Радиоактивность атомных ядер

Материя может диссоциироваться под влиянием разных причин.

Густав Лебон

Радиоактивность атомных ядер – излучение ядрами высокочастотных электромагнитных колебаний рентгеновского спектра и электронов (b-излучение) связана с прохождением волн по поверхности нуклонов – протонов и нейтронов в ядрах атомов. Эти волны могут появиться в результате ударов ядер частицами, прилетевшими извне, а могут появиться самопроизвольно в результате самовозбуждения ядра. Последнее происходит только в ядрах тяжелых элементов. В этом случае происходит так называемый альфа-распад, при котором из ядра вылетают альфа-частицы – ядра гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. При альфа-распаде заряд ядра уменьшается на две единицы, а атомный вес – на четыре, например,

220 216 4

Ra → Rn + He

88 86 2

Волны, проходящие по поверхности и в глубине нуклонов, возбуждают в окружающем эфире колебания – электромагнитные волны высокой частоты порядка 10¹⁸-10²³ Гц (гамма-излучение). Такая высокая частота излучения объясняется исключительно высокой массовой плотностью нуклонов в ядре, большой упругостью тел нуклонов и, хотя и меньшей, но все же высокой упругостью связей нуклонов между собой. Разброс частот свидетельствует о разных источниках колебаний – волнах, проходящих по поверхности ядра, и волнах, зарождающихся в глубине ядра. Последние носят не только поперечный, но и продольный характер, поэтому их частота выше.

На излучение затрачивается энергия, поэтому с течением времени эти колебания затухают. Но процесс затухания проходит очень медленно, потому что массовая плотность нуклонов на много порядков превышает плотность окружающего эфира и доля рассеиваемой энергии относительно невелика.

Волновые процессы охватывают тело каждого нуклона в ядре и распространяются как по их поверхности, так и в их глубине. А поскольку плотность тела нуклона на разных глубинах от их поверхности и плотность межнуклонного пограничного слоя различна, то в ядре атома развивается целая серия волновых процессов, асинхронных относительно друг друга.

В тех случаях, когда гребни волн соседних нуклонов одновременно оказываются внутри общего для них пограничного слоя, нуклоны раздвигаются, и если ширина слоя оказывается превышающей некоторую критическую величину, ядро распадается на две или более частей. При этом могут образоваться и новые частицы, как устойчивые, например, электроны, нейтрино или неустойчивые с малым временем существования (рис. 10.1).

Таким образом, природа радиоактивности (так называемого слабого взаимодействия) имеет чисто механической характер.

Рис. 10.1. Прохождение поверхностных волн по телу нуклонов

В теле атомного ядра нуклоны в первую очередь группируются в альфа-частицы, в которых энергия связи нуклонов между собой очень велик и составляет примерно 7,1 Мэв (Мегэлектрон-вольт) на каждый нуклон. Энергия связей нейтронов, не связанных в альфа-частицах, на порядок меньше, так же как и альфа-частиц между собой. Это, в частности, связано с выпуклостью поверхностей альфа-частиц, в связи с чем площадь соприкосновения альфа-частиц между собой и с отдельными нуклонами оказывается значительно меньшей, чем таких же нуклонов внутри альфа-частиц. Поэтому при ударах или при прохождении волн внутри ядра выбрасываются или отдельные нейтроны, расположенные на поверхности ядер, или целиком альфа-частицы. А поскольку состав ядер у разных элементов разный, то и упругости связей разные. Отсюда и разное значение периода полураспада ядер.

Таким образом, радиоактивность, связанная с ядерными реакциями, сопровождается выбросом альфа-частиц, излучением электронов и гамма-излучениями.

Если такой процесс имеется в каких-либо породах, то гамма-излучение затухает на относительно небольших расстояниях, исчисляемых сантиметрами. Электроны достаточно быстро рассеиваются или поглощаются выброшенными альфа-частицами. Но альфа-частицы обретя электроны, становятся электрически нейтральными ядрами гелия, поэтому они распространяются на большие расстояния. Испускание гелия из пород является свидетельством того, что в этих породах происходят ядерные реакции безо всяких высоких температур. Это установлено, в частности, геологами, обнаружившими очаги интенсивного испускания гелия в районе геологических разломов и подземных неоднородностей (см., например, И.Н.Яницкий.

Живая Земля. М.: изд-во АГАР, 1998).

Несмотря на то, что для каждого радиоактивного элемента период полураспада считается постоянным, рядом исследователей установлено, что на самом деле период полураспада меняется в широких пределах, для радия от 1 млрд лет (Беккерель), до 1 млн лет (Кюри), до 1 тыс лет (Резерфорд), до нескольких сотен лет (Крукс). Хайдвайер непосредственным взвешиванием определил, что 5 г радия теряют в течение 24 ч около 0,02 мг. При равномерной потере эти 5 г потеряли бы 1 г своей массы в течение 135 лет Опыты же Лебона показали, что радиоактивность одного и того же тела значительно растет, когда тело простирается по большой поверхности. Это достигается высушиванием бумаги, через которую процеживается раствор испытуемого тела. Эти опыты привели Лебона к заключению, что 5 г радия теряют 1 г своей массы в течение 20 лет.

Даже с учетом официальных данных, свидетельствующих о том, что самым дологоживущим является альфа-радиоактивный ²²⁶Ra с периодом полураспада 1600 лет, а также принимая во внимание существование так называемых радиоактивных рядов, несложно заключить, что если бы тела, обладающие быстрой беспричинной радиоактивностью, существовали в отдаленные геологические эпохи, они давно бы прекратили свое существование…

Из изложенного вытекает, по крайней мере, два вывода:

1. В настоящее время в Земле происходят самые разнообразные ядерные реакции, не связанные с высокими температурами и большей частью происходящие в области геологических разломов, о чем свидетельствуют интенсивные очаги излучения гелия в этих местах, но не связнные с обычными представлениями о естественной радиоактивности тяжелых элементов;

2. Распад ядер элементов зависит от внешних факторов, в частности от напряженности электронных оболочек, что принципиально позволяет искать способы влияния на распад ядер атомов через влияние на их электронные оболочки.