Nakon što je otkriven periodični zakon,dugo je jedno pitanje ostalo potpuno nerazumljivo za znanstvenike. Zašto svojstva kemikalija ovise o njihovoj atomskoj masi? Istraživači nisu mogli razumjeti sam razlog periodičnosti. Morali su se nositi s fizičkim zakonom koji je temelj periodičnog sustava.
Fenomen zračenja zapravo je postojaostalno. Ljudi su od samih početaka svoje povijesti živjeli u okruženju takozvanog prirodnog radioaktivnog polja. Ali radioaktivnost, kao dokaz složene građe atoma, postala je poznati fenomen tek početkom 20. stoljeća.
Od svemira do zemljine površine, dioIonizirana radiacija. Ljudi su također ozračeni iz onih izvora koji su sadržani u utrobi Zemlje i u mineralima. Čak i ljudsko tijelo sadrži one tvari koje se obično nazivaju radionuklidi. No, sve do kraja 19. stoljeća znanstvenici su o svemu tome mogli samo nagađati.
Radioaktivnost kao dokaz kompleksastruktura atoma bila je nepoznata običnim rudarima. Primjerice, u 16. stoljeću u rudnicima olova u Austriji od takozvane visinske bolesti rudari su masovno umirali u dobi od samo 30-40 godina. Lokalne žene udavale su se nekoliko puta, budući da je stopa smrtnosti rudara premašila stopu smrtnosti običnog stanovništva za više od 50 puta. Tada nisu znali za takvu tehniku kao što je mjerenje radioaktivnosti. Ljudi nisu mogli ni zamisliti da olovne rude mogu sadržavati opasan uran. Tek su 1879. godine liječnici saznali da je planinska bolest zapravo rak pluća.
Krajem 19. stoljeća provedena su istraživanja uuslijed čega je radioaktivnost kao dokaz složene građe atoma postala očita društvu. 1896. istraživač A. A. Becquerel utvrdio je da tvari koje sadrže uran mogu osvijetliti fotografsku ploču u mraku. Kasnije je znanstvenik uspio otkriti da takvo svojstvo ima ne samo uran. Tada je poljska kemičarka Maria Sklodowska-Curie, zajedno sa suprugom Pierreom Curieom, otkrila dva nova radionuklida: polonij i radij.
Samo je iskustvo Becquerela bilo prilično jednostavno.Uzeo je soli urana, zamotao ih u tamnu krpu i potom ih izložio suncu kako bi vidio kako će se energija nakupljena ovom tvari ponovno emitirati. No, jednom je znanstvenik primijetio da fotografska ploča počinje svijetliti čak i kad soli urana nisu bile izložene suncu. To je dovelo do otkrića radioaktivnosti. Becquerel je nepoznate zrake nazvao X-zrakama (po analogiji s imenom X-zrake).
Dalje, engleski se znanstvenik zainteresirao za radioaktivnostErnest Rutherford. 1899. proveo je eksperiment za proučavanje ovog fenomena. Sastojalo se u sljedećem. Znanstvenik je uzeo uranovu sol i stavio je u cilindar izrađen od olova. Kroz usku rupu struja alfa čestica pala je na fotografsku ploču koja se nalazila na vrhu. Na početku svojih pokusa Rutherford nije koristio elektromagnetsku ploču.
Stoga, fotografska ploča, kao i u prethodnojeksperimenata, osvijetljena je u istoj točki. Tada je Rutherford počeo povezivati magnetsko polje. Pri svojoj maloj vrijednosti snop se počeo dijeliti na dva dijela. Kad se magnetsko polje još više povećalo, na ploči se pojavila tamna mrlja. Tako su otkrivene razne vrste radioaktivnosti: alfa, beta i gama zračenje.
