Berî hunera sêalî, ango li ser vedîtina radyoaktîvîteya çêkirî
Dem bi dem di dîroka fizîkê de salên "ecêb" hene ku hewildanên hevbeş ên gelek lêkolîneran rê li ber rêzek vedîtinên serketî vedike. Ji ber vê yekê bû 1820, sala elektrîkê, 1905, sala mucîzeyî ya çar kaxezên Einstein, 1913, sala ku bi lêkolîna avahiya atomê ve girêdayî ye, û di dawiyê de, 1932, dema ku rêzek vedîtin û pêşkeftinên teknîkî di hêza nukleerî hate afirandin.fizîk.
newzewican
Irina, keça mezin a Marie Skłodowska-Curie û Pierre Curie, di sala 1897 de li Parîsê ji dayik bû (1). Heta diwanzdeh saliya xwe de, ew li malê, di "dibistaneke" biçûk de ku ji aliyê zanyarên navdar ve ji bo zarokên wê hatibû çêkirin, ku tê de nêzîkî deh xwendekar hebûn, mezin bû. Mamoste ev bûn: Marie Sklodowska-Curie (fizîk), Paul Langevin (matematîk), Jean Perrin (kîmya), û zanistên mirovî bi giranî ji aliyê dayikên xwendekaran ve dihatin fêrkirin. Ders bi gelemperî li malên mamosteyan derdiketin, dema ku zarokan di laboratûwarên rastîn de fizîk û kîmya dixwendin.
Ji ber vê yekê, hînkirina fîzîk û kîmyayê bi çalakiyên pratîkî bidestxistina zanînê bû. Her ceribandinek serketî lêkolînerên ciwan kêfxweş kir. Ev ceribandinên rastîn bûn ku hewce bûn ku bêne fêm kirin û bi baldarî bêne kirin, û zarokên di laboratûara Marie Curie de neçar bûn ku di rêza nimûneyî de bin. Diviyabû zanîna teorîk jî bihata bidestxistin. Rêbaz, wekî çarenûsa şagirtên vê dibistanê, paşê zanyarên baş û berbiçav, bibandor bû.
2. Frederic Joliot (wêne Harcourt)
Wekî din, bapîrê Îrena, ku doktor e, gelek wext ji neviya bavê xwe ya sêwî re terxan kir, kêf û şahî kir û perwerdehiya wê ya zanistiya xwezayî temam kir. Di sala 1914 de, Irene ji Kolêja Sévigné ya pêşeng mezûn bû û li Sorbonne ket fakulteya matematîkê û zanistê. Ev bi destpêkirina Şerê Cîhanê yê Yekem re hevdem bû. Di sala 1916 de ew tev li diya xwe bû û bi hev re di Xaça Sor a Frensî de xizmetek radyolojîk saz kirin. Piştî şer lîsansa bilind wergirtiye. Di sala 1921 de, yekem xebata wê ya zanistî hate çap kirin. Ew ji bo destnîşankirina girseya atomê ya klorê ji mîneralên cihêreng ve girêdayî bû. Di çalakiyên xwe yên din de, ew ji nêz ve bi diya xwe re xebitî, bi radyoaktîfiyê re mijûl bû. Di teza xwe ya doktorayê de, ku di sala 1925-an de parastiye, wê li ser pariyên alfa yên ku ji polonium derdiketin lêkolîn kir.
Frederic Joliot di sala 1900 de li Parîsê ji dayik bûye (2). Ji heşt saliya xwe de li So dibistanê xwend, li dibistaneke şevînî jiya. Wê demê, wî werzîş ji xwendinê, nemaze futbolê tercîh kir. Dû re bi dorê çû du dibistanên amadeyî. Mîna Irene Curie, wî bavê xwe zû winda kir. Di sala 1919an de li École de Physique et de Chemie Industrielle de la Ville de Paris (Dibistana Fîzîkên Pîşesazî û Kîmyaya Pîşesazî ya bajarê Parîsê) îmtîhanê derbas kir. Di sala 1923an de mezûn bû. Profesorê wî, Paul Langevin, ji karîn û fezîletên Frederick fêr bû. Piştî 15 mehan ji xizmeta leşkerî, li ser fermana Langevin, ew bi alîkariya Weqfa Rockefeller bi alîkariya laboratûara kesane ya Marie Skłodowska-Curie li Enstîtuya Radium hate tayîn kirin. Li wir Irene Curie nas kir û di sala 1926 de ciwan zewicîn.
