Це випромінювання назвали радіоактивним випромінюванням. Речовини, які спроможні випускати випромінювання – радіоактивні.
1896 року Анрі Беккерель виявив, що уранові сполуки випромінюють глибоко проникливе випромінювання. Незабаром Марія Кюрі зробила набагато важливіше відкриття: уранова руда, відома під назвою уранової смоляної обманки, випускає сильніше випромінювання Беккереля, ніж сполуки урану і торію, і, принаймні, в чотири рази сильніше, ніж чистий уран.
У 1898 році Гергард Шмідт та П'єр Кюрі і Марія Складовська-Кюрі відкрили випромінювання торію. Трохи пізніше подружжя Кюрі відкривають два нових радіоактивних елементи: полоній та радій.
У 1900 оці Анрі Дебьерн відкриває актиній.
Перевіряючи гіпотезу Марії Кюрі про наявність в урановій смолці інших радіоактивних елементів крім радію і полонію, Дебьерн зробив чергове відкриття: з смолки можна виділити речовину, хімічні властивості якої відрізнялися від властивостей радію і полонію, а її активність у 100 000 разів перевищувала активність урану.
Марія Склодовська-Кюрі — польська та французька науковиця, фізик і хімік, педагог, громадська діячка. Перша жінка-лауреатка Нобелівської премії, перший та єдиний у світі лауреат двох Нобелівських премій: з фізики та з хімії. Авторка «Трактату про радіоактивність» .
Марія Кюрі на грудях носила свій незмінний талісман – ампулу з радієм. Працюючи з радіоактивними речовинами, Марія Кюрі не вживала жодних заходів безпеки. При цьому дожила велика жінка до 66 років.
Марія Склодовська народилася 7 листопада 1867 року у Варшаві молодшою з п'яти дітей Броніслави і Владислава Склодовських. Марія росла в сім'ї, де наукова робота була у пошані: мати була директором гімназії, а батько викладав там фізику.
Вже дитиною вона цікавилася наукою і дуже добре вчилася. Але незважаючи на те, що середню школу Марія закінчила з відзнакою, вона не могла вступити до польського університету, в її час в Польщі жінки не допускалися до науки.
Марія була змушена працювати гувернанткою, щоб оплатити навчання в Паризькій Сорбонні. А вечорами відвідувала» вільний університет», офіційно неіснуюча освітня установа, створена на добровільних засадах, небайдужих до майбутнього молоді викладачів.
У 1891 Марія вступила до факультету природничих наук Паризького університету (Сорбонни). 1893 року, закінчивши курс першою, Марія отримала ступінь ліценціата з фізики Сорбонни (еквівалентну ступеню магістра).
За рік потому вона стала ліценціатом з математики. Але цього разу Марія була другою на своєму курсі.
У Парижі, в невеликому похмурому підвалі інституту фізики Марія Склодовська-Кюрі стала вивчати це дивне явище, яке помітив А. Беккерель. Вона була не одна зі своєю ідеєю, її підтримав чоловік - вчений П'єр Кюрі. Так, подружжя з захопленням зайнялися вивченням уранової руди з різних рудників. Незабаром вони зрозуміли, що деякі зразки набагато більш радіоактивні, ніж інші, і припустили, що в них містяться невідомі науці хімічні елементи. Навесні 1898 року вона повідомила про свою гіпотезу і про результати експериментів Французькій академії наук.
Лабораторія, в якій працювали Марія Складовська-Кюрі і П’єр Кюрі була обладнана досить примітивно і небезпечно для здоров'я. Поступово в лабораторії накопичився такий радіаційний фон, що всі предмети світилися в темряві.
Напружена праця принела щедрі плоди. У липневому випуску доповідей Паризької Академії наук з'явилася стаття П. і М. Кюрі «Про нову радіоактивну речовину, що міститься в смоляний руді» «Ми ... вважали, що то речовина, яку ми витягли з смоляний руди, містить якийсь метал, до цих пір ще не помічений, за своїми аналітичними властивостями близький до вісмуту. Якщо існування цього нового металу підтвердиться, ми пропонуємо назвати його полонієм, за назвою країни, з якої один з нас родом».
Було отримано хлористе з'єднання нового елемента, активність якого в 900 разів перевищує активність урану. У спектрі сполуки була виявлена лінія, яка не належить жодному з відомих елементів. «Перераховані нами доводи,-писали на закінчення автори статті, - змушують нас думати, що ця нова радіоактивна речовина містить якийсь новий елемент, який ми пропонуємо назвати радієм».
Активність полонію виявилася в 400 разів вище активності урану. У грудні того ж року з'явилася стаття подружжя Кюрі і Бемона «Про одну нову, сильно радіоактивну речовину, що міститься в смоляний руді».
Щоб отримати 1 г чистого радію переробили кілька вагонів уранової руди, витратили на дослід 100 вагонів вугілля, 100 цистерн води та 5 вагонів різних хімічних речовин. Чотири роки Кюрі розмелювали, просівали, варили уранову породу, робили тисячі кристалізацій. З кількох тон вихідного матеріалу виділили один дециграм майже чистого хлориду радію. Визначили його атомну вагу радію - 225.
Сіль радію випромінювала блакитне світло і тепло. Ця фантастична речовина привернула увагу всього світу. Визнання і нагороди за його відкриття прийшли до подружжя Кюрі майже одразу. Завершивши дослідження, Марія Кюрі написала свою докторську дисертацію. Робота називалася «Дослідження радіоактивних речовин» і була представлена в Сорбоні в червні 1903 року. На думку комітету, що присудив Кюрі науковий ступінь, її робота була найбільшим внеском, коли-небудь внесеним до науки докторською дисертацією.
