Людмила Мартьянова - Великие открытия и люди. 100 лауреатов Нобелевской премии XX века

В 1906 году, изучая прохождение a -частиц через вещество, открыл их рассеяние, затем установил закон рассеяния a -частиц на атомах различных элементов (формула Резерфорда). Эти эксперименты привели его к открытию в атоме плотной «сердцевины» диаметром 10—12 см с положительным зарядом и к созданию новой модели строения атома – планетарной. В 1914 году Резерфорд выдвинул идею об искусственном превращении атомных ядер, а затем первым осуществил искусственную ядерную реакцию, бомбардируя быстрыми a -частицами атомы азота и получив при этом кислород. В 1933 году совместно с М. Олифантом экспериментально доказал справедливость взаимосвязи массы и энергии в ядерных реакциях, в следующем году провел ядерную реакцию синтеза дейтрона с образованием трития.

В 1908 году Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии «за проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ». В своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук К. Б. Хассельберг указал на связь между работой, проведенной Резерфордом, и работами Дж. Дж. Томсона, Анри Беккереля, Пьера и Марии Кюри. «Открытия привели к потрясающему выводу: химический элемент… способен превращаться в другие элементы», – сказал Хассельберг.

Эрнест Резерфорд скончался 19 октября 1937 года и был похоронен в Вестминстерском аббатстве.

В числе полученных Резерфордом наград медаль Румфорда и медаль Копли Лондонского королевского общества, а также британский орден «За заслуги». В 1931 году ученому был пожалован титул пэра. Резерфорд был удостоен почетных степеней Новозеландского, Кембриджского, Висконсинского, Пенсильванского и Макгиллского университетов. Он являлся членом-корреспондентом Геттингенского королевского общества, а также членом Новозеландского философского института, Американского философского общества. Академии наук Сент-Луи, Лондонского королевского общества и Британской ассоциации содействия развитию науки.

Резерфорд был членом всех академий наук мира, в том числе АН СССР

Ирен Жолио-Кюри родилась 12 сентября 1897 года в Париже. Она была старшей из двух дочерей Пьера Кюри и Марии (Склодовской) Кюри. Мария Кюри впервые получила радий, когда Ирен был всего год. Приблизительно в это же время дед Ирен по линии отца, Эжен Кюри, переехал жить в их семью. По профессии Эжен Кюри был врачом. Он добровольно предложил свои услуги восставшим в революцию 1848 года и помогал Парижской коммуне в 1871 году. Теперь Эжен Кюри составлял компанию своей внучке, пока ее мать была занята в лаборатории. Его либеральные социалистические убеждения, так же как и присущий ему антиклерикализм, оказали глубокое влияние на формирование политических взглядов Ирен.

В возрасте 10 лет, за год до смерти отца, Ирен начала заниматься в кооперативной школе, организованной матерью и несколькими ее коллегами, которые также преподавали в этой школе. Два года спустя она поступила в коллеж Севине, окончив его накануне Первой мировой войны. Ирен продолжила свое образование в Парижском университете (Сорбонне). По окончании войны Ирен стала работать ассистентом-исследователем в Институте радия, который возглавляла ее мать, a c 1921 года начала проводить самостоятельные исследования. Ее первые опыты были связаны с изучением радиоактивного полония – элемента, открытого ее родителями более чем 20 годами ранее.

Поскольку явление радиации было связано с расщеплением атома, его изучение давало надежду пролить свет на структуру атома. Ирен Кюри изучала флуктуацию, наблюдаемую в ряде альфа-частиц, выбрасываемых, как правило, с чрезвычайно высокой скоростью во время распада атомов полония. На альфа-частицы, которые состоят из 2 протонов и 2 нейтронов и, следовательно, представляют собой ядра гелия, как на материал для изучения атомной структуры впервые указал английский физик Эрнест Резерфорд. В 1925 году за исследование этих частиц Ирен Кюри была присуждена докторская степень.

В 1926 году она вышла замуж за своего коллегу, ассистента Института радия Фредерика Жолио.

Ирен с Фредериком начали проводить совместные исследования.

Зная инженерное дело, Жолио смог сконструировать чувствительный детектор с конденсационной камерой с тем, чтобы фиксировать проникающую радиацию при облучении альфа-частицами элемента полония и приготовить образец с необычайно высокой концентрацией. С помощью этого аппарата супруги Жолио-Кюри обнаружили, что тонкая пластинка водородсодержащего вещества, расположенная между облученным бериллием или бором и детектором, увеличивает первоначальную радиацию почти вдвое. Дополнительные опыты показали, что это добавочное излучение состоит из атомов водорода, которые в результате столкновения с проникающей радиацией высвобождаются, приобретая чрезвычайно высокую скорость. Супруги Жолио-Кюри объяснили возникновение этого эффекта тем, что проникающая радиация выбивает отдельные атомы водорода, придавая им огромную скорость. Исследователи не поняли сути процесса, однако проведенные ими точные измерения привели к тому, что в 1932 году Джеймс Чедвик (Нобелевская премия по физике,1935 год) открыл нейтрон – нейтральную частицу, входящую в состав атомного ядра.

В начале 1934 года супруги Жолио-Кюри приступили к новому эксперименту. Закрыв отверстие конденсационной камеры тонкой пластинкой алюминиевой фольги, они облучали образцы бора и алюминия альфа-радиацией. Как они и ожидали, при этом действительно испускались позитроны, но, к их удивлению, эмиссия позитронов продолжалась и после того, как убирали полониевый источник.

Таким образом, Жолио-Кюри обнаружили, что некоторые из подвергаемых анализу образцов алюминия и бора превратились в новые химические элементы. Более того, эти новые элементы были радиоактивными: алюминий, поглощая два протона и два нейтрона, превращался в радиоактивный фосфор, а бор – в радиоактивный изотоп азота. Поскольку эти неустойчивые радиоактивные элементы не были похожи ни на один из естественно образующихся радиоактивных элементов, было ясно, что они созданы искусственным путем.

Само явление получило название «искусственная радиоактивность». Жолио-Кюри отмечали, что «выражения «искусственная радиоактивность» и «наведенная радиоактивность», часто применяемые для обозначения нового явления, представляют собой удобные, но недостаточно точные термины. Суть явления состоит не в том, что ядро искусственно делают радиоактивным, а в том, что это ядро превращается в другое ядро, по своей природе неустойчивое – так получают радиоэлемент».