Биография атома

Корякин Юрий Иванович

Жолио-Кюри, это излучение действует на атомы алюминия так, что они сами становятся радиоактивными. Но только на несколько минут, а не на тысячи лет, как атомы радия, урана, тория, полония и других естественных радиоактивных элементов.

Раз альфа-лучи полностью поглощались алюминиевой пластинкой, значит, только они и «ответственны» за радиоактивность алюминия. Это ясно. Но каков механизм возникновения радиоактивности? И супруги Жолио-Кюри делают смелое предположение: при захвате альфа-частиц ядрами алюминия происходит ядерная реакция, в результате которой эти ядра сами делаются способными испускать радиоактивное излучение. Но раз ядро поглотило альфа- частицу, то оно уже не является ядром атома алюминия, а становится ядром другого элемента—фосфора.

Но

это надо доказать. И супруги Кюри идут к химикам. Они просят рекомендовать им такой способ обнаружения фосфора в веществе, чтобы его присутствие можно было обнаружить в течение нескольких минут. Ведь радиоактивность пропадает очень быстро. Но химики только разводили руками — способа такого молниеносного анализа они не знают. Вот если в течение нескольких часов, то пожалуйста!

Ничего не оставалось делать, как самим превратиться на время в химиков и разработать такой способ. Прошло немного времени, и такой способ Фредерик и Ирен Жолио- Кюри разработали. Они научились менее чем за три минуты определять присутствие фосфора и доказали, что радиоактивные ядра, возникающие в алюминии, действительно являются ядрами атомов фосфора.

Но супруги Жолио-Кюри шли еще дальше. Они доказали, что под действием альфа-частиц из ядер атомов алюминия образуются не встречающиеся в природе ядра атомов фосфора— новый, радиоактивный изотоп фосфора. Так впервые появился хорошо известный нам термин — радиоактивный изотоп.

Количество искусственно полученных радиоактивных атомов фосфора в результате радиоактивного распада уменьшалось вдвое примерно через каждые три минуты: излучение довольно быстро прекращалось.

Сделанное открытие чрезвычайно заинтересовало Фредерика и Ирен Жолио-Кюри. Они решили выяснить: а нельзя ли создать радиоактивные изотопы других элементов? Попробовали облучать альфа-частицами и нейтронами другие элементы и получили новые искусственные элементы. Стало ясно, что радиоактивные изотопы элементов, никогда не существовавшие в природе, могут быть созданы руками человека.

И супруги Жолио-Кюри записали в своем докладе представленном 15 января 1934 г. во Французскую академию наук: «Впервые и окончательно была установлена возможность создать вызванную внешней причиной радиоактивность определенных атомных ядер, которая сохранялась в течение измеримого времени и после устранения возбудившей ее причины».

Изотопный ассортимент

Уже через год после открытия искусственной радиоактивности учеными было получено более пятидесяти радиоактивных изотопов. Их стали получать главным образом путем облучения различных веществ нейтронами. Ведь для этой цели нейтроны более эффективны, так как они свободно проникают в глубь ядер.

Радиоактивные изотопы стали широко использоваться учеными для исследований по ядерной физике. По желанию можно было получить изотопы, испускающие различные виды излучений: нейтроны, альфа-, бета- и гамма-излучение,— причем любой интенсивности и с различными энергиями испускаемых частиц.

Количество радиоактивных изотопов, получаемых учеными, становилось все больше и больше. Были получены радиоактивные изотопы для разных целей и с самыми разнообразными свойствами. В настоящее время количество их достигает нескольких сотен. Настоящий изотопный ассортимент!

Это открытие принесло Фредерику и Ирен Жолио- Кюри мировую славу. Они были награждены орденами Почетного легиона, почетными премиями Французской академии наук и, наконец, в 1935 г.—Нобелевской премией.

Замечательное открытие искусственной радиоактивности привело к широкому использованию радиоактивных изотопов в науке и технике. Сейчас можно уже говорить о существовании целой изотопной промышленности, т. е. промышленности, занимающейся производством изотопов для самых разнообразных целей.

Эти изотопы и продаются в магазине на Ленинском проспекте в Москве — столице страны, которая широко использует замечательное открытие Фредерика и Ирен Жолио-Кюри для

благо человека.

Но как и для чего используются радиоактивные изотопы?

Невидимки-помощники

Если бы пришлось рассказывать о всех сторонах применения радиоактивных изотопов, то описание этого составило бы несколько толстых томов. В настоящее время, пожалуй, нет ни одной отрасли науки и техники, в которой не использовались бы радиоактивные изотопы. Они широко применяются в металлургии, машиностроении, приборостроении, медицине, сельском хозяйстве, биологии, химии, геологии и многих, многих других отраслях знаний благодаря основному своему свойству — радиоактивности. Атомы радиоактивных изотопов — это невидимые радиостанции, которые все время посылают сигналы о своем местонахождении. Эти сигналы — альфа-, бета- и гамма-лучи и нейтроны, испускаемые радиоактивными атомами,— фиксируются специальными приборами — дозиметрами или счетчиками частиц. Этими приборами и обнаруживают местонахождение радиоактивных атомов.

И это очень удобно. Понадобилось, например, металлургам узнать, как быстро изнашиваются стенки домны. Делают очень просто. В стене домны закладывают немного радиоактивного вещества. После того как домна начала работать, пробы металла из каждой плавки проверяют на радиоактивность. Присутствие радиоактивных атомов в чугуне служит признаком износа стен домны. Удобно, не правда ли? И совсем не нужно прерывать работу печи, лезть в нее для проверки состояния стен домны. Это можно знать, находясь в лаборатории.

Или в медицине. Понадобилось, например, узнать, как распределяется какое-либо лекарство в организме человека. В состав этого лекарства, допустим, входит фосфор. Тогда для приготовления лекарства используют фосфор, содержащий немного радиоактивных атомов (радиоактивный изотоп фосфора). Приложив счетчик к разным участкам тела человека, принявшего такое лекарство, можно точно узнать, где оно задержалось. Или в сельском хозяйстве. Нужно, например, узнать, хорошо ли усваивается удобрение растением. В удобрение добавляют немного радиоактивных атомов и затем поливают растение раствором этого удобрения. Если через некоторое время это растение сорвать и приложить к фотобумаге, а фотобумагу затем проявить то по степени почернения ее можно судить, как распределились радиоактивные атомы удобрения в растении. А вот еще пример. Газовая магистраль, проходящая под улицами города, дала трещину. Газ теряется, но где место повреждения — неизвестно. Можно, конечно, вырыть траншею вдоль трубы и найти место повреждения. Но это дорого и долго. Вместо этого в газ, проходящий по трубе, добавляют газ с радиоактивными атомами. А затем со счетчиком радиоактивного излучения идут вдоль места расположения трубы. В том месте, где газ просачивается через землю, счетчик сразу дает показание. Место повреждения трубы определяется очень точно, и отрывать газовую магистраль нужно только в одном месте. Быстро, удобно и дешево.

Подобных примеров можно привести тысячи. Такой способ использования радиоактивных изотопов называется методом «меченых» атомов. Атомы «метят», делая их радиоактивными, а затем определяют их местонахождение, которое характеризует ход того или иного исследуемого процесса.

Кроме метода меченых атомов, применяются другие многочисленные методы использования радиоактивных изотопов. Особенно широко они применяются в медицине для так называемой лучевой терапии. Этот термин пришел на смену известному нам термину — кюритерапия. При кюритерапии лечение больных производилось при помощи излучения радия, а в лучевой терапии — при помощи излучения искусственно созданных радиоактивных изотопов. При том широком применении лучевой терапии, как, сейчас, потребовалось бы огромное количество радия. Тех нескольких килограммов радия, которые имеются сейчас во всем мире, конечно, не хватило бы для многочисленных современных лечебных установок. А искусственных радиоактивных веществ можно создать сколько угодно. И стоят они во много раз меньше радия.