У грудні 1903 року Шведська королівська академія наук присудила Нобелівську премію з фізики Анрі Беккерелю і подружжю Кюрі. Марія і П'єр Кюрі отримали половину нагороди «на знак визнання … їхніх спільних досліджень явищ радіації, відкритих професором Анрі Беккерелем».
У 1906 році Марія Складовська – Кюрі стає викладачем Сорбони»
Одразу з'явилася мода на радіацію. Найбільшою популярністю користується косметика із радієм і торієм. Радій мав надзвичайно високу вартість, бо його важко видобувати. У 1910 році він оцінювався в 180 тисяч доларів за грам, що було еквівалентно 160 кілограмам золота.
У 1911 році Марія Кюрі знову отримує Нобелівську премію — цього разу з хімії «за визначні заслуги в розвитку хімії: відкриття елементів радію і полонію, виділення радію і вивчення природи та сполук цього чудового елемента».
В цьому ж році Вона стає директором Радієвого інституту.
Робота з радіоактивними речовинами відчутно позначилася на здоров'ї Марії Кюрі. Спочатку вона перенесла важку операцію на нирках, потім у неї різко погіршився зір, з'явилися проблеми зі слухом. У 1920 році в листі до сестри вона писала: «Мій зір дуже ослаб, і цьому, ймовірно, мало чим зарадиш.
У період з 1923 по 1930 роки Марії було зроблено чотири операції на очах, які в підсумку відновили їй зір. Померла Склодовська-Кюрі 4 липня 1934 від гострої злоякісної анемії, що була викликана переродженням кісткового мозку. У медичному висновку професор Рего написав: «Мадам Кюрі може вважатися однією з жертв тривалого поводження з радіоактивними речовинами, які відкрили її чоловік і вона сама».
Що стосується слуху, то мене переслідує постійний шум у вухах, іноді дуже сильний.»
Через постійний контакт з радієм тіло жінки теж стало випромінювати радіацію, тому довелося на кришку труни набити свинцевий лист. Всі особисті речі, документи, робочі записки подружжя Кюрі були забруднені радіаційним випромінюванням. Тому зараз їх зберігають у свинцевих коробках і при зверненні до них вживають усіх запобіжних заходів. Речі перестануть бути небезпечними тільки через 1,5 тисячоліття.
У 1995 році подружжя Кюрі були перезахороненні у Паризькому пантеоні.
Музей Марії Складовської – Кюрі у Парижі
Музей Марії Складовської – Кюрі у Варшаві
1899 рік Ернст Резерфорд встановлює природу радіоактивного випромінювання
В магнітному та електричному полях поділяються на три види випромінювання: α, β, γ.
Характеристики радіоактивного випромінювання
Види радіоактивного випромінювання | |||
α - випромінювання | β¯ - випромінювання | β - випромінювання | γ - випромінювання |
Потік α частинок (ядер атома гелію) υ=10⁷м\с q = 3,2·10⁻ⁱ⁹ Кл m =4о.м.=6,6·10⁻²⁷кг W = 35 еВ | Потік електронів υ=0, 9999с q= - 3,2·10⁻ⁱ⁹ Кл m= 9,1·10⁻³ⁱ кг W = 1000000 еВ (як правило, декілька значень) | Потік позитронів υ=0, 9999с q= - 3,2·10⁻ⁱ⁹ Кл m= 9,1·10⁻³ⁱ кг W = 1000000 еВ (як правило, декілька значень) | Електромагнітні хвилі високої частоти υ= с
W = 4400 еВ |
+
Правила зміщення
Альфа-розпад
Бета-розпад (електронний)
Бета-розпад (позитронний)
Під час ϒ-випромінювання не відбувається зміни заряду; маса ж ядра змінюється надзвичайно мало.
Ізотоп якого елементу утвориться з радіоактивного ізотопу торію після його чотирьох 𝛂 та одного 𝛃 розпадів.
Унаслідок радіоактивних 𝛂 і 𝛃-розпадів заряд ядра атома зменшився на 4, а масове число на 12. Визначте кількість 𝛃-розпадів.
Відповідно до закону збереження заряду
Z= 2x-y+Z-4
Відповідно до закону збереження числа нуклонів
A=4x+A-12
4x=12
y=2x-4
y=2
Радіоактивний ряд (сім’я) – сукупність усіх ізотопів, що виникають внаслідок послідовних радіоактивних перетворень з однієї материнської речовини.
Основний закон радіоактивного розпаду
Час радіоактивного розпаду для різних радіонуклідів різний від декількох секунд до мільярдів років.
Радіоактивний розпад веде до безперервного зменшення числа атомів вихідного елемента.
Мірою швидкості радіоактивного перетворення служить час, за який розпадається половина атомів будь-якої кількості елемента. Цей час називають періодом піврозпаду.
Радіонуклід | Період піврозпаду Т1/2 |
Цезій-137 | 30 років |
Уран-238 | 4,5 млрд років |
Уран-235 | 0,7 млрд років |
Радон-222 | 3,8 доби |
Радон-220 | 56 с |
Радій-226 | 1600 років |
Плутоній-239 | 24 тис. років |
Кобальт-60 | 5,3 року |
Вуглець-14 | 5700 років |
Йод-131 | 8 діб |
Період піврозпаду деяких радіонуклідів
Фізичну величину, яка чисельно дорівнює кількості розпадів, що відбуваються в певному радіоактивному джерелі за одиницю часу, називають активністю радіоактивного джерела.
Активність радіонукліда
Кількість розпадів за одиницю часу
Період піврозпаду дорівнює 5,26 року. Яка кількість ядер розпадеться впродовж 7,89 року у зразку, маса якого 30 мг?
T = 5,26 років
t = 7,89 років
m= 30 мг
M=60 г\моль
𝛥N-?
Домашнє завдання:
Використані джерела: