Вилен Барабой - Ядерные излучения и жизнь

В первых рентгеновских трубках не было анода, и рентгеновские лучи возникали в том месте стеклянной стенки трубки, на которое попадал поток электронов; оно ярко флуоресцировало. Это навело Пуанкаре на мысль, что флуоресценция, независимо от ее происхождения, всегда сопровождается испусканием рентгеновских лучей. Проверить такое предположение, как мы теперь знаем, неправильное, взялся А. Беккерель, занимавшийся подобно своему отцу изучением явления флуоресценции.

Первоначально эксперименты как будто бы подтвердили предположение Пуанкаре. И уже через месяц, 24 февраля 1896 г. на очередном заседании Академии наук Беккерель сделал сообщение об открытии им нового проникающего излучения, вызванного действием света. Продолжая свои опыты, вдумчивый и внимательный экспериментатор Беккерель вскоре понял ошибочность своих выводов. Обнаруженное им излучение вовсе не являлось результатом флуоресценции использованной им в опытах соли урана и в этом отношении проведенные опыты были неудачными. Но, как говорят ученые, открытие часто начинается там, где кончается неудачный эксперимент. Так было и в данном случае. Вскоре Беккерель сообщил на заседании Академии наук, что наблюдавшиеся им лучи, проникавшие подобно рентгеновским лучам через непрозрачные для света предметы и вызывавшие почернение фотопластинки, спонтанно, без всякого вмешательства извне, излучаются некоторыми веществами. Так как было установлено, что новые лучи присущи веществам, в состав которых входит уран, вновь открытые лучи Беккерель назвал урановыми.

Таким образом, человечество узнало о веществах, самопроизвольно испускающих лучи, по своим свойствам похожие на рентгеновские. Как мы уже говорили раньше, открытие Беккереля в противоположность открытию Рентгена прошло не замеченным ученым миром. Выступая с отчетом о деятельности Академии в 1896 г., ее президент Корню много внимания уделил работам Рентгена и только мимоходом упомянул об открытии Беккереля. Характерно, что в 1896 г. только по вопросу применения рентгеновских лучей в медицине было опубликовано 49 книг и более 1000 журнальных статей. Никто из физиков первое время серьезно не занимался изучением лучей, открытых Беккерелем.

Дальнейшая история новооткрытых лучей тесно связана с именами молодого польского физика Марии Складовской, приехавшей в Париж для завершения своего образования, и ее мужа - французского физика Пьера Кюри. Супругам Кюри наука обязана тщательным всесторонним изучением вновь открытого явления, которое, по предложению Марии Кюри-Складовской, было названо радиоактивностью.

Много лет упорно работали супруги Кюри. После смерти Пьера Кюри (1906 г.) Мария Кюри сама успешно изучала природу радиоактивности и свойства радиоактивных веществ.

Почти без средств, не имея оборудованной лаборатории, ученые работали в сарае, где зимой температура часто опускалась ниже 5 - 6°. Они провели здесь большое количество выдающихся исследований и обогатили науку рядом крупных открытий.

В июле 1896 г. они открыли новый элемент, испускавший радиоактивные лучи, подобно урану. В честь родины Марии Кюри он получил название полоний и занял пустовавшее до того времени 86-е место в периодической таблице элементов Менделеева. Конец 1896 г. ознаменовался открытием еще одного элемента, названного радием. Излучение нового элемента по своей интенсивности в миллион раз превышало интенсивность излучения урана и других известных радиоактивных элементов. Этот элемент разместился в 88-й клетке периодической системы элементов. По словам французского физика Ж. Перрена, открытие и получение чистого радия явились фундаментом, на котором выросла вся наука о радиоактивности.

Работы Кюри привлекли к явлению радиоактивности внимание ученых всего мира, в том числе таких выдающихся, как Э. Резерфорд, Ф. Содди и К. Фаянс. Количество работ в этой области стало быстро возрастать.

Огромное значение работ М. Кюри дважды отмечалось Нобелевскими премиями по физике. Она состояла членом большого числа заграничных академий наук (в том числе - почетным членом Академии наук СССР) и в 1922 г. явилась первой женщиной Франции, избранной в одну из ее академий (Парижскую академию медицинских наук) [2] В 1903 г. Нобелевская премия была присуждена Пьеру и Марии Кюри и А. Беккерелю за работы в области радиоактивности. Вторично Нобелевскую премию М. Кюри получила в 1911 г. за выделение радия в чистом виде. .

После радия было открыто еще несколько радиоактивных элементов и, в частности, установлено, что все элементы с атомными номерами от 84 до 92 радиоактивны.

Одним из первых ученых, оценивших всю важность открытия радиоактивности, был русский ученый академик В. И. Вернадский. Блестящим примером научного предвидения являются слова, написанные им в 1911 г.:

"Мы подходим к великому перевороту в жизни человечества, с которым не может сравниться все, когда-либо им пережитое. Недалеко то время, когда человек получит в свои руки атомную энергию - такой источник силы, который позволит ему строить свою жизнь так, как он захочет. Это может случиться через столетие, но ясно, что это обязательно случится. Сможет ли человек воспользоваться этой силой, направив ее на добро, а не на самоуничтожение?" [3] В. И. Вернадский. Статьи и речи. Пг., 1922 г. .

К первой половине 30-х годов нашего столетия уже был собран огромный материал, характеризующий радиоактивность различных элементов земной коры. Имелись данные о радиоактивности атмосферного воздуха, воды в океанах, морях, озерах и реках. Стало известно свойство растений и животных накапливать в себе радиоактивные вещества. Наконец, было обнаружено, что и сам человек радиоактивен. Присутствие радиоактивных элементов в метеоритах свидетельствовало о том, что явление радиоактивности не ограничивается нашей планетой, а встречается и в иных образованиях Вселенной.

Человек убедился окончательно, что со всех сторон его окружают радиоактивные элементы и излучения, что он живет в радиоактивном мире.

Сразу же после открытия радиоактивности перед наукой встал ряд новых вопросов: что собой представляют открытые лучи, каковы их природа и свойства, насколько широко радиоактивные вещества распространены в природе, какое действие они оказывают на человека и окружающую природу. Понадобилось, однако, несколько десятков лет, чтобы получить ответ на поставленные вопросы.

Удивительно то, что оказались неудачными все попытки ученых хоть в какой-либо степени повлиять на радиоактивность: хотя бы незначительно изменить интенсивность излучения радиоактивных веществ. Оказались бессильными и нагрев до максимальных температур и охлаждение до сверхнизких температур, и огромные давления, достигнутые техникой того времени, и помещение радиоактивных веществ в вакуум, и, наконец, действие любых химических реактивов. Вместе с тем было замечено, что интенсивность излучения любого радиоактивного, вещества самопроизвольно уменьшается со временем по определенному закону. Для каждого радиоактивного вещества характерен период полураспада, т. е. время, в течение которого интенсивность излучения уменьшается вдвое. Период полураспада радия составляет 1620 лет, полония-138 дней, урана - 4,5 млрд. лет и т. д.