Frederick di sala 1930 de teza xwe ya doktorayê li ser elektrokîmya hêmanên radyoaktîf qedand. Demek berê, wî bala xwe dabû ser lêkolîna jina xwe, û piştî ku teza doktorayê ya Frederick parast, berê bi hev re xebitîn. Yek ji yekem serkeftinên wan ên girîng amadekirina polonium bû, ku çavkaniyek bihêz a pariyên alfa ye, yanî. navokên helyûmê.(24Ew). Wan ji pozîsyonek bêbawer dest pê kir, ji ber ku ew Marie Curie bû ku keça xwe bi beşek mezin ji polonium peyda kir. Lew Kowarsky, hevkarê wan ê paşerojê, wan weha şîrove kir: Irena "teknîsyenek hêja bû", "ew pir xweşik û bi baldarî dixebitî", "wê ji kûr fêm kir ku ew çi dike." Mêrê wê "xeyalek şêrîntir, geştir" bû. "Wan hevûdu bi temamî temam kirin û ew dizanî." Ji aliyê dîroka zanistê ve, ya herî balkêş ji bo wan du sal bûn: 1932-34.
Hema wan notron keşf kir
"Hema hema" pir girîng e. Wan ev rastiya xemgîn pir zû fêr bûn. Di sala 1930 de li Berlînê, du Alman - Walter Bothe i Hubert Becker - Lêkolîn kirin ka atomên sivik çawa tevdigerin dema ku bi pariyên alfa têne bombe kirin. Mertalê Beryllium (49Be) dema ku bi perçeyên alfa têne bombebaran kirin, tîrêjên zehf binav û enerjî têne derxistin. Li gorî ceribandinvanan, ev tîrêj divê tîrêjek elektromagnetîk a bihêz be.
Di vê qonaxê de, Irena û Frederick bi pirsgirêkê re mijûl bûn. Çavkaniya wan a pariyên alfa ya herî bi hêz bû. Wan jûreyek ewr bikar anîn da ku hilberên reaksiyonê temaşe bikin. Di dawiya Çile 1932 de, wan bi gelemperî ragihand ku ew tîrêjên gamma bûn ku protonên bi enerjiya bilind ji maddeyek ku hîdrojen tê de ye derxistin. Di destê wan de çi heye û çi diqewime hê jî fêm nekirine.. Piştî xwendinê James Chadwick (3) li Cambridge ew di cih de dest bi xebatê kir, difikirî ku ew ne tîrêjên gama ye, lê neutronên ku ji hêla Rutherford ve çend sal berê hatine pêşbînî kirin. Piştî çend ceribandinan, ew ji çavdêriya notronê bawer bû û dît ku girseya wê dişibihe ya protonê. Di 17ê Sibata 1932an de, wî notek bi sernavê "Hebûna Neutronê ya Muhtemel" pêşkêşî kovara Nature kir.
Ew bi rastî neutronek bû, her çend Chadwick bawer dikir ku notronek ji proton û elektronekê pêk tê. Tenê di sala 1934 de wî fêm kir û îspat kir ku notron perçeyek bingehîn e. Chadwick di sala 1935 de Xelata Nobelê ya Fîzîkê wergirt. Tevî ku têgihîştin ku wan keşfek girîng ji dest dane, Joliot-Curies lêkolînên xwe yên di vî warî de domandin. Wan fêm kir ku ev reaksiyonê ji bilî neutronan tîrêjên gamma jî çêdike, ji ber vê yekê wan reaksiyona nukleerî nivîsand:
, ku Ef enerjiya gama-kuantumê ye. Ceribandinên bi heman rengî bi 919F.
Dîsa bêriya vekirinê kir
Çend meh beriya vedîtina pozitronê, Joliot-Curie di nav tiştên din de, wêneyên rêçeke kevî, mîna ku elektronek be, lê li berevajiyê elektronê dizivire, hebûn. Wêneyên di jûreyek mijê de ku di qada magnetîkî de ye hatine kişandin. Li ser vê yekê, zewacê li ser elektronên ku di du aliyan de diçin, ji çavkaniyê û berbi çavkaniyê re axivîn. Bi rastî, yên ku bi rêberiya "ber bi çavkaniyê" ve girêdayî ne pozitron bûn, an elektronên erênî yên ku ji çavkaniyê dûr dikevin.
