Пеш аз санъати сегона, яъне дар бораи кашфи радиоактивии сунъй
Дар таърихи физика гох-гох солхо «ацоиб» мешаванд, ки чидду чахди якчояи бисьёр тадкикотчиён боиси як катор кашфи-ётхои пешравй мегардад. Ҳамин тавр, соли 1820, соли барқ, соли 1905, соли мӯъҷизавии чор мақолаи Эйнштейн, 1913, соле, ки бо омӯзиши сохтори атом алоқаманд буд ва ниҳоят соли 1932, ки як қатор кашфиётҳо ва пешрафтҳои техникӣ дар ба вучуд овардани физикаи ядрой.
навхонадорон
Ирина, духтари калонии Мари Склодовска-Кюри ва Пьер Кюри, соли 1897 дар Париж таваллуд шудааст (1). То синни дувоздаҳсолагӣ дар хона, дар як «мактаб»-и хурде, ки олимони барҷаста барои фарзандонаш сохтаанд, дар он ҳудуди даҳ нафар шогирд тарбият ёфтаанд. Муаллимон инхо буданд: Мари Склодовска-Кюри (физика), Пол Лангевин (математика), Жан Перрен (химия) ва фанхои гуманитариро асосан модарони талабагон даре медоданд. Дарсхо одатан дар хонаи муаллимон мегуза-ронданд, бачагон бошад, физика ва химияро дар лабораторияхои хакикй меомухтанд.
Хамин тавр, таълими физика ва химия ба воситаи амалхои амалй азхуд кардани дониш буд. Хар як тачрибаи бомуваффакият тадкикотчиёни чавонро шод мегардонд. Инҳо таҷрибаҳои воқеӣ буданд, ки бояд фаҳманд ва бодиққат анҷом дода шаванд ва кӯдакон дар лабораторияи Мари Кюри бояд дар тартиботи намунавӣ бошанд. Донишхои назариявиро хам азхуд кардан лозим буд. Усул чун такдири хонандагони ин мактаб, баъдтар олимони хубу барҷаста, самаранокии худро нишон дод.
2. Фредерик Ҷолиот (Акс аз Харкорт)
Гузашта аз ин, бобои падари Ирена, духтур, вақти зиёдеро ба набераи ятими падараш бахшида, вақтхушӣ мекард ва маълумоти табиатшиносии ӯро такмил медод. Дар соли 1914, Ирен Коллеҷи пешқадами Севиньеро хатм кард ва ба факултаи математика ва илмии Сорбонна дохил шуд. Ин ба оғози Ҷанги Якуми Ҷаҳонӣ рост омад. Дар соли 1916 вай ба модараш ҳамроҳ шуд ва дар якҷоягӣ дар Салиби Сурхи Фаронса хадамоти радиатсионӣ ташкил карданд. Пас аз ҷанг, вай дараҷаи бакалавр гирифт. Дар соли 1921 аввалин кори илмии у нашр шуд. Вай ба муайян кардани массаи атомии хлор аз маъданхои гуногун бахшида шуда буд. Дар фаъолияти минбаъдаи худ, вай бо модараш зич кор карда, бо радиоактивӣ сарукор дошт. Дар рисолаи доктории худ, ки соли 1925 дифоъ карда шуд, вай заррачаҳои алфаро, ки аз ҷониби полоний мебарояд, омӯхтааст.
Фредерик Ҷолиот соли 1900 дар Париж таваллуд шудааст (2). Аз 1919-солагиаш дар мактаби Соа хонда, дар интернат зиндагй мекард. Он вақтҳо варзишро аз таҳсил авлотар медонистанд, махсусан футбол. Баъд бо навбат дар ду мактаби миёна таҳсил кард. Мисли Ирен Кюри, ӯ падарашро барвақт аз даст дод. Соли 1923 дар École de Physique et de Chemie Industrielle de la Ville de Paris (Мактаби физикаи саноатӣ ва химияи саноатии шаҳри Париж) имтиҳон дод. Соли 15 омузишгохро хатм кардааст. Профессори ӯ Пол Лангевин дар бораи қобилиятҳо ва фазилатҳои Фредерик фаҳмид. Пас аз 1926 моҳи хидмати ҳарбӣ бо фармони Лангевин ӯ бо гранти Фонди Рокфеллер дар Институти Радиум лаборанти шахсии Мари Склодовска-Кюри таъин шуд. Дар он ҷо ӯ бо Ирен Кюри вохӯрд ва соли XNUMX ҷавонон издивоҷ карданд.
