ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распад атомов из "Изотопы на службе человека " Мы составили себе некоторое представление о структуре атомных ядер и о тех законах, которым они подчинены. Согласно этим законам, устойчивыми являются далеко не все ядра, а лишь те, у которых отношение числа нейтронов к числу протонов достаточно велико. Однако в природе встречаются атомы, ядра которых характеризуются избытком протонов или нейтронов это преимущественно атомы наиболее тяжелых элементов, таких, как уран или радий. Ядра их неустойчивы, а потому подвержены распаду. Элементы эти были открыты более 50 лет назад, когда еще не знали ничего нетолько о протонах, но даже о существовании самих ядер. [c.25] В 1896 г. Конрад Рентген открывает лучи, позднее названные в его честь рентгеновскими. Среди многих интересных свойств рентгеновских лучей внимание ученых привлекает также факт, что под их воздействием некоторые тела начинают светиться. Красиво и загадочно выглядят, например, различные кристаллы, сверкающие в пучке этих лучей всеми цветами радуги. Отсюда появилось, между прочим, предположение о том, что всякой флуоресценции, даже если она вызвана обычным светом (как, например, свечение гнилушек), сопутствует испускание рентгеновских лучей. [c.25] Опираясь на открытие Беккереля, польский ученый Мария Склодовская-Кюри начала систематическое исследование источника нового вида излучения. Довольно быстро она пришла к выводу, что этим источником является не столько уран, сколько какие-то вещества, содержащиеся в нем. Вместе со своим мужем Пьером Кюри она сумела выделить из урана соединения, которые испускали лучи значительно сильнее, чем сам уран. И, наконец, супругам Кюри удалось найти два новых, неизвестных до той поры радиоактивных элемента, которые были названы полонием и радием. [c.26] В последующие годы было открыто большое количество таких радиоактивных элементов. Как оказалось, уран тоже принадлежал к их числу, хотя его радиоактивность весьма слаба. [c.26] Написанные здесь реакции требуют объяснения. Поскольку протон имеет положительный элементарный заряд, его образование из нейтрона должно сопровождаться испусканием электрона (реакция (1)). [c.27] Превращению протона в нейтрон должно, очевидно, сопутствовать появление частицы, которая приобретет положительный заряд протона. Этой частицей также является электрон, имеющий, однако, не отрицательный, а положительный заряд (реакция (2)). Такая частица называется позитроном. Само собой разумеется, что электрон (негатрон) и позитрон имеют одинаковую массу. [c.28] Это обусловлено тем, что, согласно закону сохранения материи, а также закону сохранения заряда (нами не рассмотренного), ни сами частицы, ни их заряды не могут бесследно исчезнуть. Отсутствие заряда у нейтрона и появление его в ходе превращения свидетельствует о том, что электрические заряды могут существовать в скрытом (неявном) виде. [c.28] Известно, что масса нейтрона несколько больше массы протона. Поэтому на первый взгляд кажется, что превращение нейтрона в протон может происходить самопроизвольно и не обязательно внутри ядер. Такая своеобразная радиоактивность нейтрона действительно была обнаружена. Период полураспада нейтрона ) составляет примерно 12 минут. [c.28] Обратный процесс, т. е. превращение протона в нейтрон, требует подведения к протону некоторого количества материи, так как должна быть восполнена разница в массах протона и нейтрона. По этой причине такое превращение не может происходить самопроизвольно. В настоящее время оно известно нам только в виде ядерного превращения. [c.28] Периодом полураспада Т называется время, по прошествии которого число радиоактивных ядер уменьшается в два раза. [c.28] При этом превращении общее количество нуклонов не изменяется, а поэтому массовое число ядра КаС будет таким же, как у ядра НаВ. Однако в ходе превращения один из нейтронов превращается в протон. Поэтому атомный номер НаС на единицу больше, чем у КаВ. Суммы атомных номеров и массовых чисел в левой и правой частях уравнения соответственно равны между собой. [c.29] Рассмотрим теперь ядро, обладающее избытком протонов. Здесь мы сталкиваемся с одним неожиданным обстоятельством. В тяжелых ядрах, таких, как ядра радия или урана, мы вообще не будем наблюдать превращения избыточных протонов в нейтроны, сопровождаемого испусканием позитронов этому препятствует само строение тяжелых ядер. Тем более невозможным оказывается здесь непосредственное выбрасывание из ядра избыточных протонов. [c.29] Чтобы понять это, необходимо заглянуть поглубже внутрь ядра. Исследования показали, что протоны и нейтроны, составляющие ядро, располагаются не беспорядочно, а подобно внешним электронам сгруппированы в ядре строго определенным образом, а именно парами. Более того, ряд экспериментов указывает на то, что пары нейтронов и протонов в свою очередь также связываются в более тесные группы. [c.29] Что же получится, если, например, два нейтрона и два протона образуют такую группу Очевидно, образуется (х-частица. Из подобных групп нуклонов, в частности из а-частиц, и состоят ядра атомов. [c.29] Вернуться к основной статье