Di vê navberê de, li Dewletên Yekbûyî di dawiya havîna 1932 de, Carl David Anderson (4), kurê koçberên swêdî, tîrêjên kozmîk di odeyeke ewr de di bin bandora qada magnetîkî de lêkolîn kir. Tîrêjên kozmîk ji derve tên dinyayê. Anderson, ji bo ku ji rê û tevgera pirtikan piştrast bibe, di hundurê odê de kerpîçan di nav platek metal re derbas kirin, li wir wan hindek enerjiyê winda kir. Di 2ê Tebaxê de, wî şopek dît, ku ew bê guman wekî elektronek erênî şîrove kir.
Hêjayî gotinê ye ku Dîrac berê jî hebûna teorîk a pariyek wiha pêşbînî kiribû. Lêbelê, Anderson di lêkolînên xwe yên li ser tîrêjên kozmîk de tu prensîbên teorîkî neşopand. Di vê çarçoveyê de keşfa xwe bi tesadufî bi nav kir.
Dîsa, Joliot-Curie neçar ma ku pîşeyek bê înkar bike, lê di vî warî de lêkolînek din kir. Wan dît ku fotonên tîrêjên gamma dikarin li nêzî navokek giran winda bibin, cotek elektron-pozitron çêkin, xuya ye ku li gorî formula navdar Einstein E = mc2 û qanûna parastina enerjiyê û lezê. Dûv re, Frederick bixwe îsbat kir ku pêvajoyek windabûna cotek elektron-pozitron heye, ku du gama quantan dide. Ji bilî pozîtronên ji cotên elektron-pozitron, wan pozitronên ji reaksiyonên nukleerî jî hebûn.
5. Heftemîn Konferansa Solvay, 1933
Di rêza pêşîn de rûniştî: Irene Joliot-Curie (duyemîn ji çepê),
Maria Skłodowska-Curie (pêncemîn ji çepê), Lise Meitner (duyemîn ji rastê).
radyoaktîvîteya sûnî
Vedîtina radyoaktîvîteya çêkirî ne çalakiyek bilez bû. Di Sibata 1933 de, bi bombekirina aluminium, florîn, û paşê sodyûmê bi pariyên alfa, Joliot neutron û îzotopên nenas bi dest xist. Di Tîrmeha 1933 de, wan ragihand ku, bi tîrêjkirina aluminiumê bi pariyên alfa, wan ne tenê neutron, lê di heman demê de pozitron jî dît. Li gorî Irene û Frederick, pozitronên di vê reaksiyona nukleerî de ne di encama çêbûna cotên elektron-pozitron de çêdibin, lê diviyabû ji navika atomê bihatana.
Di 5-22 Çirî 29 de li Brukselê Heftemîn Konferansa Solvay (1933) bi navê "Avanî û Taybetmendiyên Nukleên Atomê" hat lidarxistin. 41 fîzîknas beşdarî wê bûn, di nav wan de pisporên herî navdar ên vî warî li cîhanê. Joliot encamên ceribandinên xwe ragihand û diyar kir ku tîrêjên bor û alumînyûmê bi tîrêjên alfa re neutronek bi pozitron an jî proton çêdike.. Di vê konferansê de Lisa Meitner Wê got ku di heman ceribandinên bi aluminium û florînê de, wê heman encam negirt. Di şîrovekirinê de, wê ramana zewaca ji Parîsê di derbarê xwezaya nukleerî ya eslê pozîtronan de parve nekir. Lêbelê, dema ku ew vegeriya Berlînê ji bo xebatê, wê dîsa van ceribandinan pêk anî, û di 18ê Mijdarê de, di nameyekê de ji Joliot-Curie re, wê qebûl kir ku naha, li gorî wê, pozitron bi rastî ji navokê derdikevin.
Ji bilî vê konferansê Francis Perrin, hevrê û hevalê wan ê baş ê ji Parîsê, li ser mijara pozitronan axivî. Ji ceribandinan hat zanîn ku wan spekterek domdar a pozitronan, dişibihe spektruma pariyên beta yên di rizîbûna radyoaktîf a xwezayî de, bi dest xistin. Zêdetir analîza enerjiyên pozitron û notronan Perrin gihîşt wê encamê ku divê li vir du belavok ji hev werin cuda kirin: yekem, derketina notronan, ku bi avakirina navokek nestêbar re tê, û dûv re jî derketina pozîtronan ji vê navokê.
Piştî konferansê Joliot bi qasî du mehan van ceribandinan rawestand. Û paşê, di Kanûna 1933 de, Perrin nêrîna xwe ya li ser vê mijarê weşand. Di heman demê de, di çileya pêşîn de jî Enrico Fermi teoriya rizîbûna betayê pêşniyar kir. Ev yek ji bo şîrovekirina serpêhatiyan bû bingehek teorîk. Di destpêka sala 1934 de, zewaca ji paytexta Fransa ji nû ve ceribandinên xwe kirin.