Фредерик дар соли 1930 диссертацияи доктории худро оид ба электрохимияи элементхои радиоактивй ба охир расонд. Каме пештар ӯ аллакай таваҷҷӯҳи худро ба тадқиқоти ҳамсараш равона карда буд ва пас аз ҳимояи рисолаи доктории Фредерик онҳо аллакай якҷоя кор мекарданд. Яке аз аввалин муваффақиятҳои муҳими онҳо тайёр кардани полоний буд, ки манбаи қавии зарраҳои алфа мебошад, яъне. ядроҳои гелий.(24Ӯ). Онҳо аз мавқеи бешубҳа имтиёзнок оғоз карданд, зеро он Мари Кюри буд, ки духтарашро бо қисми зиёди полониум таъмин кард. Лью Коварский, ки баъдтар хамкори онхо буд, онхоро чунин тавсиф намуд: Ирена «техники аъло буд», «вай хеле зебо ва бодиккат кор мекард», «вай чй кор карданашро чукур мефахмид». Шавҳари вай "тахайюлоти бештар чашмгиртар ва баландтар" дошт. «Онхо якдигарро комилан мукаммал мекарданд ва медонистанд». Аз нуктаи назари таърихи илм барои онхо ду сол: солхои 1932—34 шавковартарин буд.
Онхо кариб нейтронро кашф карданд
"Қариб" хеле муҳим аст. Онҳо ба зудӣ аз ин ҳақиқати ғамангез фаҳмиданд. Соли 1930 дар Берлин ду немис- Уолтер Боте i Ҳуберт Бекер - Тадқиқ карда шуд, ки атомҳои сабук ҳангоми бомбаборонкунӣ бо заррачаҳои алфа чӣ гуна рафтор мекунанд. Сипари бериллий (49Бе) хангоми бомбаборон кардани заррачахои алфа радиатсияи нихоят воридшаванда ва энергияи баланд мебарояд. Ба гуфтаи таҷрибачиён, ин радиатсия бояд радиатсияи пурқуввати электромагнитӣ бошад.
Дар ин марҳила, Ирена ва Фредерик ин мушкилотро ҳал карданд. Манбаи онҳо аз зарраҳои алфа пурқувваттарин буд. Онҳо камераи абриро барои мушоҳидаи маҳсулоти реаксия истифода бурданд. Дар охири моҳи январи соли 1932 онҳо ба таври оммавӣ эълон карданд, ки маҳз шуоъҳои гамма мебошанд, ки протонҳои энергияи баландро аз моддаи дорои гидроген берун мекунанд. Онхо хануз нафахмиданд, ки чй дар дасти онхост ва чй руй дода истодааст.. Баъди хондан Ҷеймс Чадвик (3) дар Кембриҷ ӯ фавран ба кор шурӯъ кард ва фикр кард, ки ин умуман радиатсияи гамма нест, балки нейтронҳоест, ки Резерфорд чанд сол пеш пешгӯӣ карда буд. Вай баъди як катор тачрибахо ба мушохидаи нейтрон боварй хосил кард ва маълум кард, ки массаи он ба массаи протон монанд аст. 17 феврали соли 1932 вай ба журнали «Натур» бо сарлавхаи «Мавчудияти эхтимолии нейтрон» кайд кард.
