Kako je Anri Bekerel otkrio radioaktivne zrake?
Pojava da X-zraci izazivaju fluorescenciju navela je (1896. godine) fizičara Anri
Bekerela na ideju da ispita da li materije koje jako fosforesciraju i fluoresciraju,
same po sebi emituju X-zrake. Ovu zavisnost Bekerel je hteo da ispita na uranovim
rudama, za koje je tvrdio da stalno u mraku fluoresciraju. Sa ispitivanjima je počeo
jednog oblačnog dana. Ovaj francuski naučnik je bio mrzovoljan jer nije mogao da
obavi željeni eksperiment. Narednih dana bilo je sunca u izobilju i on je obavio
čitavu seriju eksperimenata. Iz laboratorije svoga oca uzeo je sudić sa jednom
supstancom koja jako fluorescira kada se izloži sunčevoj svetlosti. On bi jednu
fotografsku ploču dobro umotao u crnu neprovidnu hartiju sprečavajući da sunčevi
zraci neposredno dopru do nje, pa je ovako izlagao dejstvu sunčeve svetlosti.
Hartija je dobro štitila fotografsku ploču i posle razvijanja nikakvi crni tragovi na
njoj se nisu mogli konstatovati. Međutim kada je u toku izlaganja ploče na njoj
stajala bočica sa uranovom soli, fotografska ploča je pokazivala zacrnjenje tačno na
onom mestu gde se bočica nalazila. Time je zaključio da uranova so fluorescira pod
dejstvom svetlosti. Već se unapred radovao pri pomisli kako će narednoj sednici
Akademije nauka moći saopštiti rezultate o čudnovatim prodornim zracima. Bio je i
mrzovoljan jer je hteo da eksperiment proveri poslednji put, a sunca kao za pakost
nije bilo. Ne samo toga dana, nego ni sledećih dana sunce se nije pojavljivalo. Kišni
oblaci su prekrivali nebo i fotografska ploča je, dobro umotana u crnu hartiju, ležala
u fioci pisaćeg stola. Na njoj je spokojno počivala bočica sa uranovom soli. Nakon
nekoliko dana sunce se pojavilo, Bekerel je otišao u laboratoriju, izvadio ploču iz
mračnog pisaćeg stola i iznenadio se: na razvijenoj ploči spazio je mrlju, crnju i
veću nego ikad ranije. Pade mu odjedanput na pamet da uranova so šalje ove
prodorne zrake i onda kada nema fluorescencije i kada nije izložena sunčevoj
svetlosti. Da bi se uverio u novo otkriće ponovio je još jedanput isti postupak.
Ponovo je zapazio crne mrlje tačno na mestima na kojima su stajale bočice, a
zacrnjenje je bilo srazmerno količini uranove soli. Zaključak je bio jasan: u prirodi
postoje supstance koje
odašilju
iz sebe prodorne zrake. Tako su bili otkriveni prvi
radioaktivni (Bekerelovi) zraci, a za ovo otkriće Bekerel je dobio Nobelovu
nagradu. O razornoj moći radioaktivnih zračenja i merama predostrožnosti koje
zahteva rad sa radioaktivnim supstancijama - betonski ili olovni zakloni štite one
koji rade sa većim količinama radioaktivnih supstanci. Za rad sa manjim
količinama nije potrebna neka specijalna radna tehnika, dovoljne su uobičajne
preventivne mere. Nesreće u atomskim fabrikama su daleko ređe nego u drugim
tvornicama
, govore statistički podaci. Ovo nam potvrđuje staru istinu da se
radioaktivnog zračenja ne treba plašiti, nego ga samo treba poštovati.
Još prvi radiohemičari uočili su razornu moć radioaktivnog zračenja. Nevolja je
u tome što su naša čula neosetljiva za radioaktivne zrake (ne možemo ih videti,
osetiti po mirisu itd) i što se vidljivi znaci dejstva javljaju tek posle izvesnog
vremena.Teško je reći koja je vrsta zračenja najopasnija. Alfa-zraci imaju svakako
najveću razornu moć, ali je njihov domet mali. Otuda su supstance koje izračuju
alfa-čestice naročito opasne ako se unose u organizam. Gama-zraci imaju manje
snažnu razornu moć, ali kako je njihov domet znatno veći opasne su i kada nisu
unesene u organizam.
