Явление радиоактивности

Работами В.Рентгена, А.Беккереля и супругов Кюри было открыто явление радиоактивности. По предложению Марии Склодовской-Кюри все вещества, обладавшие способностью испускать лучи были названы радиоактивными. Под радиоактивностью понимают явление самопроизвольного превращения одних ядер в другие с выделением ионизирующих излучений.

Сущность явления радиоактивности состоит в самопроизвольном изменении состава атомного ядра, находящегося в основном состоянии либо в возбуждённом долгоживущем (метастабильном) состоянии. Такие превращения сопровождаются испусканием атомами частиц корпускулярных либо квантов электромагнитных излучений.

Все известные типы радиоактивных превращений являются следствием фундаментальных взаимодействий микромира: сильных (ядерные силы) или слабых взаимодействий. Первые ответственны за превращения, сопровождающиеся испусканием ядерных частиц, например a-частиц, протонов или осколков деления ядер, а вторые проявляются в b-распаде ядер.

Электромагнитные взаимодействия ответственны за квантовые переходы между различными состояниями одного и того же ядра, которые сопровождаются испусканием гамма-излучения. Эти переходы не связаны с изменениями состава ядер и поэтому, согласно современной классификации, не принадлежат к числу радиоактивных превращений.

Процессы расщепления ядер фотонами, реакции фоторождения мезонов, радиационные распады элементарных частиц (с испусканием фотонов) и возбуждённых состояний ядер, упругое и неупругое рассеяние электронов, позитронов, мюонов обусловлены электромагнитными взаимодействиями. Их различные проявления широко используются в электротехнике, радиотехнике, электронике, оптике и квантовой электронике.

Несмотря на то, что электромагнитные взаимодействия – это наиболее полно изученный тип фундаментального взаимодействия, его продолжают интенсивно исследовать во многих научных центрах. Это обусловлено как исключительным многообразием их микро- и макроскопических проявлений, так и уникальной ролью электромагнитного поля (как хорошо изученного объекта) в исследовании строения вещества на предельно малых расстояниях, в получении сведений о других типах взаимодействий, в выявлении новых законов и принципов симметрии в природе. Эти фундаментальные исследования ведутся с использованием различных методов атомной и ядерной спектроскопии, с помощью полученных на ускорителях интенсивных пучков фотонов, электронов, мюонов высокой энергии, а также в космических лучах.

Открытие радиоактивности оказало огромное влияние на развитие науки и техники. Оно ознаменовало начало эпохи интенсивного изучения свойств и структуры вещества. Новые перспективы, возникшие в энергетике, промышленности и многих других областях человеческой деятельности благодаря овладению ядерной энергией, были вызваны к жизни обнаружением способности химических элементов к самопроизвольным превращениям.

За работы, связанные с исследованием и применением радиоактивности, было присуждено более десяти Нобелевских премий по физике и химии, в том числе А. Беккерелю, супругам Кюри, Э. Ферми, Э. Резерфорду, супругам Жолио-Кюри, Д. Хевеши,О.Гану, Э. Макмиллану, Г. Сиборгу, У. Либби и др.