Он воқеан як нейтрон буд, гарчанде Чадвик боварӣ дошт, ки нейтрон аз протон ва электрон иборат аст. Факат дар соли 1934 у фахмид ва исбот кард, ки нейтрон хиссачаи элементарй мебошад. Чадвик дар соли 1935 барандаи ҷоизаи Нобел дар соҳаи физика шуд. Сарфи назар аз фаҳмидани он, ки онҳо бозёфтҳои муҳимро аз даст додаанд, Ҷолио-Кюри тадқиқоти худро дар ин самт идома доданд. Онҳо фаҳмиданд, ки ин реаксия ба ғайр аз нейтронҳо нурҳои гамма тавлид мекунад, бинобар ин онҳо реаксияи ядроиро навиштанд:
, ки дар он Ef энергияи гамма-квант аст. Чунин таҷрибаҳо бо 919F.
Боз кушода нашуд
Якчанд мох пеш аз кашфи позитрон, Жолио-Кюри, дар баробари дигар чизхо, рохи каҷеро, ки гуё он электрон бошад, вале ба самти муқобили электрон печида буд, аксҳо дошт. Суратҳо дар камераи туман, ки дар майдони магнитӣ ҷойгиранд, гирифта шудаанд. Дар асоси ин, ҷуфти ҳамсарон дар бораи электронҳо дар ду самт, аз манбаъ ва ба манбаъ ҳаракат мекарданд. Дар асл, онҳое, ки бо самти "ба сӯи манбаъ" алоқаманданд, позитронҳо ё электронҳои мусбате буданд, ки аз манбаъ дур мешаванд.
Дар ҳамин ҳол, дар Иёлоти Муттаҳида дар охири тобистони соли 1932. Карл Дэвид Андерсон (4), писари муҳоҷирони шведӣ, дар камераи абрӣ зери таъсири майдони магнитӣ нурҳои кайҳонӣ омӯхтааст. Шуохои кайхонй аз берун ба Замин меоянд. Андерсон, барои боварӣ ҳосил кардан ба самт ва ҳаракати зарраҳо, дар дохили камера зарраҳоро аз лавҳаи металлӣ мегузашт, ки онҳо як қисми энергияро гум кардаанд. 2 август, вай пайраҳаеро дид, ки онро бешубҳа ҳамчун электрони мусбат шарҳ дод.
Қобили зикр аст, ки Дирак қаблан мавҷудияти назариявии чунин зарраро пешгӯӣ карда буд. Аммо Андерсон дар тадкикоти шуохои кайхонй ягон принципи назариявиро риоя накард. Дар ин замина ӯ кашфиёти худро тасодуфӣ номид.
Боз Ҷолио-Кюри маҷбур шуд, ки касби инкорнашавандаро тоқат кунад, аммо дар ин самт таҳқиқоти минбаъдаро анҷом дод. Онҳо дарёфтанд, ки фотонҳои гамма-рент дар наздикии як ядрои вазнин нопадид шуда, ҷуфти электрону позитронро ташкил медиҳанд, аз афташ мувофиқи формулаи машҳури Эйнштейн E = mc2 ва қонуни нигоҳдории энергия ва импулс. Баъдтар худи Фредерик исбот кард, ки процесси аз байн рафтани ҷуфти электрону позитронӣ вуҷуд дорад, ки ду гамма квантҳоро ба вуҷуд меорад. Илова ба позитронҳои ҷуфтҳои электрону позитронӣ, онҳо аз реаксияҳои ядроӣ позитронҳо доштанд.
5. Конференсияи ҳафтуми Солвай, 1933
Дар сафи пеш нишастаанд: Ирен Жолио-Кюри (дуюм аз чап),
Мария Склодовска-Кюри (аз чап панчум), Лиз Майтнер (аз рост дуюм).
