§ 255.  Радиоактивное излучение и его виды

Французский физик А. Беккерель (1852— 1908) в 1896г. при изучении люминесцен-

 

 

412

ции солей урана случайно обнаружил са­мопроизвольное испускание ими излуче­ния неизвестной природы, которое дей­ствовало на фотопластинку, ионизировало воздух, проникало сквозь тонкие металли­ческие пластинки, вызывало люминесцен­цию ряда веществ. Продолжая исследова­ние этого явления, супруги Кюри — Ма­рия (1867—1934) и Пьер — обнаружили, что беккерелевское излучение свойственно не только урану, но и многим другим тяже­лым элементам, таким, как торий и акти­ний. Они показали также, что урановая смоляная обманка (руда, из которой до­бывается металлический уран) испускает излучение, интенсивность которого во много раз превышает интенсивность из­лучения урана. Таким образом удалось вы­делить два новых элемента — носителя беккерелевского излучения: полоний ²¹⁰₈₄Ро и радий ²²⁶₈₈Ra.

Обнаруженное излучение было назва­но радиоактивным излучением, а само яв­ление — испускание радиоактивного излу­чения — радиоактивностью.

Дальнейшие опыты показали, что на характер радиоактивного излучения пре­парата не оказывают влияния вид химиче­ского соединения, агрегатное состояние, механическое давление, температура, электрические и магнитные поля, т. е. все те воздействия, которые могли бы при­вести к изменению состояния электронной оболочки атома. Следовательно, радиоак­тивные свойства элемента обусловлены лишь структурой его ядра.

В настоящее время под радиоактивно­стью понимают способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтан­но) превращаться в другие ядра с ис­пусканием различных видов радиоактив­ных излучений и элементарных частиц. Радиоактивность подразделяется на естественную (наблюдается у неустойчи­вых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реак­ций). Принципиального различия между этими двумя типами радиоактивности нет, так как законы радиоактивного превраще­ния в обоих случаях одинаковы.

Радиоактивное излучение бывает трех типов: a-, b- и g-излучение. Подробное их исследование позволило выяснить природу и основные свойства.

a-Излучение отклоняется электриче­ским и магнитным полями, обладает высо­кой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью (например, поглощаются слоем алюминия толщиной примерно 0,05 мм). a-Излучение представ­ляет собой поток ядер гелия; заряд a-частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия ⁴₂Не. По от­клонению a-частиц в электрическом и маг­нитном полях был определен их удельный заряд Q/m_a, значение которого подтвер­дило правильность представлений об их природе.

b-Излучение отклоняется электриче­ским и магнитным полями; его ионизирую­щая способность значительно меньше (примерно на два порядка), а проникаю­щая способность гораздо больше (погло­щается слоем алюминия толщиной при­мерно 2 мм), чем у a-частиц. b-Излучение представляет собой поток быстрых элек­тронов (это вытекает из определения их удельного заряда).

Поглощение потока электронов с одинаковыми скоростями в однородном ве­ществе подчиняется экспоненциальному закону N=N₀e^-mx, где N₀ и N— число электронов на входе и выходе слоя ве­щества толщиной х, m — коэффициент по­глощения. b-Излучение сильно рассеива­ется в веществе, поэтому m зависит не только от вещества, но и от размеров и формы тел, на которые b-излучение падает.

g-Излучение не отклоняется электри­ческим и магнитным полями, обладает от­носительно слабой ионизирующей способ­ностью и очень большой проникающей способностью (например, проходит через слой свинца толщиной 5 см), при прохож­дении через кристаллы обнаруживает дифракцию. g-Излучение представляет со­бой коротковолновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны l<10^-10 м и вследствие этого — ярко выраженными корпускулярными

 

 

413

свойствами,      т. е.      является      потоком частиц — g-квантов (фотонов).