Po odkryciu prawa okresowegoprzez długi czas jedno pytanie pozostawało całkowicie niezrozumiałe dla naukowców. Dlaczego właściwości chemikaliów zależą od ich masy atomowej? Badacze nie mogli zrozumieć przyczyny tej okresowości. Musieli uporać się z prawami fizycznymi leżącymi u podstaw układu okresowego.
Zjawisko promieniowania faktycznie istniałozawsze. Ludzie od samego początku swojej historii żyli w środowisku tzw. Naturalnego pola promieniotwórczego. Ale radioaktywność, jako dowód złożonej budowy atomu, stała się znanym zjawiskiem dopiero na początku XX wieku.
Z kosmosu na powierzchnię ziemi, częśćpromieniowanie jonizujące. Ludzie są również napromieniani z tych źródeł, które znajdują się w jelitach Ziemi i minerałach. Nawet ciało ludzkie zawiera te substancje, które są powszechnie nazywane radionuklidami. Ale do końca XIX wieku naukowcy mogli się tylko domyślać.
Radioaktywność jako dowód kompleksustruktura atomów była nieznana zwykłym górnikom. Na przykład w XVI wieku w kopalniach ołowiu w Austrii z powodu tzw. Choroby wysokościowej górnicy masowo umierali w wieku zaledwie 30-40 lat. Miejscowe kobiety kilkakrotnie wychodziły za mąż, gdyż śmiertelność górników ponad 50-krotnie przewyższała umieralność zwykłej populacji. Wtedy nie wiedzieli o takiej technice, jak pomiar radioaktywności. Ludzie nie mogli sobie nawet wyobrazić, że rudy ołowiu mogą zawierać niebezpieczny uran. Dopiero w 1879 roku lekarze dowiedzieli się, że choroba górska była w rzeczywistości rakiem płuc.
Pod koniec XIX wieku badania przeprowadzono ww wyniku czego radioaktywność jako dowód złożonej struktury atomów stała się oczywista dla społeczeństwa. W 1896 roku badacz A.A. Becquerel ustalił, że substancje zawierające uran mogą rozjaśniać kliszę fotograficzną w ciemności. Później naukowcowi udało się odkryć, że nie tylko uran ma taką właściwość. Wówczas polska chemik Maria Skłodowska-Curie wraz z mężem Piotrem Curie odkryli dwa nowe radionuklidy: polon i rad.
Samo doświadczenie Becquerela było dość proste.Wziął sole uranu, owinął je ciemną szmatką, a następnie wystawił na słońce, aby zobaczyć, jak energia zgromadzona przez tę substancję zostanie ponownie wyemitowana. Ale kiedy naukowiec zauważył, że klisza fotograficzna zaczyna świecić, nawet gdy sole uranu nie były wystawione na działanie słońca. Doprowadziło to do odkrycia radioaktywności. Becquerel nazwał nieznane promienie rentgenowskie (przez analogię z nazwą promieni rentgenowskich).
Co więcej, angielski naukowiec zainteresował się radioaktywnościąErnest Rutherford. W 1899 roku przeprowadził eksperyment w celu zbadania tego zjawiska. Składał się z następujących elementów. Naukowiec wziął sól uranową i umieścił ją w cylindrze wykonanym z ołowiu. Przez wąski otwór strumień cząstek alfa spadł na znajdującą się powyżej płytkę fotograficzną. Na początku swoich eksperymentów Rutherford nie używał płytki elektromagnetycznej.
Dlatego płyta fotograficzna, jak w poprzednimeksperymentów, został oświetlony w tym samym punkcie. Następnie Rutherford zaczął łączyć pole magnetyczne. Przy niskiej wartości wiązka zaczęła pękać na dwie części. Kiedy pole magnetyczne wzrosło jeszcze bardziej, na płycie pojawiła się ciemna plama. W ten sposób odkryto różne rodzaje radioaktywności: promieniowanie alfa, beta i gamma.