радиоактивии сунъй
Кашфи радиоактивии сунъй кори фаврй набуд. Дар мохи феврали соли 1933 Жолиот алюмини, фтор ва баъд натрийро бо заррачахои альфа бомбаборон карда, нейтронхо ва изотопхои номаълум ба даст овард. Мохи июли соли 1933 онхо эълон карданд, ки алюминиро бо заррачахои альфа шуоъ дода, на танхо нейтронхо, балки позитронхоро хам мушохида карданд. Ба фикри Айрен ва Фредерик, позитронхои ин реаксияи ядрой дар натичаи ба вучуд омадани чуфтхои электрону позитронй ба вучуд омада наметавонистанд, балки бояд аз ядрои атом пайдо мешуданд.
5—22 октябри соли 29 дар Брюссель конференцияи хафтуми Солвай (1933) барпо гардид. Он «Сохтор ва хосиятхои ядрохои атомй» ном дошт. Дар он 41 нафар физикхо, аз чумла машхуртарин мутахассисони ин соха дар чахон иштирок доштанд. Жолио аз натицахои тачрибахои худ хабар дода, кайд кард, ки хангоми бо нурхои альфа шуоъ додани бор ва алюминий ё нейтрон бо позитрон ё протон хосил мешавад.. Дар ин конференция Лиза Майтнер Вай гуфт, ки дар ҳамон таҷрибаҳо бо алюминий ва фторид натиҷаи якхела ба даст наомадааст. Дар тафсир, вай ба ақидаи ҷуфти Париж дар бораи табиати ҳастаии пайдоиши позитронҳо шарик набуд. Аммо, вакте ки вай ба кор ба Берлин бар-гашт, ин тачрибахоро боз ба амал овард ва 18 ноябрь дар мактубаш ба Жолио-Кюри икрор шуд, ки хозир, ба фикри у, дар хакикат аз ядро позитронхо ба вучуд меоянд.
Гайр аз ин, ин конференция Фрэнсис Перрин, хамсол ва дусти неки онхо аз Париж дар бораи позитронхо баромад карданд. Аз тачрибахо маълум гардид, ки онхо спектри доимии позитронхо ба даст овардаанд, ки ба спектри заррачахои бета дар таносуби табиии радиоактив монанданд. Тахлили минбаъдаи энергияи позитронхо ва нейтронхо Перрин ба чунин хулоса омад, ки дар ин чо ду партовро фарк кардан лозим аст: аввал, партови нейтронхо, ки бо хосил шудани ядрои ноустувор ва баъд аз ин ядро баровардани позитронхо.
Пас аз конференция Ҷолиот ин таҷрибаҳоро тақрибан ду моҳ қатъ кард. Ва он гоҳ, дар моҳи декабри соли 1933, Перрин фикри худро дар ин бора нашр кард. Дар баробари ин, инчунин дар мохи декабрь Энрико Ферми назарияи таназзули бета-ро пешниҳод кард. Ин барои тафсири таҷрибаҳо ҳамчун асоси назариявӣ хизмат мекард. Дар аввали соли 1934 зану шавхар аз пойтахти Франция тачрибахои худро аз нав cap карданд.
Маҳз рӯзи 11 январ, нисфирӯзии панҷшанбе Фредерик Ҷолиот фолгаи алюминиро гирифта, онро бо зарраҳои алфа дар тӯли 10 дақиқа бомбаборон кард. Вай бори аввал барои муайян кардан аз камераи туман, мисли пештара, аз ҳисобкунаки Гейгер-Мюллер истифода бурд. Вай бо тааччуб пай бурд, ки хангоми аз фольга баровардани манбаи заррачахои альфа хисобкунии позитронхо катъ намешуд, хисобкунакхо нишон додани онхоро давом медоданд, танхо шумораи онхо ба таври экспоненциалй кам мешавад. Вай мудлати нимпазиро 3 дакикаю 15 сония муайян кард. Сипас вай энергияи заррачаҳои алфаро, ки ба фолга меафтад, бо гузоштани тормози сурб дар роҳи онҳо кам кард. Ва он камтар позитронҳо гирифт, аммо нимпайвастшавӣ тағир наёфт.
