Anvan atizay la trip, se sa ki, sou dekouvèt la nan radyoaktivite atifisyèl
De tan zan tan nan istwa a nan fizik gen ane "bèl bagay" lè efò yo ansanm nan anpil chèchè mennen nan yon seri dekouvèt zouti. Se konsa, li te ye ak 1820, ane elektrisite, 1905, ane mirak kat papye Einstein yo, 1913, ane ki asosye ak etid estrikti atòm nan, epi finalman, 1932, lè yon seri dekouvèt teknik ak pwogrè nan fòs nikleyè te kreye.fizik.
nouvo marye
Ирина, pi gran pitit fi Marie Skłodowska-Curie ak Pierre Curie, te fèt nan Pari an 1897 (1). Jiska laj douz an, li te leve nan kay la, nan yon ti "lekòl" ki te kreye pa syantis eminan pou pitit li yo, nan ki te gen apeprè dis elèv. Pwofesè yo te: Marie Sklodowska-Curie (fizik), Paul Langevin (matematik), Jean Perrin (chimi), ak syans imanitè yo te sitou anseye pa manman elèv yo. Anjeneral leson yo te fèt nan kay pwofesè yo, pandan y ap timoun yo etidye fizik ak chimi nan laboratwa reyèl.
Kidonk, ansèyman fizik ak chimi se te akizisyon konesans atravè aksyon pratik. Chak eksperyans siksè te kontan jèn chèchè yo. Sa yo te vrè eksperyans ki te bezwen konprann ak anpil prekosyon te fè, ak timoun yo nan laboratwa Marie Curie a te dwe nan lòd egzanplè. Konesans teyorik tou te dwe akeri. Metòd la, kòm sò a nan elèv yo nan lekòl sa a, pita bon ak eksepsyonèl syantis, pwouve yo dwe efikas.
2. Frederic Joliot (foto Harcourt)
Anplis, granpapa patènèl Irena a, yon doktè, konsakre anpil tan nan pitit fi papa l òfelen, pran plezi ak konplete edikasyon syans natirèl li. An 1914, Irene te gradye nan Kolèj Sévigné e li te antre nan fakilte matematik ak syans nan Sorbonne. Sa a te kowenside ak kòmansman Premye Gè Mondyal la. An 1916 li te rantre nan manman l e ansanm yo te òganize yon sèvis radyoloji nan Lakwa Wouj franse. Apre lagè a, li te resevwa yon diplòm bakaloreya. An 1921, premye travay syantifik li te pibliye. Li te konsakre nan detèminasyon an nan mas atomik nan klò soti nan mineral divès kalite. Nan plis aktivite li, li te travay kole kole ak manman l ', fè fas ak radyoaktivite. Nan tèz doktora li a, defann an 1925, li te etidye patikil alfa ki emèt pa polonium.
Frederic Joliot fèt an 1900 nan Pari (2). Soti nan laj uit ane li te ale nan lekòl nan So, te viv nan yon lekòl pansyon. Nan epòk sa a, li te prefere espò pase etid, espesyalman foutbòl ameriken. Apre sa, li te ale nan de lekòl segondè. Menm jan ak Irene Curie, li te pèdi papa l byen bonè. An 1919 li te pase egzamen an nan École de Physique et de Chemie Industrielle de la Ville de Paris (Lekòl nan Fizik Endistriyèl ak Chimi Endistriyèl nan vil Pari). Li gradye nan 1923. Pwofesè li a, Paul Langevin, te aprann kapasite ak bèl kalite Frederick. Apre 15 mwa nan sèvis militè, sou lòd Langevin, li te nonmen asistan laboratwa pèsonèl Marie Skłodowska-Curie nan Enstiti Radium ak yon sibvansyon nan Fondasyon Rockefeller. Se la li te rankontre Irene Curie, e an 1926 jèn yo te marye.