Tam di 11ê Rêbendanê de, roja Pêncşemê piştî nîvro, Frédéric Joliot pelika aluminiumê hilda û 10 hûrdeman ew bi pariyên alfa bombe kir. Ji bo cara yekem, wî ji bo tespîtkirinê jimareyek Geiger-Muller bikar anî, û ne jûreya mijê, wekî berê. Wî matmayî hişt ku gava wî jêdera pariyên alfa ji pelûyê derxist, jimartina pozîtronan nesekinî, jimarvan berdewam nîşanî wan dan, tenê hejmara wan qat bi qat kêm bû. Wî nîv-jiyana 3 deqîqe û 15 çirke diyar kir. Dûv re wî enerjiya pariyên alfa yên ku li ser pelikê dikevin kêm kir bi danîna frena serpêyî li ser riya wan. Û wê kêmtir pozitron girt, lê nîv-jiyana neguherî.
Dûv re wî bor û magnezyûm xiste ber heman ceribandinan, û di van ceribandinan de bi rêzê ve 14 hûrdem û 2,5 hûrdem nîv-jiyanê bi dest xist. Dûv re, ceribandinên weha bi hîdrojen, lîtium, karbon, beryllium, nîtrojen, oksîjen, florîn, sodyûm, kalsiyûm, nîkel û zîv re hatin kirin - lê wî fenomenek mîna aluminium, boron û magnesium nedît. Hejmera Geiger-Muller di navbera pirtikên barkirî yên erênî û neyînî de cudahiyê nake, ji ber vê yekê Frédéric Joliot jî piştrast kir ku ew bi rastî bi elektronên erênî re mijûl dibe. Aliyê teknîkî jî di vê ceribandinê de girîng bû, ango hebûna çavkaniyek bihêz a pariyên alfa û karanîna jimarvanek pariyên barkirî yên hesas, wek jimarvanek Geiger-Muller.
Wekî ku berê ji hêla cotê Joliot-Curie ve hatî ravekirin, di veguherîna navokî ya çavdêrîkirî de pozitron û neutron bi hevdemî têne berdan. Naha, li dû pêşniyarên Francis Perrin û xwendina ramanên Fermi, jin û mêran gihîştin wê encamê ku yekem reaksiyona navokî navokek nestêbar û neutronek hilberand, li dûv wê beta plus hilweşîna wê navokê nestêbar. Ji ber vê yekê ew dikarin reaksiyonên jêrîn binivîsin:
Joliots ferq kir ku îzotopên radyoaktîf ên di encamê de nîv-jiyana wan pir kurt bû ku di xwezayê de hebin. Wan encamên xwe di 15 Çile 1934 de, di gotarek bi sernavê "Cûreyek Nû ya Radyoaktîvê" de eşkere kirin. Di destpêka Sibatê de, wan di naskirina fosfor û nîtrojenê de ji du reaksiyonên yekem ên ji mîqdarên piçûk ên berhevkirî biser ket. Zû zû pêxemberiyek hebû ku bêtir îzotopên radyoaktîf dikarin di reaksiyonên bombebarana nukleerî de werin hilberandin, di heman demê de bi alîkariya proton, deuteron û notronan. Di Adarê de, Enrico Fermi behîsek kir ku reaksiyonên weha dê di demek nêzîk de bi karanîna neutronan bêne kirin. Wî zû bi xwe behîsê qezenc kir.
Irena û Frederick di sala 1935-an de ji ber "senteza hêmanên nû yên radyoaktîf" xelata Nobelê ya Kîmyayê girtin. Vê vedîtinê rê li ber hilberîna îzotopên radyoaktîf ên sûnî vekir, ku di lêkolînên bingehîn, derman û pîşesaziyê de gelek sepanên girîng û hêja dîtine.
Di dawiyê de, hêjayî gotinê ye ku fîzîknasên ji DY, Ernest Lawrence bi hevkarên ji Berkeley û lêkolînerên ji Pasadena re, ku di nav wan de Poloniyek ku li ser stajê bû Andrzej Soltan. Hejmartina nebzayan ji hêla jimarvanan ve hate dîtin, her çend bilezker berê xwe da xebitandinê. Ji vê hejmartinê hez nedikirin. Lêbelê, wan nizanibû ku ew bi diyardeyek nû ya girîng re mijûl dibin û ew bi tenê ji vedîtina radyoaktîvîteya çêkirî kêm in ...
