История изучения радиоактивности

Введение

Каждая целостная физическая картина мира включает ряд «блоков», среди которых наиболее значимы:
- концепция «мира естествознания» как целого;
- концепция «пространства и времени», их конечности и бесконечности;
- концепция структурных уровней материи, включающая знания о причинности и основных типах природных взаимодействий;
- концепция самоорганизации и эволюции, к которой сейчас примыкает идея глобального эволюционизма;
- концепция человека и его места в мире.
Каждый из этих блоков включает некоторые основные принципы, общие для всей сферы естественнонаучного познания и осуществляющие связь между блоками.
В современном естествознании принято рассматривать механистическую электродинамическую и квантово-полевую физические картины мира.
Переход от одной физической картины мира к другой являет собой естественнонаучную революцию. Одной из таких научных революций стало открытие радиоактивности, означавшее пересмотр представлений о неделимости атома.
Цель работы – характеристика открытия и исследований радиоактивности. В соответствии с этим задачи работы предусматривают:
1. Характеристику факторов детерминации в изучении радиоактивности.
2. Анализ исторических и методологических аспектов изучения естественной и искусственной радиоактивности.


 
Глава 1.Факторы детерминации в изучении радиоактивности

1.1.Роль картины мира и стиля мышления в детерминации познания радиоактивности

В 1896 году Антуан Беккерель обнаружил неизвестное ранее излучение солей урана (двойной сульфат уранила и калия). Двумя годами позже Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри, исследуя урановую руду, открыли новые элементы, которые назвали полонием и радием. Эти элементы давали более интенсивное излучение чем уран.
В это же время Э. Резерфорд, пропуская излучение через однородное магнитное поле, установил, что оно состоит с двух компонентов, частицы которых имеют разноименные заряды. Компоненту с положительно заряженными частицами назвали α -- лучами, компоненту с отрицательными частицами назвали β -- лучами. Позже было установлено, что β -- лучи являют собой поток электронов, а α -- лучи -- поток ядер атома гелия. В 1900 году П. Виллард обнаружил третью компоненту, на которую магнитное поле не действовало. Её назвали γ -- лучами, которые являют собой поток фотонов с самой короткой длиной волны во всем спектре электромагнитного излучения. Явление излучения изотопами указанных выше лучей назвали радиоактивностью (от лат. «radius» - луч).
Радиоактивность, которая характерна нестабильным ядрам, называется природной. Кроме нее, ядра стабильных изотопов могут стать радиоактивными в результате их облучения, такая радиоактивность называется искусственной. Законы природной и искусственной радиоактивности не зависят от способа получения изотопа.
В 1934 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри обнаружили, что после облучения α -- частицами алюминия он становится радиоактивным. При искусственной радиоактивности ядерные преобразования происходят в два этапа. Сначала под действием частиц происходит преобразование ядра в радиоактивное. На втором этапе созданное радиоактивное ядро претерпевает спонтанного радиоактивного распада. Этот распад, как и в случае природной радиоактивности, происходит по экспоненциальному закону.
Было установлено, что при бомбардировке атомных ядер разных элементов α -- частицами, протонами, нейтронами, дейтронами и γ -- квантами возникают ядра новых радиоактивных изотопов, распад которых происходит за тем же законом.
В последние годы получено большое количество радиоактивных изотопов. При бомбардировке частицами высоких энергий ядер изотопов с конца периодической таблицы удалось создать искусственные ядра, которые стали родоначальниками радиоактивных семей с малым временем жизни.
Искусственные радиоактивные элементы преимущественно β -- активные, при том илиβ− или β+ - активные можно узнать с помощью диаграммы зависимости количества нейтронов от количества протонов в ядре для стабильных и радиоактивных ядер
Искусственные радиоактивные ядра создаются так же в процессе деления тяжелых ядер. При делении ядер 92U создаются два новых ядра, которые относятся к протонодефицитных, по этой причине все такие ядра излучат β− -- частицы.
Некоторые радиоактивные изотопы, которые получили искусственно после излучения электронов, еще излучают γ -- кванты. Теперь стало возможным получать радиоактивные изотопы, которые имеют достаточно высокую активность. Это дает возможность создавать компактные источники радиоактивности, которые широко используются в науке и технике.