Osnovne mere se sastoje u tome da kada radimo sa malim količinama
radioaktivnih supstanci imamo gumene rukavice kako bi zaštitili ruke. Treba voditi
računa da takve supstance ne dospeju u naše telo.Kada se radi sa supstancama čije
su količine zračenja smrtonosne, zakloni načinjeni od betona ili olova igraju važnu
ulogu. Olovo je naročito efikasan materijal za zaklone od prodornih gama-zraka, ali
je beton jeftiniji. Rad se može obavljati u laboratorijama za visoki akvititet ili u
atomskim fabrikama, ili pomoću metalnih kutija sa rukavicama. Interesantno je
svakako pomenuti da ovakav rad, ako je dobro pripremljen i ako se pažljivo obavlja
sa svim mjerama, nije ništa više opasan nego bilo koji drugi posao.
Veštačka radioaktivnost
Kod prirodne radioaktivnosti imamo primer spontane transmutacije jednog
elementa u neki drugi. Odmah se postavilo pitanje da li se može i na koji način
ostvariti veštačkim putem transmutacija (preobražaj) nekog elementa. Radeford je
uspeo da prvi u istoriji ostvari jednu takvu promenu. On je ispitivao zavisnost
dometa alfa-čestica od pritiska i od vrste gasa. Supružnici Kiri prvi su 1934. godine
pomoću nuklearnih reakcija dobili veštačke radioaktivne elemente. To su izotopi
nekih elemenata kojih gotovo nema u prirodi jer im je vreme poluraspada vrlo
kratko te brzo prelaze u stabilna jezgra. Veštački radioaktivni elementi imaju
primenu u medicini (radioaktivni jod), poljoprivredi, šumarstvu, prehrambenoj
industriji i uopšte u nauci i tehnici.
U fizici nuklearna fuzija je proces tokom kojeg se više atomskih jezgara
udružuju zajedno da bi formirali jedno teže jezgro. Ovaj proces prati oslobađanje ili
apsorpcija energije zavisno od mase jezgara koja su u njega uključena. Jezgra
gvožđa i nikla imaju najveću energiju veze po nukleonu i prema tome su
blizu drugog, oseti se uticaj jakih nuklearnih sila, koje mogu da nadjačaju ove
elektrostatičke sile i izazovu sjedinjavanje jezgara.
Reakcije fuzije se odvijaju već milijardama godina u svemiru. U stvari, reakcije
fuzije su izvori energije većine zvezda, pa tako i našeg Sunca. Naučnici su uspeli da
proizvedu reakciju fuzije na Zemlji tek u poslednjih šezdesetak godina. U početku,
su se radila istraživanja malih razmera, u kojima se reakcija fuzije retko dešavala.
Međutim, ovi prvi eksperimenti su kasnije doveli do razvoja termonuklearne fuzije
(hidrogenska ili termonuklearna bomba).
Fuzija je proces koji se dešava na zvezdama, kao što je Sunce. Kad god osetimo
toplotu Sunca ili vidimo njegovu svetlost, mi ustvari, posmatramo proizvod fuzije.
Svi znamo da sav život na Zemlji postoji upravo zato što se pomoću Sunčeve
svetlosti proizvodi hrana i greje Zemlja. Prema tome, može se reći da je fuzija
osnova našeg života.
Kada se formira zvezda, ona se u početku sastoji iz vodonika i helijuma koji se
stvaraju u procesu koji se naziva „Big Bang", proces kojim je stvoren naš kosmos.
Vodonikovi izotopi se sudaraju i spajaju u helijumova jezgra. Kasnije, helijumova
jezgra se sudaraju i formiraju teže elemente. Fuzija je nuklearna reakcija u kojoj se
jezgra kombinuju da bi se stvorila teža jezgra, (željezo) odnosno jezgra sa većom
atomskom masom. To je osnovna reakcija koja pokreće Sunce. Ove reakcije se
odvijaju sve dok se ne stvori jezgro sa najvećom količinom vezane energije. Kada
jezgro dostigne masu 60, više se ne odvija fuzija na zvezdi, jer je jezgro energetski
nepovoljno za proizvodnju jezgra veće mase. Onda kada se većina jezgra neke
zvezde pretvori u željezo, ona se približava kraju svog života. Neke zvezde se
skupljaju sve dok ne postanu žar koji se hladi sačinjen od željeza. Međutim, ako je
zvezda dovoljno masivna, može da dođe do vrlo jake, blistave reakcije. Zvezda će
se iznenada raširiti i proizvesti, za veoma kratko vreme, više energije nego što naše
Sunce proizvede za vrijeme svog života. Kada se ovo desi, kažemo da je zvezda
Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.