Frederick te konplete tèz doktora li sou elektwochimi eleman radyo-aktif an 1930. Yon ti kras pi bonè, li te deja konsantre enterè l sou rechèch madanm li, epi apre li fin defann tèz doktora Frederick la, yo te deja travay ansanm. Youn nan premye siksè enpòtan yo se te yon preparasyon nan polonium, ki se yon sous fò nan patikil alfa, i.e. nwayo elyòm.(24Li). Yo te kòmanse nan yon pozisyon privilejye ki pa nye, paske se Marie Curie ki te bay pitit fi li yon gwo pòsyon nan polonium. Lew Kowarsky, kolaboratè pita yo, te dekri yo jan sa a: Irena te "yon teknisyen ekselan", "li te travay trè bèl ak anpil atansyon", "li pwofondman konprann sa li te fè." Mari l 'te gen "yon imajinasyon ki pi klere, plis grandi". "Yo konplete youn ak lòt parfe epi yo te konnen li." Soti nan pwen de vi nan istwa a nan syans, pi enteresan an pou yo te de ane: 1932-34.
Yo prèske dekouvri netwon an
"Prèske" enpòtan anpil. Yo te aprann sou verite tris sa a trè byento. Nan 1930 nan Bèlen, de Alman - Walter Bothe i Hubert Becker - Ankèt sou fason atòm limyè yo konpòte lè yo bonbade ak patikil alfa. Berilyòm Shield (49Be) lè bonbade ak patikil alfa emèt radyasyon trè penetrasyon ak gwo enèji. Dapre eksperimantè yo, radyasyon sa a dwe te fò radyasyon elektwomayetik.
Nan etap sa a, Irena ak Frederick te fè fas ak pwoblèm nan. Sous patikil alfa yo te pi pwisan ki te janm genyen. Yo te itilize yon chanm nwaj pou obsève pwodwi reyaksyon yo. Nan fen janvye 1932, yo te anonse piblikman ke se reyon gama ki te elimine pwoton ki gen gwo enèji nan yon sibstans ki gen idwojèn. Yo poko konprann sa ki nan men yo ak sa k ap pase.. Apre lekti James Chadwick (3) nan Cambridge li te kòmanse travay imedyatman, li te panse ke se pa radyasyon gama ditou, men netwon Rutherford te prevwa plizyè ane davans. Apre yon seri eksperyans, li te vin konvenki nan obsèvasyon netwon an epi li te jwenn ke mas li yo sanble ak sa ki nan pwoton an. Nan dat 17 fevriye 1932, li te soumèt yon nòt nan jounal Nature ki gen tit "The Possible Existence of the Neutron."
Li te aktyèlman yon netwon, byenke Chadwick te kwè ke yon netwon te fè leve nan yon pwoton ak yon elèktron. Se sèlman nan 1934 li te konprann ak pwouve ke netwon an se yon patikil elemantè. Chadwick te bay Pri Nobèl nan Fizik an 1935. Malgre reyalize ke yo te rate yon dekouvèt enpòtan, Joliot-Curies yo te kontinye rechèch yo nan domèn sa a. Yo reyalize ke reyaksyon sa a pwodui reyon gama anplis netwon, kidonk yo te ekri reyaksyon nikleyè a:
, kote Ef se enèji gamma-pwopòsyon an. Eksperyans menm jan an te pote ak 919F.
Rate ouvèti ankò
Kèk mwa anvan dekouvèt positron an, Joliot-Curie te gen foto, pami lòt bagay, yon chemen koube, tankou si li te yon elèktron, men tòde nan direksyon opoze a nan elèktron la. Foto yo te pran nan yon chanm bwouya ki sitiye nan yon jaden mayetik. Ki baze sou sa a, koup la te pale sou elektwon ale nan de direksyon, soti nan sous la ak nan sous la. An reyalite, moun ki asosye ak direksyon "nan direksyon sous la" yo te positron, oswa elektwon pozitif k ap deplase lwen sous la.
Pandan se tan, nan peyi Etazini nan fen ete 1932, Carl David Anderson (4), pitit gason imigran Swedish, etidye reyon cosmic nan yon chanm nwaj ki anba enfliyans yon chan mayetik. Reyon cosmic soti deyò sou Latè. Anderson, pou asire w nan direksyon ak mouvman patikil yo, andedan chanm lan te pase patikil yo atravè yon plak metal, kote yo te pèdi kèk nan enèji a. 2 Out, li te wè yon santye, ke li san dout entèprete kòm yon elèktron pozitif.
