Радиоактивни трансформации на атомните ядра: историята на откритието, основните видове трансформации

Откриването на структурата на атомното ядро ​​е един от най-важните етапи в развитието на съвременните физически знания. Учените са стигнали до правилните заключения за структурата на най-малките частици не веднага. И много по-късно са открити други закономерности - например, законите на движението на микрочастиците, както и характеристиките на трансформацията на атомните ядра, които се появяват по време на радиоактивно разпадане.

Експериментите на Ръдърфорд

За първи път радиоактивните трансформации на атомните ядра са изследвани от английския изследовател Ръдърфорд. Дори тогава беше ясно, че по-голямата част от атома е в своето ядро, тъй като електроните са стотици пъти по-леки от нуклеони. За да изследва положителния заряд вътре в ядрото, през 1906 г. Ръдърфорд предлага да изследва атома чрез сондиране с алфа частици. Такива частици се появяват в разпадането на радий, както и в някои други вещества. В хода на експериментите си Ръдърфорд получи представа за структурата на атома, който получи името "планетен модел".

Първите наблюдения на радиоактивността

Още през 1985 г. английският изследовател У. Рамзи, който е известен с откриването на аргонов газ, направи интересно откритие. В минерала, наречен клевейт, открил хелиев газ. Впоследствие голямо количество хелий се открива и в други минерали, но само в тези, съдържащи торий и уран.

Изследователят изглеждаше много странно: откъде може да дойде газът в минералите? Но когато Ръдърфорд започна да изучава естеството на радиоактивността, се оказа, че хелият е продукт на радиоактивно разпадане. Някои химически елементи "генерират" други, с напълно нови свойства. И този факт противоречи на предишния опит на химиците от онова време.

Наблюдение на Фредерик Соди

Заедно с Ръдърфорд в изследването беше пряко включен учен Фредерик Соди. Той е бил химик и затова цялата му работа е била извършена по отношение на идентифицирането на химичните елементи според техните свойства. Всъщност радиоактивните трансформации на атомните ядра са наблюдавани за пръв път от Soddy. Той успя да разбере какви са алфа частиците, които Ръдърфорд използва в експериментите си. След като направиха измерванията, учените установиха, че масата на една алфа частица е 4 единици атомна маса. След натрупването на определено количество алфа частици изследователите откриха, че те се превърнаха в ново вещество - хелий. Свойствата на този газ бяха добре познати на Соди. Затова той твърди, че алфа-частиците успяват да улавят електроните отвън и да се превръщат в неутрални алуминиеви хелий.

Промени в ядрото на атома

Последващите изследвания са насочени към идентифициране на характеристиките на атомното ядро. Учените осъзнават, че всички трансформации не се извършват с електрони или с електронната обвивка, а директно със самите ядра. Това са радиоактивните трансформации на атомните ядра, които улесняват трансформацията на определени вещества в други. Тогава подробностите за тези трансформации не бяха известни на учените. Но беше ясно, че някакви нови химически елементи се появяват в техния резултат.

За пръв път такава верига от метаморфози може да бъде проследена от учени в процеса на превръщане на радий в радон. Реакциите, които доведоха до такива трансформации, придружени със специална радиация, изследователите нарекоха ядрени. Убедени, че всички тези процеси се извършват в ядрото на атома, учените започват да изследват други вещества, а не просто радиус.

Открити видове радиация

Основната дисциплина, която може да изисква отговори на такива въпроси, е физиката (степен 9). Радиоактивните трансформации на атомните ядра са включени в неговия курс. Провеждайки експерименти върху проникващата способност на урановата радиация, Ръдърфорд откри два вида радиация или радиоактивни трансформации. По-малко проникващ тип се нарича алфа лъчение. По-късно се изследва и бета лъчението. Радиацията на гама се изследва за пръв път от Пол Уилард през 1900 г. Учените са показали, че феноменът на радиоактивността е свързан с разпадането на атомните ядра. Така, според преобладаващите идеи на атома като неделима частица, се удари опустошителен удар.

Радиоактивни трансформации на атомни ядра: основни типове

Сега се смята, че по време на радиоактивното разпадане съществуват три вида трансформации: алфа-разпад, бета разпадане, електронно улавяне, иначе наричани К-улавяне. В алфа разпада аглометровата частица излъчва от ядрото, което е ядрото на атома на хелий. Самият радиоактивен ядро ​​се превръща в един, който има по-малък електрически заряд. Алфа разпадът е характерен за веществата, заемащи последните места в периодичната таблица. Бета-разпадът също влиза в радиоактивни трансформации на атомните ядра. Съставът на атомното ядро ​​под този тип също варира: губи неутрино или антинеутрино, както и електрони и позитрони.

Този тип гниене се придружава от късовълнова електромагнитна радиация. При улавянето на електрони ядрото на един атом абсорбира един от най-близките електрони. В този случай сърцевината на берилий може да се превърне в ядро ​​от литий. Този тип е открит през 1938 г. от американски физик Алварес, който също учи радиоактивните трансформации на атомните ядра. Снимките, върху които изследователите се опитаха да заснемат такива процеси, съдържат образи, подобни на замъгления облак, поради малките стойности на изследваните частици.