο, οι άνθρωποι άρχισαν να φοβούνται λογικά τις συνέπειές του. Πολλοί έχουν την εντύπωση ότι η ακτινοβολία γάμμα μπορεί να αποτελεί τη μεγαλύτερη απειλή. Αλλά αυτό δεν είναι απολύτως αλήθεια, τουλάχιστον δεν είναι απειλητικό για τη ζωή. Η έκθεση σε ακτινοβολία είναι πολύ πιο επικίνδυνη λόγω της ικανότητας διείσδυσης. Φυσικά, οι ακτίνες γάμμα έχουν υψηλότερο ρυθμό από, για παράδειγμα, τις ακτίνες βήτα. Όμως ο κίνδυνος καθορίζεται όχι από αυτόν τον δείκτη, αλλά από τη δόση.
Η ίδια δόση μπορεί να είναι ασφαλής γιαένα άτομο με ένα σωματικό βάρος και επικίνδυνο για το άλλο. Η έκθεση σε ιονίζουσα ακτινοβολία μετριέται χρησιμοποιώντας τον ρυθμό απορρόφησης δόσης. Αλλά ακόμη και αυτό δεν είναι αρκετό για να εκτιμηθεί η βλάβη. Σε τελική ανάλυση, δεν είναι εξίσου επικίνδυνη κάθε ακτινοβολία. Ο παράγοντας κινδύνου ακτινοβολίας ονομάζεται ζύγιση. Η μονάδα ραδιενέργειας που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό μιας δόσης ακτινοβολίας με συντελεστή στάθμισης ονομάζεται κοσκίνισμα.
