Odkrycie promieniotwórczości

Skoro mam pisać o roli Marii w rozwoju wiedzy o promieniotwórczości należy zacząć od samego odkrycia tego zjawiska.

Laboratorium, w którym Roentgen odkrył promieniowanie X

8 listopada 1895 roku Wilhelm Conrad Roentgen w czasie prowadzania doświadczenia z promieniami katodowymi przypadkowo zauważył, że płytka pokryta tetracyjanoplatynianem(II) baru Ba[Pt(CN)₄], znajdująca się w odległości kilku metrów od miejsca wytwarzania promieni katodowych, fluoryzuje tak samo jakby padały na nią promienie katodowe. Zasięg promieni katodowych w powietrzu nie przekracza kilkudziesięciu centymetrów, dlatego obserwowany efekt nie mógł być jednak wynikiem ich działa.

Wilhelm Röntgen

W ten sposób zostały odkryte promienie X, zwane promieniami Roentgena. Źródłem promieniowania był fluoryzujący obszar bańki szklanej, w której wytwarzano promienie katodowe. Promieniowanie X jest bardzo przenikliwe i potrafi zaczerniać zapakowane klisze czy płyty fotograficzne. Henri Poincaré błędnie założył, że  fluorescencja jest źródłem promieni X. W roku 1896 Henri Becquerel w Paryżu rozpoczął badania nad koncepcją Poincarégo.

Becquerel w czasie pracy

Podczas wykonywania doświadczenia Becqurelel wykorzystywał kliszę fotograficzną szczelnie owiniętą dwoma nieprzepuszczającymi światła czarnymi arkuszami papieru. Na niej umieścił   substancję, która pobudzana światłem miała przejawiać zjawisko fluorescencji. Tą  substancją był kryształ siarczanu uranowo-potasowego K₂UO₂(SO₄)₃. Układ poddawany był następnie wielogodzinnemu naświetlaniu promieniami słonecznymi. Becquerel odkrył, że w czasie fluorescencji kryształ siarczanu emituje również promieniowanie X lub podobne do niego, które przeniknie przez czarny papier i spowoduje zaczernienie płyty fotograficznej.

Po zakończeniu doświadczenia i wywołaniu zdjęcia widoczne było wyraźne zaczernienie. Następnie nastąpiła seria doświadczeń, podczas których różne przedmioty były umieszczane pomiędzy owiniętą płytą fotograficzną, a kryształem siarczanu.

Fotokopia wywołanej przez Becquerela płyty fotograficznej

Przed opublikowaniem wyników Henri Becquerel  postanowił przeprowadzić jeszcze jedno doświadczenie, aby być pewnym, że to fluorescencja jest czynnikiem decydującym o wyniku doświadczenia. Położył płytę fotograficzną obok nieoświetlonego, a wiec nie wykazującego zjawiska fluorescencji kryształka siarczanu. Tym razem również wywołana płyta wykazywała wyraźne zaczernienie. Okazało się, że to nie fluorescencja, ale sam badany związek odpowiedzialny jest za powstanie dziwnego promieniowania, które przenikając przez papier powoduje zaczernienie płyty.  Zjawisko to, nazwane promieniotwórczością, poruszyło świat naukowy. 

Nowe promienie Becquerel nazwał promieniami uranowymi.

Maria i Piotr w laboratorium

Ilościowe badania nad promieniotwórczością prowadzili jako pierwsi małżonkowie Curie. Ustalili, że promieniotwórczość jest cechą atomową, niezależną od czynników zewnętrznych. Odkryli promieniotwórczości toru oraz wykazali że promieniowanie rudy uranu jest silniejsze niż wynikające z zawartości w niej uranu. W konsekwencji pozwoliło na postawienie hipotezy, że ruda uranowa zawiera jako domieszki nieznane pierwiastki promieniotwórcze, promieniujące silniej niż uran. W 1898 roku Maria Curie zidentyfikowała je nazwała je polon (Po) i rad (Ra).

 Badania nad promieniami odkrytymi przez Becquerela zajmowali się także inni uczeni.  Ernest Rutherford odkrył, że promieniowanie składa się z co najmniej dwóch różnych rodzajów promieni. Jeden z nich był stosunkowo słabo przenikliwy, zatrzymywała go nawet kartka papieru zaś promienie drugiego rodzaju potrafiły pokonywać nawet metalowe folie. Pierwszy został nazwany promieniowaniem alfa - był to strumień jader helu (cząstek α). Drugi rodzaj promieniowania - promieniowanie β był strumieniem elektronów. Kilka lat później francuski uczony Paul Villard odkrył, że promieniowaniu α i β towarzyszy jeszcze trzeci rodzaj promieniowania pozbawionego ładunku elektrycznego, które E. Rutherford nazwał promieniowaniem γ.

Przechodzenie promieniowania przez materię

  Źródła:

• http://neutrino.fuw.edu.pl/odkrywanie_neutrin/historia/promieniowanie
• http://open.agh.edu.pl/mod/resource/view.php?id=483
•  Wikipedia - hasła: Maria Skłodowska - Curie, promieniowanie, radioaktywność