Radioaktivität als Beweis für die komplexe Struktur von Atomen. Entdeckungsgeschichte, Experimente, Arten von Radioaktivität

Nachdem das periodische Gesetz eröffnet wurde,Eine Frage blieb den Wissenschaftlern lange Zeit völlig unverständlich. Warum hängen die Eigenschaften von Chemikalien von ihrer Atommasse ab? Die Forscher konnten den Grund für die Periodizität nicht verstehen. Sie mussten sich mit dem physikalischen Gesetz auseinandersetzen, das dem periodischen System zugrunde liegt.

Die Frucht menschlicher Hände oder ein natürliches Phänomen?

Das Phänomen der Strahlung existierte tatsächlichimmer. Menschen von Anfang an lebten in der Mitte des sogenannten natürlichen radioaktiven Feldes. Radioaktivität als Beweis für die komplexe Struktur des Atoms wurde erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts zu einem bekannten Phänomen.

Vom Weltraum zur Erdoberfläche kommt ein Teilionisierende Strahlung. Menschen werden auch aus jenen Quellen bestrahlt, die in den Eingeweiden der Erde und in Mineralien enthalten sind. Sogar im menschlichen Körper sind jene Substanzen, die üblicherweise Radionuklide genannt werden. Aber bis zum Ende des 19. Jahrhunderts konnten die Wissenschaftler das alles nur erraten.

Unkenntnis der Radioaktivität

Radioaktivität als Beweis für einen KomplexDie Struktur der Atome war gewöhnlichen Bergleuten unbekannt. Im 16. Jahrhundert zum Beispiel starben Bergmänner im österreichischen Bleibergminenberg im Alter von nur 30-40 Jahren massiv an der so genannten Höhenkrankheit. Örtliche Frauen heirateten mehrmals, da die Sterblichkeit von Bergarbeitern die Sterblichkeitsrate der gewöhnlichen Bevölkerung um mehr als das 50fache überstieg. Dann über solchen Empfang, als Messung der Radioaktivität, hat noch nicht gewusst. Die Menschen konnten sich nicht einmal vorstellen, dass Bleierz gefährliches Uran enthalten könnte. Erst 1879 fanden Ärzte heraus, dass "Bergkrankheit" eigentlich Lungenkrebs ist.

Entdeckung radioaktiver Prozesse Becquerel

Am Ende des 19. Jahrhunderts waren StudienDas Ergebnis, Radioaktivität als Beweis für die komplexe Struktur von Atomen ist für die Gesellschaft sichtbar geworden. Im Jahr 1896 stellte der Forscher AA Becquerel fest, dass die Uran enthaltenden Substanzen die photographische Platte im Dunkeln erhellen können. Später gelang es dem Wissenschaftler herauszufinden, dass nicht nur Uran eine solche Eigenschaft besitzt. Dann entdeckte die polnische Chemikerin Maria Sklodowska-Curie zusammen mit ihrem Ehemann Pierre Curie zwei neue Radionuklide: Polonium und Radium.

Die Erfahrung von Becquerel war ziemlich einfach. Er nahm Uransalze, wickelte sie in ein dunkles Tuch und stellte dann in der Sonne aus, um zu sehen, wie die von dieser Substanz gespeicherte Energie wieder emittieren würde. Aber eines Tages bemerkte der Wissenschaftler, dass die Fotoplatte zu leuchten beginnt, selbst wenn die Uransalze nicht der Sonne ausgesetzt waren. Dies führte zur Entdeckung der Radioaktivität. Becquerel nannte die unbekannten Strahlen Röntgenstrahlen (ähnlich dem Namen des Röntgenstrahls).

Rutherfords Experimente

Weitere Radioaktivität wurde von dem englischen Wissenschaftler weggetragenErnest Rutherford. 1899 führte er ein Experiment durch, um dieses Phänomen zu untersuchen. Es wurde im Folgenden geschlossen. Der Wissenschaftler nahm das Uransalz und legte es in einen Zylinder aus Blei. Durch eine enge Öffnung fiel ein Strom von Alphateilchen auf eine darüber liegende photographische Platte. Zu Beginn der Experimente verwendete Rutherford keine elektromagnetische Platte.

Daher eine fotografische Platte, wie im vorherigenExperimente, wurde an der gleichen Stelle beleuchtet. Dann begann Rutherford ein Magnetfeld zu verbinden. Mit seinem geringen Wert begann der Strahl in zwei Teile zu spalten. Als das Magnetfeld noch stärker anstieg, erschien ein dunkler Fleck auf der Platte. So wurden verschiedene Arten von Radioaktivität entdeckt: Alpha-, Beta- und Gammastrahlung.

