Atklājumi.lv

Atklājumi (fizika): dabīgā radioaktivitāte

1896.g. 2.martā franču fiziķis Antuāns Anrī Bekerels (Antoine Henri Becquerel, 15.12.1852. – 25.08.1908.) iesniedza ziņojumu Francijas Zinātņu akadēmijai par urāna sāļu dabīgās radioaktivitātes atklāšanu. 

Urāna sāļus Bekerels sāka pētīt pēc zinātniskas diskusijas ar Anrī Puankarē par V.Rentgena iepriekšējā, 1895.gadā, atklātajiem X stariem (kā rentgenstarojumu joprojām dēvē angliskajā vidē), kuri, ja vakuma caurulē tika laisti caur katoda stariem (elektronu plūsmu), sāka spīdēt jeb luminiscēt. Bekerels nolēma pārbaudīt hipotēzi, saskaņā ar kuru varētu pastāvēt kāda fundamentāla saikne starp X stariem un redzamo gaismu, kas izpaustos tādējādi, ka gaismas enerģijai ierosinot jebkādus fosforiscējošus materiālus (to atomus), tie izdalītu Rentgena atklātos starus.

Eksperimentam Bekerels izmantoja viņa rīcībā esošos, no tēva krājumiem mantotos fosforiscento urāna sāļu kristālus. Kad fiziķis sāļus novietoja uz gaismas necaurlaidīgā papīrā cieši ietītas fotoplates, kur tos Saules staros noturēja vairākas stundas un pēc tam plati attīstīja, izrādījās, ka sāļu atrašanās vietā tā bija izgaismota. Ievietojot starp sāļiem un plates emulsijas slāni tādus metāla priekšmetus kā monētu vai Maltas krustu, fotogrāfijā parādījās to silueti. Tie gan nebija tik skaidri kā tad, kad attēlus uzņēma, fotoplati eksponējot X staros. Šķita, ka hipotēze pierādīta.

Tomēr, eksperimentus turpinot, Bekerels atklāja, ka urāns izgaismo fotoplati arī tad, kad sāls kristāli netiek pakļauti ne redzamās, ne ultravioletās gaismas ietekmei. Atklāto parādību Bekerels sākotnēji skaidroja ar ilglaicīgu un neredzamu fluorescenci un, kad noskaidroja, ka starus emitē arī urāna metāls, kādu brīdi uzskatīja, ka ir atklājis unikālu fluoriscentu metālu. Taču, kad caurspiedīgo staru klātbūtne tika novērota eksperimentu atkārtojot arī ar citu, neluminiscējošu urāna sāļu veidiem, Bekerels 1896.g. maijā secināja, ka viņa atklātais starojums tomēr ir vispārīga, urānam piemītoša īpašība.

Kā vēlāk noskaidrojās, dabīgo radioaktivitāti izraisa nestabilu atomu kodolu sabrukšana, kuras laikā, atkarībā no tās veida (alfa vai beta sabrukšana) tiek izdalīta siltuma enerģija un jonizējošs starojums.

Sākotnēji Bekerela atklāto dabīgo starojumu zinātnieka vārdā sauca par Bekerela stariem un tam, citu tobrīd pētīto starojumu kontekstā, nepievērsa īpašu interesi. Viss mainījās, kad Marija Kirī atklāja, ka Bekerela starus vēl bez urāna emitē arī tobrīd jau pazīstamais torijs un nedaudz vēlāk tam pievienojās arī jaunatklātais rādijs un polonijs. Pēc M.Kirī priekšlikuma dabīgā starojuma parādību sāka dēvēt par radioaktivitāti. Radioaktivitātes atklāšana ievadīja jaunu posmu fizikas attīstībā jo pierādīja, ka atoms nav nedalāma vienība, bet to veido sarežģīta, milzīgu enerģiju slēpjoša daļiņu un spēku sistēma.

Par radioaktivitātes atklāšanu Bekerels, kopā ar Pjēru Kirī un Mariju Sklodovsku-Kirī 1903.g. saņēma Nobela balvu fizikā.

Mūsdienās par Bekerelu (saīsinājumā - Bq), godinot franču fiziķa devumu radioaktivitātes atklāšanā, sauc radioaktivitātes mērvienību SI sistēmā. 1 bekerels ir tāda dotā vielas daudzuma aktivitāte, kurā 1 sekundes laikā notiek viena radioaktīvā sabrukšana. Bekerela dimensija ir s−1 (tāpat kā hercam, taču, atšķirībā no herca, bekerels domāts neperiodisku procesu mērīšanai).

1 bekerela aktivitāte ir ļoti maza, tādēļ parasti lieto bekerela daudzkārtņus — megabekerelu MBq (106 bekerelu; dažreiz sauc arī par rezerfordu Rd) un gigabekerelu GBq.

Agrāk radioaktivitātes mērīšanai lietoja ārpussistēmas mērvienību kirī. 1 kirī precīzi atbilst 3,7·1010 bekereliem jeb 37 gigabekereliem (GBq); 1 mikrokirī (μCi) — 37 000 bekereliem.

Vielas īpatnējo radioaktivitāti mēra bekerelos uz kilogramu (Bq/kg), bet tilpuma aktivitāti — bekerelos uz kubikmetru (Bq/m3) vai bekerelos uz litru (Bq/l). Virsmas aktivitāti mēra bekerelos uz kvadrātmetru (Bq/m2); dažreiz lieto arī kirī uz kvadrātmetru (Ci/m2). 1 Ci/m2 = 37 kBq/m2.

Attēls: Anrī Bekerels savā laboratorijā 1896.g.

Avoti:

lv.wikipedia.org
en.wikipedia.org
nobelprize.org

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.