Сипас, ӯ бор ва магнийро ба ҳамон таҷрибаҳо гузаронид ва дар ин таҷрибаҳо муҳлати нимпазишро мутаносибан 14 дақиқа ва 2,5 дақиқа ба даст овард. Баъдан, чунин таҷрибаҳо бо гидроген, литий, карбон, бериллий, нитроген, оксиген, фтор, натрий, калсий, никел ва нуқра гузаронида шуданд - аммо ӯ як падидаи монанди алюминий, бор ва магнийро мушоҳида накардааст. Ҳисобкунаки Geiger-Muller байни зарраҳои зарядноки мусбат ва манфӣ фарқ намекунад, аз ин рӯ Фредерик Ҷолиот инчунин тасдиқ кард, ки он воқеан бо электронҳои мусбат кор мекунад. Дар ин таҷриба ҷанбаи техникӣ низ муҳим буд, яъне мавҷудияти манбаи қавии заррачаҳои алфа ва истифодаи ҳисобкунаки зарраҳои ҳассоси заряднок, ба мисли ҳисобкунаки Гейгер-Мюллер.
Тавре ки қаблан ҷуфти Ҷолио-Кюри шарҳ дод, позитронҳо ва нейтронҳо дар як вақт дар тағирёбии мушоҳидашудаи ядроӣ хориҷ мешаванд. Ҳоло, пас аз пешниҳодҳои Фрэнсис Перрин ва хондани мулоҳизаҳои Ферми, ҷуфти ҳамсарон ба хулосае омаданд, ки аввалин реаксияи ҳастаӣ як ядрои ноустувор ва нейтронро ба вуҷуд овард ва пас аз он бета плюс таназзули он ядрои ноустуворро ба вуҷуд овард. Ҳамин тавр, онҳо метавонанд аксуламалҳои зеринро нависад:
Ҷолиотҳо пай бурданд, ки изотопҳои радиоактивии ҳосилшуда барои дар табиат мавҷуд будани ним умри хеле кӯтоҳ доранд. Онхо 15 январи соли 1934 дар маколаи «Намуди нави радиоактивй» натичахои худро эълон карда буданд. Дар аввали мохи февраль ба онхо муяссар гардид, ки фосфор ва нитрогенро аз ду реаксияи аввал аз микдори ками чамъоварй муайян кунанд. Дере нагузашта пешгӯӣ пайдо шуд, ки изотопҳои бештари радиоактивӣ дар реаксияҳои бомбаборони ядроӣ, инчунин бо ёрии протонҳо, дейтронҳо ва нейтронҳо тавлид мешаванд. Дар моҳи март, Энрико Ферми шарт гузошта буд, ки чунин реаксияҳо ба зудӣ бо истифода аз нейтронҳо анҷом дода мешаванд. Дере нагузашта худаш дар ин шарт бурд.
Ирена ва Фредерик дар соли 1935 барои "синтези элементҳои нави радиоактивӣ" ҷоизаи Нобел дар бахши кимиёро гирифтанд. Ин кашфиёт барои тавлиди изотопҳои сунъии радиоактивӣ, ки дар таҳқиқоти бунёдӣ, тиб ва саноат корбурдҳои зиёди муҳим ва пурарзиш пайдо кардаанд, роҳ кушод.
Дар охир, кайд кардан лозим аст, ки физикхои ШМА, Эрнест Лоуренс бо ҳамкасбон аз Беркли ва муҳаққиқони Пасадена, ки дар байни онҳо поляке буд, ки дар таҷрибаомӯзӣ буд Андрей Султон. Ҳисобкунии импулсҳо аз ҷониби ҳисобкунакҳо мушоҳида карда шуд, гарчанде ки газдиҳанда аллакай аз кор монда буд. Ин ҳисоб ба онҳо маъқул нашуд. Аммо, онҳо нафаҳмиданд, ки онҳо бо як падидаи нави муҳим сарукор доранд ва онҳо танҳо кашфи радиоактивии сунъиро надоштанд ...