Schlussfolgerungen aus Studien

Nach all diesen Experimenten und wurde berühmtRadioaktivität als Beweis für die komplexe Struktur von Atomen. Es stellte sich schließlich heraus, dass es die Prozesse im Atomkern sind, die zu solcher Strahlung führen. Es sei daran erinnert, dass das Atom seit den Tagen des antiken Griechenlands als ein unteilbares Teilchen des Universums betrachtet wurde. Schon das Wort "Atom" bedeutete "unteilbar". Als Ergebnis der Forschung Wissenschaftler über spontane elektromagnetische Strahlung, sowie über neue Teilchen von Atomen gelernt - so wurde ein ernsthafter Schritt vorwärts gemacht von der Physik gemacht. Radioaktivität, die zu Beginn eines neuen Jahrhunderts von den Koryphäen der Wissenschaft entdeckt wurde, bewies, dass das Atom tatsächlich in Teile unterteilt ist.

Die Struktur des Atoms

Experimentelle Studien warenes wird bestätigt, dass das Atom eine komplexe Struktur hat. Es besteht aus einem Kern und negativ geladenen Elektronen. Im Jahre 1932 schlugen die einheimischen Forscher D. Ivanenko und E. Gapon und auch unabhängig davon der deutsche Physiker Heisenberg ein Modell der Atomstruktur vor, das so genannte Protonen-Neutron. Nach diesem Konzept besteht das Atom aus Teilchen, die Protonen und Neutronen genannt werden. Sie sind in einer gemeinsamen Gruppe von Nukleonen vereint.

Praktisch ist die gesamte Masse des Atoms in seinem Kern. Protonen, Neutronen und Elektronen bilden eine Kategorie von Elementarteilchen. Als Ergebnis der experimentellen Forschung wurde festgestellt, dass die Seriennummer einer Substanz in einem periodischen System von Elementen gleich der Ladung ihres Kerns ist.

Eigenschaften von Radionukliden

Um zu verstehen, was a ausmachtRadioaktivität und wie es mit der Struktur des Kerns eines Atoms verbunden ist, ist es notwendig, ein paar einfache Begriffe zu beherrschen. Zum Beispiel werden Radionuklide jetzt radioaktive Isotope genannt. Sie unterscheiden sich von instabilen, weil sie unterschiedliche Halbwertszeiten haben.

Radioaktive Isotope, Umwandlung in andereIsotope werden zu Quellen ionisierender Strahlung. Verschiedene Radionuklide haben unterschiedliche Grade an Instabilität. Einige können für Hunderte und Tausende von Jahren verfallen. Solche Radionuklide werden als langlebig bezeichnet. Als ein Beispiel können alle Isotope von Uran dienen. Die kurzlebigen Radionuklide hingegen zerfallen sehr schnell: in Sekunden, Minuten oder Monaten.

Was ist das Maß für Radioaktivität?

Die Einheit der Radioaktivität ist 1 Becquerel. Wenn ein Zerfall in einer Sekunde auftritt, dann wird gesagt, dass die Aktivität des einen oder des anderen Isotops gleich einem Becquerel ist. Aktivität - Dies ist der Wert, mit dem Sie die Zerfallsleistung arithmetisch schätzen können. Zuvor verwendeten Wissenschaftler eine andere Einheit der Radioaktivität - Curie. Das Verhältnis zwischen ihnen ist wie folgt: für 1 Ki gibt es 37 Milliarden Bq.

Es ist notwendig, die Aktivität von verschiedenen zu unterscheidendie Menge der Substanz, z. B. 1 kg und 1 mg. Die Aktivität einer bestimmten Menge von Materie in der Wissenschaft wird gewöhnlich als spezifische Aktivität bezeichnet. Dieser Wert ist umgekehrt proportional zur Halbwertszeit.

Gefahr von Radioaktivität

Radioaktivität als Beweis für einen KomplexDie Struktur der Atome wurde als eines der gefährlichsten Phänomene angesehen. Nachdem sie mehr über dieses Phänomen erfahren hatten, begannen die Menschen, ihre Konsequenzen zu fürchten. Viele Menschen hatten den Eindruck, dass die größte Gefahr die Gammastrahlung sein könnte. Aber das ist nicht ganz richtig, zumindest gefährdet es das Leben nicht. Die Bestrahlung ist aufgrund ihrer Durchdringungsfähigkeit viel gefährlicher. Bei Gammastrahlen ist diese Zahl natürlich höher als beispielsweise bei Betastrahlen. Aber die Gefahr wird nicht durch diesen Indikator, sondern durch eine Dosis bestimmt.

Die gleiche Dosis kann sicher seinein Mann mit einem Körpergewicht und gefährlich für einen anderen. Die Wirkung ionisierender Strahlung wird mit der Energiedosisleistung bestimmt. Aber selbst dies reicht nicht aus, um Schaden zu messen. Schließlich ist nicht jede Strahlung gleich gefährlich. Der Strahlungsgefährdungsfaktor wird als Gewichtungsfaktor bezeichnet. Die Einheit der Radioaktivität, die verwendet wird, um die Strahlungsdosis mit einem Gewichtungsfaktor zu schätzen, wird Sievert genannt.