Металл = газ + газ

Такое не могло присниться даже самым фанатичным алхимикам. Маленькая крупинка серебристого металла радия, несравненно более редкого и дорогого, чем золото, таяла. Со временем она могла совершенно исчезнуть. Материя как бы обращалась в ничто. Но ведь материя не может пропадать бесследно. Значит, радий в ходе своего радиоактивного распада превращается в какое-то другое вещество.

Ученые раскрыли тайну а-частицы. Они измерили ее электрический заряд. Он оказался равным двум, если за единицу заряда считать заряд электрона. Два положительных электрических заряда уносила с собой а-частица. Ученые рассчитали ее массу; оказалось, что масса а-частицы в четыре раза больше массы атома водорода. А раз так, то а-частица не может быть чем-либо иным, как атомом ближайшего к водороду элемента гелия, у которого недостает двух электронов, и потому его положительный заряд равен 2. Итак, из радия испускается гелий. Во что же превращается сам радий?

Наука о превращениях химических элементов имеет свою символику, которая позволяет записывать уравнения ядерных реакций. Слева вверху от символа элемента пишется его атомная масса, слева внизу — порядковый номер (заряд ядра). Например, ²²⁶₈₈Ra. Так можно изобразить изотоп любого элемента. В данном случае индекс «226» —это массовое число одного из изотопов радия. На языке ядерной физики а-частица может быть записана как ⁴₂Не. Итак, ²²⁶₈₈Ra — ⁴₂Не = ?

Атом радия теряет два заряда (88 — 2 = 86) и уменьшает свою массу на 4 единицы (226 — 4 = 222). Следовательно, радий превращается в какой-то элемент с зарядом 86 и атомной массой 222, т. е. ²²²₈₈X.

В 1900 г. английский ученый Эрнест Резерфорд впервые доказал образование нового элемента при радиоактивном распаде радия. Он назвал его радоном. В периодической системе элементов радон (Rn) занял место в группе инертных газов. Следовательно, ядерную реакцию радиоактивного распада радия можно записать так:

Природа бета-частицы оказалась проще. Ученые признали ее полное сходство с электроном - частицей, несущей отрицательный электрический заряд. Актиний, испуская р-частицу, превращается в торий. При этом он сохраняет ту же массу (так как масса электрона очень мала), но заряд атома увеличивается на 1: ²²⁷₈₉Ac-e=²²⁷₉₀Th. Такую схему радиоактивного распада предложили Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди.

Радон и торий, получающиеся в рассмотренных нами реакциях распада, не остаются неизменными. Они, в свою очередь, распадаются. Радон-222 испускает а-частицу и превращается в полоний-218. Торий-227 также выбрасывает а-частицу и становится радием-223. Цепочки радиоактивных распадов оказались сложными и запутанными. Ученым предстояло разобраться в них. Ясно было одно: радиоактивный распад представляет собой процесс превращения элементов, происходящий независимо от воли человека.

перейти к началу страницы