Li se vo anyen ke Dirac te deja prevwa egzistans la teyorik nan tankou yon patikil. Sepandan, Anderson pa t suiv okenn prensip teyorik nan etid li sou reyon cosmic. Nan kontèks sa a, li te rele dekouvèt li aksidan.
Ankò, Joliot-Curie te oblije sipòte yon pwofesyon ki pa ka nye, men li te antreprann plis rechèch nan domèn sa a. Yo te jwenn ke foton gamma-ray ka disparèt tou pre yon nwayo lou, fòme yon pè elèktron-positron, aparamman an akò ak fòmil Einstein a pi popilè E = mc2 ak lwa a nan konsèvasyon enèji ak momantòm. Apre sa, Frederick li menm te pwouve ke gen yon pwosesis disparisyon yon pè elèktron-positron, ki bay de (XNUMX) quantum gamma. Anplis de positron ki soti nan pè elèktron-positron, yo te gen positron ki soti nan reyaksyon nikleyè.
5. Setyèm Konferans Solvay, 1933
Chita nan premye ranje a: Irene Joliot-Curie (dezyèm apati goch),
Maria Skłodowska-Curie (senkyèm apati goch), Lise Meitner (dezyèm apati dwat).
Radyoaktivite atifisyèl
Dekouvèt radyoaktivite atifisyèl pa t 'yon zak enstantane. An fevriye 1933, lè Joliot te bonbade aliminyòm, fliyò ak sodyòm ak patikil alfa, li te jwenn netwon ak izotòp enkoni. An jiyè 1933, yo te anonse ke, lè yo iradyasyon aliminyòm ak patikil alfa, yo obsève non sèlman netwon, men tou, positron. Dapre Irene ak Frederick, positron yo nan reyaksyon nikleyè sa a pa t 'kapab te fòme kòm yon rezilta nan fòmasyon nan pè elèktron-positron, men yo te dwe soti nan nwayo a atomik.
Setyèm Konferans Solvay (5) te fèt nan Brussels nan dat 22-29 oktòb 1933. Yo te rele l "Estrikti ak pwopriyete nwayo atomik yo". Li te asiste pa 41 fizisyen, ki gen ladan ekspè yo ki pi enpòtan nan domèn sa a nan mond lan. Joliot rapòte rezilta yo nan eksperyans yo, ki deklare ke iradyasyon bor ak aliminyòm ak reyon alfa pwodui swa yon netwon ak yon positron oswa yon pwoton.. Nan konferans sa a Lisa Meitner Li te di ke nan menm eksperyans yo ak aliminyòm ak fliyò, li pa t 'jwenn menm rezilta a. Nan entèpretasyon, li pa t pataje opinyon koup la soti nan Pari sou nati nikleyè orijin positron yo. Sepandan, lè li te retounen nan travay nan Bèlen, li te fè eksperyans sa yo ankò e sou Novanm 18, nan yon lèt bay Joliot-Curie, li admèt ke kounye a, nan opinyon li, positron tout bon parèt nan nwayo a.
Anplis de sa, konferans sa a Francis Perrin, kanmarad yo ak bon zanmi soti nan Pari, te pale sou sijè a nan positron. Soti nan eksperyans yo te konnen yo te jwenn yon spectre kontinyèl nan positron, menm jan ak spectre nan patikil beta nan pouri anba tè natirèl radyo-aktif. Pli lwen analiz de enèji positron ak netwon Perrin te rive nan konklizyon ke de emisyon yo ta dwe distenge isit la: premye, emisyon an nan netwon, akonpaye pa fòmasyon nan yon nwayo enstab, ak Lè sa a, emisyon an nan positron ki soti nan nwayo sa a.
Apre konferans lan, Joliot sispann eksperyans sa yo pou apeprè de mwa. Apre sa, an desanm 1933, Perrin te pibliye opinyon l sou kesyon an. An menm tan an tou nan mwa desanm Enrico Fermi pwopoze teyori beta pouri. Sa a te sèvi kòm yon baz teyorik pou entèpretasyon eksperyans yo. Nan kòmansman 1934, koup la ki soti nan kapital franse a rekòmanse eksperyans yo.
