МИР АТОМА

ЦЕПОЧКИ РАДИОАКТИВНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ

Какие же атомы обладают радиоактивностью? Если не говорить об искусственно полученных атомах, то это — наиболее тяжёлые атомы последних клеток таблицы Менделеева.

Устойчивые, нераспадающиеся атомы кончаются на 82 и 83 клетках таблицы. Клетка 82 содержит (не считая не­устойчивых) четыре устойчивых изотопа свинца с атом­ными весами 204, 206, 207 и 208. Клетка 83 содержит (не считая неустойчивых) один устойчивый изотоп висму­та с атомным весом 209.

Все атомы с атомньим номером, большим чем 83, ра­диоактивны. Более тяжёлые превращаются в более лёг­кие в результате ряда радиоактивных превращений.

На рисунке 19 показано «путешествие» по таблице Менделеева атома тория с атомным весом 232. Оно начи­нается с клетки 90 и кончается в клетке 82 изотопом свинца с атомным весом 208.

Распад тория (заряд 90, вес 232) начинается с выбра­сывания альфа-частички. Новый атом 232—4=228 переходит в клетку 88. Затем следуют два бета-распада, в результате которых атом, не меняя практически своего веса, возвращается в клетку 90. Следующий далее альфа - распад уменьшает вес атома до 224 и переводит его опять в клетку 88. Затем, после трёх альфа-распадов подряд, получается радиоактивный изотоп свинца с весом 212 (устойчивые изотоны свинца имеют вес 204, 206, 207 и 208). Этот изотоп после бета-распада превращается в радиоактивный изотоп висмута (обычный висмут состоит целиком из одного изотопа с весом 209). Часть радио­активных атомов висмута выбрасывает раньше альфа- частичку, переходя в клешу 81, а часть выбрасывает бета - частичку, переходя в клетку 84, как это показано на ри­сунке. Результат, однако, один — устойчивый изотоп свинца с Бесом 208. Так как одни атомы распадаются раньше, другие позже, то в радиоактивном тории всегда содержатся все 12 сортов атомов, показанных на рисунке: два радиоактивных изотопа тория (номер 90, веса 232 и 228), один изотоп актиния (номер 89), два изотопа радия (номер 88) и т. д.

В наши дни известны четыре такие независимые раз­личные «цепочки» превращений радиоактивных элементов. Одну из них мы показали на рисунке 19. Другая начи­нается с изотопа урана (номер 92, вес 235) или изотопа

Искусственного элемента плутония (номер 94, вес 239) и кончается изотопом свинца (номер 82, вес 207). Третья начинается с изотопа урана (номер 92, вес 238) и кон­чается изотопом свинца (номер 82, вес 206). И, наконец, последняя недавно открытая цепочка о-ревращений начи­нается с изотопа плутония (номер 94, вес 241) и кон­чается висмутом (номер 83, вес 209).

Распад радиоактивных атомов происходит самопроиз­вольно, (без (всякого - воздействия извне, причём, как пра­вило, это редкое событие в «атомном коллективе».

Так как ядра распадающегося изотопа все одинаковы, то мы не имеем никакой возможности указать, когда распадётся какое-нибудь отдельное ядро. Поэтому «про­должительность жизни» радиоактивных атомов до их распада оценивают по времени, необходимому для рас­пада половины всех наличных атомов. Это время назы­вается «периодом полураспада». Для урана оно равно четырём с половиной миллиардам лет, для радия — 1580 годам. Это значит, что, имея, например, один грамм радия, мы должны ждать 1580 лет, пока распадётся поло­вина грамма. Половина от оставшейся половины, то-есть четверть грамма, распадётся ещё через 1580 лет и т. д. Если имеется килограмм радия, то через 1580 лет оста­нется 7г килограмма и так далее.

Насколько облегчилось бы исследование радиоактив­ных превращений, если бы можно было видеть распад каждого отдельного ядра! Такое, казалось бы, совершенно неосуществимое желание оказалось легко выполнимым.