Беккерелем опыты показали, что это излучение урана не зависит от внешних воздействий.
В 1898 супруги М. и П. Кюри обнаружили Р. другого тяжелого элемента — тория (см.).
В 1907 Кемпбелл установил Р. двух щелочных металлов — калия и рубидия (см.). Позднее было показано, что этим свойством обладает и элемент самарий (см.) из группы редких земель. Вскоре после открытия радиоактивности М. и П. Кюри нашли, что Р. солей урана пропорциональна содержанию в них атомов урана; это доказывает, что Р. принадлежит самому урану и не зависит от того, в каком химич. соединении он находится. Однако М. и П.
Кюри обнаружили, что Р. иоахимстальской руды, из которой добывается уран, в несколько раз превышает Р. чистого урана. Благодаря комбинированию методов аналитич. химии и специальных, разработанных Кюри методов исследования Р., удалось выделить из иоахимстальской руды ничтожные количества двух сильно радиоактивных веществ. Первое вещество было названо полонием (см.), второе — радием (см.). Р. радия примерно в миллион раз больше, чем Р. урана. В тонне самой богатой урановой руды содержится всего несколько десятых долей грамма радия. Р. полония во много раз больше Р. даже радия; но содержание полония в руде соответственно еще меньше.
Целым рядом экспериментов было показано, что радий и полоний являются химич. элементами, занимающими определенное место в периодической системе элементов (порядковый номер полония — 84, радия — 88). В дальнейшем разными авторами было найдено несколько десятков других радиоактивных элементов, образующих три радиоактивных семейства, или ряда (см. ниже). Вне этих рядов стоят слабо радиоактивные элементы — калий, рубидий и самарий.
Излучения радиоактивных веществ и радиоактивный распад. Излучения радиоактивных
веществ носят название а-, р — и у-лучей. а-лучи представляют собой поток положительно заряженных частиц, вылетающих из атомов со скоростью в несколько сотых долей скорости света.
Частицы а-лучей (а-частицы) затрачивают энергию на ионизаг^ию (см.) молекул, которые они встречают на своем пути, и поэтому скорость их постепенно уменьшается. Величина ионизирующей способности а-частицы увеличивается с уменьшением ее скорости вплоть до некоторого предела и затем резко падает. Графически эта зависимость (т. н. кривая Брегге) изображена на рис. 1. Расстояние R, на к-ром может быть прослежено ионизирующее действие а-частиц, называется средним пробегом. Опыт показывает, что а-частицы вылетают из атомов данного радиоактивного вещества со строго определенной скоростью, и, следовательно, величина среднего пробега является для данного вещества константой. В таблице на ст. 42 приведены цифры, характеризующие а-частиЦы некоторых радиоактивных веществ.
Из таблицы видно, что действие а-лучей прекращается уже на расстоянии нескольких смЭлемент
R
К
V
Е
Уран I...................
Радий ...................
Полоний ....
Торий ...................
2, 68 3, 26 3, 81 2, 83
1, 12—105 1, 31—105 1, 46—105 1, 18—105
1. 4—109 1. 5—109 1. 6—109 1, 4—109
4, 06—106 4, 8—106 5, 3—106 4, 0—106
R — средний пробег в воздухе при нормальных условиях (в см)] К — число пар ионов, образуемых одной а-частицей в воздухе; v — скорость в с. м у сек.; Е — энергия а-частиц в э. — в., т. е. в электрон-вольтах (электрон-вольт есть энергия, которую получает 1 электрон, проходя через поле с разностью потенциалов в 1 вольт).
от источника, и поэтому достаточно прикрыть препарат Ra медной фольгой толщиной в несколько десятков микронов, чтобы полностью защититься от действия а-частиц. а-частицы движутся прямолинейно, оставляя на своем пути цепочки ионизированных молекул. При определенных условиях на этих ионах могут конденсироваться пары различных жидкостей; тогда следы а-частиц делаются видимыми. Этим пользуются в камере Вильсона (см.).
/7 — лучи представляют собой поток быстро движущихся электронов. Скорость их может достигать 99% скорости света, и энергия — нескольких миллионов электрон-вольт.
В противоположность а-частицам, /7 — частицы, испускаемые данным радиоактивным веществом, обладают различными энергиями. На рис. 2 приведено типичное распределение по энергиям ^-частиц. Подобно а-лу — Рис. 2. Энергия в воль. чам, /7 — частицы также таххю — 5. ионизируют молекулы вещества, через которое они проходят. Удельная ионизация их, т. е. число пар ионов, образуемых на 1 см пути воздуха в нормальных условиях, примерно равна 50 и, т. о., во много раз меньше, чем в'случае а-частиц. В связи с этим и проникающая способность /7 — частиц относительно больше. Так, в воздухе при нормальных условиях /7 — час'тицы с энергией 1—106 электрон-вольт проходят путь порядка 4 м. При не очень больших энергиях (порядка сотен тысяч электронвольт) /7 — частицы при столкновениях с атомами сравнительно легко отклоняются от своего первоначального направления. Поэтому путь таких /7 — частиц представляет собой ломаную линию.
При очень больших энергиях /7 — частицы движутся практически по прямым линиям. у-лучи представляют собой поток электромагнитных волн, испускаемых распадающимися атомами. Длины волн у-лучей лежат в пределах от нескольких Х-единиц до нескольких сот АС-единиц (1 Х-единица = 1 • 10"11 см) и, т. о., в сотни и тысячи раз короче длин волн рентгеновских лучей. Энергия кванта у-лучей может достигать нескольких миллионов электрон-вольт. Поглощение у-лучей в веществе связано с тем, что у-лучи выбивают вторичные электроны; это выбивание обусловливается, гл. обр., Комптона эффектом (см.).
При малых энергиях сказывается фотоэффект, а при больших — образование пар (позитрон — электрон). Поглощение параллельного монохроматич. пучка у-лучей происходит по экспоненциальному закону: I = Iae“d.