Egzakteman 11 janvye, Jedi apremidi, Frédéric Joliot te pran papye aliminyòm epi li bonbade li ak patikil alfa pandan 10 minit. Pou la pwemye fwa, li te itilize yon kontwa Geiger-Muller pou deteksyon, epi li pa chanm nan bwouya, tankou anvan. Li te etone remake ke kòm li te retire sous la nan patikil alfa nan papye a, konte a nan positron pa t 'sispann, kontè yo kontinye montre yo, se sèlman nimewo yo diminye eksponansyèlman. Li te detèmine mwatye lavi a se 3 minit ak 15 segonn. Lè sa a, li redwi enèji nan patikil alfa yo tonbe sou papye a lè li mete yon fren plon nan chemen yo. Epi li te resevwa mwens positron, men mwatye lavi a pa t chanje.
Lè sa a, li te sibi bor ak mayezyòm nan eksperyans yo menm, epi li te jwenn mwatye lavi nan eksperyans sa yo nan 14 minit ak 2,5 minit, respektivman. Imedyatman, eksperyans sa yo te pote soti ak idwojèn, ityòm, kabòn, beryllium, nitwojèn, oksijèn, fliyò, sodyòm, kalsyòm, nikèl ak ajan - men li pa t 'obsève yon fenomèn menm jan ak aliminyòm, bor ak mayezyòm. Kontwa Geiger-Muller la pa fè distenksyon ant patikil chaj pozitif ak negatif, kidonk Frédéric Joliot te verifye tou ke li aktyèlman fè fas ak elektwon pozitif. Aspè teknik la te enpòtan tou nan eksperyans sa a, sa vle di, prezans nan yon sous fò nan patikil alfa ak itilizasyon yon kontwa patikil sansib chaje, tankou yon kontwa Geiger-Muller.
Jan pè Joliot-Curie te deja eksplike, positron ak netwon yo lage ansanm nan transfòmasyon nikleyè obsève. Kounye a, apre sijesyon Francis Perrin yo ak li konsiderasyon Fermi yo, koup la te konkli ke premye reyaksyon nikleyè a te pwodui yon nwayo enstab ak yon netwon, ki te swiv pa beta plis dekonpozisyon nwayo enstab sa a. Se konsa, yo te kapab ekri reyaksyon sa yo:
Joliot yo remake ke izotòp radyo-aktif ki te lakòz yo te gen demi lavi twò kout pou egziste nan lanati. Yo te anonse rezilta yo nan dat 15 janvye 1934, nan yon atik ki rele "A New Type of Radioactivity". Nan kòmansman mwa fevriye, yo te reyisi idantifye fosfò ak nitwojèn nan de premye reyaksyon yo nan ti kantite yo kolekte. Byento te gen yon pwofesi ke plis izotòp radyo-aktif yo te kapab pwodwi nan reyaksyon bonbadman nikleyè, tou avèk èd nan pwoton, deutron ak netwon. Nan mwa mas, Enrico Fermi te fè yon parye ke reyaksyon sa yo ta byento fèt lè l sèvi avèk netwon. Li byento genyen parye a tèt li.
Irena ak Frederick te bay Pri Nobèl nan Chimi an 1935 pou "sentèz nouvo eleman radyo-aktif". Dekouvèt sa a te fè wout la pou pwodiksyon izotòp radyo-aktif atifisyèlman, ki te jwenn anpil aplikasyon enpòtan ak enpòtan nan rechèch debaz, medikaman, ak endistri.
Finalman, li vo mansyone fizisyen soti nan USA a, Ernest Lawrence ak kòlèg ki soti nan Berkeley ak chèchè ki soti nan Pasadena, pami yo te gen yon poto ki te nan yon estaj. Andrei Sultan. Yo te obsève konte pulsasyon pa kontè yo, byenke akseleratè a te deja sispann travay. Yo pa t renmen konte sa a. Sepandan, yo pa t reyalize ke yo te fè fas ak yon nouvo fenomèn enpòtan e ke yo tou senpleman manke dekouvèt radyoaktivite atifisyèl ...
