Transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice: istoria descoperirii, principalele tipuri de transformări

Descoperirea structurii nucleului atomic a fost una dintrecele mai importante etape ale dezvoltării cunoștințelor fizice moderne. Oamenii de știință au ajuns la concluziile corecte despre structura celor mai mici particule nu imediat. Și mai târziu, s-au descoperit alte reguli - de exemplu, legile mișcării microparticulelor, precum și trăsăturile transformării nucleelor ​​atomice care au loc în timpul decăderii radioactive.

Experimentele lui Rutherford

Pentru prima dată, transformările radioactive ale nucleelor ​​atomiceau fost studiate de exploratorul englez Rutherford. Chiar și atunci a fost clar că cea mai mare parte a atomului este în nucleul său, deoarece electronii sunt de multe sute de ori mai ușori decât nucleonii. Pentru a investiga sarcina pozitivă din interiorul nucleului, în 1906 Rutherford a propus să investigheze atomul prin sondarea cu particule alfa. Astfel de particule au apărut în decăderea radiului, precum și în alte substanțe. În cursul experimentelor sale, Rutherford a obținut o idee despre structura atomului, care a primit numele de "model planetar".

Primele observații ale radioactivității

Înapoi în 1985, exploratorul englez W. Ramsay, cunoscut pentru descoperirea gazului de argon, a făcut o descoperire interesantă. Într-un mineral numit kleveit el a descoperit un gaz de heliu. Ulterior, o cantitate mare de heliu a fost de asemenea găsită în alte minerale, dar numai în cele care conțin toriu și uraniu.

Cercetătorul părea foarte ciudat: de unde ar putea proveni gazul din minerale? Dar când Rutherford a început să studieze natura radioactivității, sa dovedit că heliul este un produs al decăderii radioactive. Unele elemente chimice "generează" altele, cu proprietăți complet noi. Și acest fapt a contrazis toată experiența anterioară a chimistilor din acea vreme.

Observarea lui Frederick Soddy

Împreună cu Rutherford în studiile a luatparticiparea directă a savantului Frederick Soddy. El a fost un chimist și, prin urmare, toate lucrările sale au fost efectuate cu privire la identificarea elementelor chimice în funcție de proprietățile lor. De fapt, transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice au fost mai întâi observate de Soddy. El a fost în stare să afle ce particule alfa pe care Rutherford le-a folosit în experimentele sale. După efectuarea măsurătorilor, oamenii de știință au aflat că masa unei particule alfa este de 4 unități de masă atomică. După ce au acumulat o anumită cantitate de astfel de particule alfa, cercetătorii au descoperit că s-au transformat într-o substanță nouă - heliu. Proprietățile acestui gaz erau cunoscute de Soddy. Prin urmare, el a susținut că particulele alfa au reușit să captureze electroni din exterior și să devină atomi de heliu neutri.

Schimbări în interiorul nucleului atomului

Studii suplimentare au vizatidentificarea caracteristicilor nucleului atomic. Oamenii de știință au realizat că toate transformările nu au loc cu electroni sau cu carcasa de electroni, ci direct cu nucleele. Transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice au facilitat transformarea anumitor substanțe în altele. Apoi, detaliile acestor transformări nu au fost cunoscute de oamenii de știință. Dar a fost clar că unele elemente chimice noi au apărut în rezultatul lor.

Pentru prima dată, un astfel de lanț de metamorfozeurmări în procesul de conversie a radului în radon. Reacțiile care au dus la astfel de transformări, însoțite de o radiație specială, cercetătorii au apelat la nucleare. Convinși că toate aceste procese au loc în nucleul atomului, oamenii de știință au început să exploreze alte substanțe, nu doar radii.

Tipuri deschise de radiații

Disciplina de bază care poate necesitaRăspunsurile la astfel de întrebări sunt fizica (clasa 9). Transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice sunt incluse în cursul ei. Efectuând experimente privind capacitatea de penetrare a radiațiilor de uraniu, Rutherford a descoperit două tipuri de radiații sau transformări radioactive. Un tip mai puțin penetrant a fost numit radiație alfa. Ulterior, a fost investigată și radiația beta. Gama de radiații a fost studiată prima dată de Paul Willard în 1900. Oamenii de știință au arătat că fenomenul de radioactivitate este asociat cu degradarea nucleelor ​​atomice. Astfel, în conformitate cu ideile predominante ale atomului ca o particulă indivizibilă, a fost lovită o lovitură devastatoare.

Transformări radioactive ale nucleelor ​​atomice: tipuri de bază

Se crede că în timpul radioactivitățiidegradare, există trei tipuri de transformări: alfa-decay, decăderea beta, captură electronică, altfel numită captura K. În decăderea alfa, o particulă alfa emană din nucleul care este nucleul atomului de heliu. Nucleul radioactiv se transformă într-unul care are o sarcină electrică mai mică. Degradarea alfa este caracteristică substanțelor care ocupă ultimele locuri din tabelul periodic. Degradarea beta, de asemenea, intră în transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice. Compoziția nucleului atomic sub acest tip variază de asemenea: pierde neutrinos sau antineutrinos, precum și electroni și positroni.

Acest tip de dezintegrare este însoțit de un scurt-valradiații electromagnetice. În captarea electronilor, nucleul unui atom absoarbe unul dintre cei mai apropiați electroni. În acest caz, miezul beriliului se poate transforma într-un nucleu de litiu. Acest tip a fost descoperit în 1938 de un fizician american numit Alvarez, care a studiat, de asemenea, transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice. Fotografii, despre care cercetătorii au încercat să surprindă astfel de procese, conțin imagini asemănătoare unui nor neclar, datorită valorilor mici ale particulelor studiate.