שינויים רדיואקטיביים של גרעיני אטום: ההיסטוריה של גילוי, הסוגים העיקריים של טרנספורמציות

גילוי המבנה הגרעיני של האטום היה אחדהשלבים החשובים ביותר בהתפתחות ידע פיזי מודרני. המדענים הגיעו למסקנות הנכונות על המבנה של החלקיקים הקטנים ביותר לא מיד. הרבה אחר כך פתחה חוקים אחרים - למשל, את חוקי התנועה של microparticles, כמו גם תכונות הטרנספורמציה של גרעין האטום, אשר מתרחשים במהלך התפרקות רדיואקטיבית.

הניסויים של רתרפורד

בפעם הראשונה שינויים רדיואקטיביים של גרעינים אטומייםנחקרו על ידי חוקר אנגלית Rutherford. גם אז היה ברור כי חלק הארי של האטום הוא בגרעין שלה, שכן אלקטרונים הם מאות פעמים קל יותר מאשר נוקלאונים. כדי לחקור את המטען החיובי בתוך הגרעין, בשנת 1906 הציע Rutherford לחקור את האטום על ידי בדיקה עם חלקיקי אלפא. חלקיקים כאלה הופיעו בריקבון של רדיום, כמו גם כמה חומרים אחרים. במהלך הניסויים שלו, Rutherford יש מושג על מבנה האטום, אשר קיבל את שמו של "מודל כוכבי הלכת".

התצפיות הראשונות של רדיואקטיביות

חזרה בשנת 1985, חוקר אנגלית W. Ramsay, אשר מפורסם גילויו של ארגון גז, עשה תגלית מעניינת. במינרל בשם קלויט הוא גילה גז הליום. לאחר מכן, כמות גדולה של הליום נמצא גם מינרלים אחרים, אבל רק אלה המכילים תוריום ואורניום.

החוקר נראה מוזר מאוד: מאיפה יכול הגז להגיע ממינרלים? אבל כאשר רתרפורד החלה לחקור את אופי הרדיואקטיביות, התברר שהליום הוא תוצר של ריקבון רדיואקטיבי. כמה אלמנטים כימיים "לייצר" אחרים, עם נכסים חדשים לגמרי. עובדה זו סותרת את כל הניסיון הקודם של כימאים באותה תקופה.

תצפית על פרדריק סודי

יחד עם Rutherford במחקרים לקחמדען מעורב ישירות פרדריק סודי. הוא היה כימאי, ובגלל כל עבודתו מתבצעת ביחס לזיהוי יסודות כימיים על פי תכונותיהם. למעשה, ההמרה של גרעין האטום הרדיואקטיבי נראו הראשון Soddy. הוא הצליח לברר מה הם חלקיקי האלפא ששימשו בניסויים שלו, רתרפורד. ביצוע מדידות, מדענים גילו כי המסה של חלקיקים אלפא אחד היא 4 יחידות מסה אטומיות. לאחר שצבר מספר מסוים של חלקיקי אלפא, החוקרים מצאו כי הם הפכו חומר חדש - הליום. המאפיינים של הגז הזה היו ידועים Soddy. לכן, נטען כי אלפא-חלקיקים הצליחו ללכוד אלקטרונים ולהיות בחוץ אטומי הליום נייטרליים.

שינויים בתוך גרעין האטום

מחקרים נוספים נועדוזיהוי תכונות הגרעין האטומי. המדענים הבינו שכל הטרנספורמציות אינן מתקיימות באמצעות אלקטרונים או פגז אלקטרונים, אלא ישירות עם הגרעינים עצמם. זה היה טרנספורמציות רדיואקטיביות של גרעינים אטומיים אשר הקל על הטרנספורמציה של חומרים מסוימים לאחרים. ואז הפרטים של התמורות האלה לא היו ידועים למדענים. אבל היה ברור שאיכשהו הופיעו אלמנטים כימיים חדשים בתוצאה שלהם.

בפעם הראשונה כזה שרשרת של מטמורפוזהעקבות בתהליך של המרת רדיום ראדון. התגובות, שהביאו לשינויים כאלה, מלווה בקרינה מיוחדת, החוקרים כינו את הגרעין. משוכנע שכל התהליכים הללו מתרחשים בתוך הגרעין של האטום, מדענים החלו לחקור חומרים אחרים, לא רק רדיום.

סוגים פתוחים של קרינה

הדיסציפלינה הבסיסית שתידרשהתשובות לשאלות כאלה הן פיזיקה (כיתה ט '). שינויים רדיואקטיביים של גרעינים אטומיים כלולים בקורס שלה. ביצוע ניסויים על יכולת חודר של קרינה אורניום, Rutherford גילה שני סוגים של קרינה, או שינויים רדיואקטיביים. סוג פחות חודר נקרא קרינת אלפא. מאוחר יותר נחקרה גם קרינת בטא. קרינת גמא נחקרה לראשונה על ידי פול וילארד בשנת 1900. מדענים הראו שתופעת הרדיואקטיביות קשורה לריקבון הגרעין האטומי. כך, על פי הרעיונות השוררים של האטום כחלקיק בלתי ניתן לחלוקה, נחתה מכה הרסנית.

שינויים רדיואקטיביים של גרעינים אטומיים: סוגים בסיסיים

עכשיו הוא האמין כי במהלך רדיואקטיביריקבון, ישנם שלושה סוגים של טרנספורמציות: ריקבון אלפא, ריקבון בטא, ללכוד אלקטרונית, אחרת בשם K-Capt. ב ריקבון אלפא, חלקיק אלפא פולט מן הגרעין, שהוא גרעין האטום הליום. הגרעין הרדיואקטיבי עצמו הופך להיות בעל מטען חשמלי קטן יותר. ריקבון אלפא אופייני לחומרים הכובשים את המקומות האחרונים בטבלה המחזורית. דעיכה ביתא גם נכנס לתמורות רדיואקטיביות של גרעינים אטומיים. הרכב הגרעין האטומי מתחת לסוג זה משתנה גם הוא: הוא מאבד נייטרינים או antineutrinos, כמו גם אלקטרונים פוזיטרונים.

זה סוג של ריקבון מלווה קצר גלקרינה אלקטרומגנטית. ב ללכוד אלקטרונים, הגרעין של אטום סופג אחד האלקטרונים הקרובים. במקרה זה, הליבה של בריליום יכול להפוך לגרעין של ליתיום. סוג זה התגלה בשנת 1938 על ידי פיסיקאי מאמריקה בשם אלווארז, שחקר גם את השינויים הרדיואקטיביים של גרעיני האטום. תמונות, שבהן חוקרים ניסו ללכוד תהליכים כאלה, מכילים תמונות הדומות לענן מטושטש, בגלל הערכים הקטנים של החלקיקים הנלמדים.