Po tych wszystkich doświadczeniach stała się sławnaradioaktywność jako dowód złożonej struktury atomów. W końcu okazało się, że to procesy wewnątrz jądra atomowego prowadzą do takiego promieniowania. W tym miejscu należy przypomnieć, że od czasów starożytnej Grecji atom był uważany za niepodzielną cząstkę wszechświata. Samo słowo „atom” oznaczało „niepodzielny”. W wyniku badań naukowców ludzie dowiedzieli się o spontanicznym promieniowaniu elektromagnetycznym, a także o nowych cząsteczkach atomów - tak poważny krok naprzód poczyniła fizyka. Promieniotwórczość, którą luminarze nauki odkryli na początku nowego stulecia, dowiodła, że atom jest w rzeczywistości podzielony na części.
Badania eksperymentalne byłypotwierdzono, że atom ma złożoną strukturę. Składa się z jądra i ujemnie naładowanych elektronów. W 1932 r. Krajowi badacze D.Iwanenko i E. Gapon, a także niezależnie od nich niemiecki fizyk Heisenberg, zaproponowali model budowy atomu, zwany modelem protonowo-neutronowym. Zgodnie z tą koncepcją atom składa się z cząstek zwanych protonami i neutronami. Są połączone we wspólną grupę nukleonów.
Prawie cała masa atomu znajduje się w jego jądrze.Protony, neutrony i elektrony tworzą kategorię cząstek elementarnych. W wyniku badań eksperymentalnych stwierdzono, że liczba porządkowa substancji w układzie okresowym pierwiastków jest równa ładunkowi jej jądra.
Zrozumieć, co jestradioaktywność i jej związek ze strukturą jądra atomowego, konieczne jest opanowanie kilku prostych pojęć. Na przykład izotopy promieniotwórcze są obecnie nazywane radionuklidami. Różnią się od niestabilnych tym, że mają różne okresy półtrwania.
Izotopy promieniotwórcze przekształcające się w inneizotopy stają się źródłem promieniowania jonizującego. Różne radionuklidy mają różne stopnie niestabilności. Niektóre mogą zanikać przez setki lub tysiące lat. Takie radionuklidy nazywane są długowiecznymi. Przykładem mogą być wszystkie izotopy uranu. Natomiast krótkotrwałe radionuklidy rozpadają się bardzo szybko: w ciągu sekund, minut lub miesięcy.
Jednostką radioaktywności jest 1 bekerel.Jeśli jeden rozpad nastąpi w ciągu jednej sekundy, mówią, że aktywność jednego lub drugiego izotopu jest równa jednemu bekerelowi. Aktywność to wielkość, która pozwala na arytmetyczne oszacowanie mocy zaniku. Wcześniej naukowcy używali innej jednostki radioaktywności - Curie. Stosunek między nimi przedstawia się następująco: 1 Ci odpowiada 37 miliardom Bq.
W takim przypadku konieczne jest rozróżnienie działalności różnychilość substancji, na przykład 1 kg i 1 mg. Aktywność pewnej ilości substancji w nauce jest zwykle nazywana aktywnością specyficzną. Ta wartość jest odwrotnie proporcjonalna do okresu półtrwania.
Radioaktywność jako dowód kompleksustrukturę atomów zaczęto uważać za jedno z najniebezpieczniejszych zjawisk. Dowiedziawszy się więcej o tym zjawisku, ludzie zaczęli się obawiać jego konsekwencji. Wielu ma wrażenie, że promieniowanie gamma może stanowić największe zagrożenie. Ale to nie do końca prawda, a przynajmniej nie zagraża życiu. Narażenie na promieniowanie jest znacznie bardziej niebezpieczne ze względu na jego zdolność penetracji. Oczywiście promienie gamma mają wyższą szybkość niż np. Promienie beta. Ale niebezpieczeństwo określa nie ten wskaźnik, ale dawka.
Ta sama dawka może być bezpiecznaosoba o jednej masie ciała i niebezpieczna dla innej. Narażenie na promieniowanie jonizujące mierzy się za pomocą mocy dawki pochłoniętej. Ale nawet to nie wystarczy, aby ocenić szkody. W końcu nie każde promieniowanie jest równie niebezpieczne. Czynnik zagrożenia promieniowaniem nazywany jest ważeniem. Jednostka radioaktywności używana do oszacowania dawki promieniowania za pomocą współczynnika wagowego nazywana jest siwertem.