Nakon svih tih iskustava postala je poznataradioaktivnost kao dokaz složene građe atoma. Napokon, pokazalo se da upravo procesi unutar atomske jezgre dovode do takvog zračenja. Ovdje je prikladno podsjetiti da se od vremena Drevne Grčke atom smatrao nedjeljivom česticom svemira. Sama riječ "atom" značila je "nedjeljiv". Kao rezultat istraživanja znanstvenika, ljudi su saznali o spontanom elektromagnetskom zračenju, kao i o novim česticama atoma - fizika je napravila tako ozbiljan korak naprijed. Radioaktivnost, koju su svjetiljke znanosti otkrile u zoru novog stoljeća, dokazala je da je atom zapravo podijeljen na dijelove.
Eksperimentalne studije su bilepotvrđuje se da atom ima složenu strukturu. Sastoji se od jezgre i negativno nabijenih elektrona. Godine 1932. domaći istraživači D. Ivanenko i E. Gapon, kao i neovisno o njima njemački fizičar Heisenberg, predložili su model strukture atoma, nazvan model proton-neutron. Prema ovom konceptu, atom se sastoji od čestica koje se nazivaju protoni i neutroni. Kombinirani su u zajedničku skupinu nukleona.
Gotovo sva masa atoma nalazi se u njegovoj jezgri.Protoni, neutroni i elektroni čine kategoriju elementarnih čestica. Kao rezultat eksperimentalnih istraživanja utvrđeno je da je serijski broj tvari u periodičnom sustavu elemenata jednak naboju njene jezgre.
Da bih razumio što jestradioaktivnosti i kako je ona povezana sa strukturom atomske jezgre, potrebno je svladati nekoliko jednostavnih pojmova. Na primjer, radioaktivni izotopi sada se nazivaju radionuklidi. Od nestabilnih se razlikuju po tome što imaju različito vrijeme poluraspada.
Radioaktivni izotopi koji se pretvaraju u drugeizotopi postaju izvori ionizirajućeg zračenja. Različiti radionuklidi imaju različit stupanj nestabilnosti. Neki se mogu raspadati stotinama ili tisućama godina. Takvi radionuklidi nazivaju se dugovječnim. Svi izotopi urana mogu poslužiti kao primjer. Suprotno tome, kratkotrajni radionuklidi propadaju vrlo brzo: u roku od nekoliko sekundi, minuta ili mjeseci.
Jedinica radioaktivnosti je 1 Becquerel.Ako se jedno raspadanje dogodi u jednoj sekundi, tada kažu da je aktivnost jednog ili drugog izotopa jednaka jednom Becquerelu. Aktivnost je veličina koja vam omogućuje aritmetičku procjenu snage raspada. Prije toga, znanstvenici su koristili još jednu jedinicu radioaktivnosti - Curie. Omjer između njih je sljedeći: 1 Ci čini 37 milijardi Bq.
U ovom je slučaju potrebno razlikovati aktivnost različitihkoličina tvari, na primjer 1 kg i 1 mg. Aktivnost određene količine tvari u znanosti se obično naziva specifičnom aktivnošću. Ova je vrijednost obrnuto proporcionalna vremenu poluraspada.
Radioaktivnost kao dokaz kompleksastruktura atoma počela se smatrati jednom od najopasnijih pojava. Saznavši više o ovom fenomenu, ljudi su se počeli razumno bojati njegovih posljedica. Mnogi imaju dojam da gama zračenje može predstavljati najveću prijetnju. Ali to nije u potpunosti istina, barem nije opasno po život. Izloženost zračenju je mnogo opasnija zbog svoje probojne sposobnosti. Naravno, gama zrake imaju veću stopu od, na primjer, beta zraka. Ali opasnost ne određuje ovaj pokazatelj, već doza.
Ista doza može biti sigurna zaosoba s jednom tjelesnom težinom i opasna za drugu. Izloženost ionizirajućem zračenju mjeri se pomoću brzine apsorbirane doze. Ali ni to nije dovoljno za procjenu štete. Napokon, nije svako zračenje jednako opasno. Čimbenik opasnosti od zračenja naziva se vaganje. Jedinica radioaktivnosti koja se koristi za procjenu doze zračenja s težinskim faktorom naziva se sivert.
