Открытие радиоактивности

11.09.2012

Термин «радиология» впервые появился в медицине в связи с использованием ионизирующих излучений для диагностики и лечении различных заболеваний. Сейчас медицинский аспект данного термина сохранился в большинстве отечественных и зарубежных энциклопедий и толковых словарей, где радиология трактуется как раздел медицины. Также термин «радиология» прочно вошел в названия научно-исследовательских учреждений, лабораторий и кафедр стран СНГ не только медицинского профиля. Таким образом, в настоящее время под радиологией понимается комплексная наука об излучениях и их источниках, а также о воздействии ионизирующих излучений на объекты живой и неживой природы, т. е. радиология - наука синтетическая, объединяющая разные области знаний, в том числе радиационную физику, радиохимию, радиобиологию, радиоэкологию, радиометрию, дозиметрию, ядерную медицину и т. д.
В ходе развития сельскохозяйственной радиологии наметились, а затем и обособились, два основных направления:
1) биологическое - радиационная биология, изучающая Действие ионизирующих и не ионизирующих излучений на биологические объекты с последующим созданием и внедрением радиационных технологий в сельскохозяйственное производство;
2) экологическое - радиоэкология, предметом изучения которой является поведение и миграция радионуклидов по компонентам природных и агроэкосистем; результаты данных исследований используются для разработки мероприятий, направленных на снижение поступления радионуклидов в сельскохозяйственную и иную (например, лесную) продукцию.
Становление радиологии, как общей, так и сельскохозяйственной, с конца XIX в. основывалось на открытиях и достижениях в области ядерной и атомной физики.
Открытию радиоактивности предшествовали работы немецкого физика Вильгельма Конрада Рентгена. Осенью 1895 г., наблюдая флуоресценцию, возникающую при работе катодолучевой трубки, он открыл новый вид излучения, которое обладало большой проникающей способностью и могло вызвать свечение некоторых веществ (Рентген назвал проникающие лучи Х-лучами, позднее такое излучение стали называть рентгеновским). Данное открытие привлекло внимание физиков, которых заинтересовало, не испускают ли флуоресцирующие вещества под воздействием солнечного света лучи, подобные рентгеновским.

В 1896 г. французский физик Антуан Анри Беккерель, проверяя гинотезуофлуоресцентной природе рентгеновского излучения, обнаружил испускаемые кристаллами двойного сульфата уранила и калия невидимые лучи с высокой проникающей способностью, эмиссия которых не зависела от предварительного действия солнечного света на фосфоресцирующее вещество. Эти лучи вызывали почернение фотопластинки.
Беккерель назвал их радиоактивными. Вскоре он выяснил, что свойством лучей с пускания в исследуемой соли обладает только уран (U) - самый тяжелый из известных на то время химических элементов, и это свойство не зависит от того, с какими элементами уран связан.
Через два года, в 1898 г., французские ученые Пьер Кюри в Мария Склодовская-Кюри выделили из урансодержащего минерала два новых элемента - полоний и радий, активность которых оказалась гораздо больше активности урана.
После многочисленных опытов и более 10 тыс. химических операций супруги Кюри наработали радий в сравнительно больших (100 мг) количествах. Ими также была обнаружена (независимо от немецкого физика Г. Шмидта) радиоактивность тория (1898 г.). Ученые пришли к выводу, что радиоактивность - это самопроизвольный процесс, происходящий в атомах радиоактивных элементов. Сам термин «радиоактивность» предложила Мария Склодовская-Кюри в том же 1898 г.
Позже было выявлено, что уран испускает различные виды лучей. В 1899 г. Э. Резерфорд, анализируя проникающую способность излучения урана, обнаружил неоднородность излучения и выделил две его составляющие - α-компоненту (менее проникающую) и β-компоненту (более проникающую), представленные соответственно α- и β-частицами.

Однако в 1900 г. П. Виллардом была открыта третья, наиболее проникающая составляющая урановой радиации, названная по аналогии с резерфордовским рядом γ-излучением.
В 1934 г. супругами Ирен и Фредериком Жолио-Кюри, вторым поколением знаменитой семьи, была открыта искусственная радиоактивность. В результате опытов было установлено, что при ядерных реакциях (например, при облучении различных элементов α-частицами или нейтронами) и в цепочках последующих радиоактивных превращений возможно образование новых радиоактивных изотопов, ранее не существовавших в природе. Изучение естественной и искусственной радиоактивности привело в дальнейшем к открытиям, объясняющим строение материи и Вселенной.
В конце 1930-х гг. было выявлено, что некоторые тяжелые ядра (например, урана) могут расщепляться, причем данный процесс всегда сопровождается выделением беспрецедентно большого количества энергии. В разработке теоретических вопросов ядерного деления приняли активное участие советские физики: Я.И. Френкель. Я.Б. Зельдович. Ю.Б. Харитон, К.А. Петржак, Г.Н. Флеров и др. Результаты исследований данной области позднее применялись как для создания ядерного оружия, так и для развития атомной энергетики.
Благодаря овладению ядерной энергией и обнаружению способности химических элементов к самопроизвольным превращениям, открылись новые перспективы в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве, военной области, медицине и других сферах человеческой деятельности.
Однако использование радионуклидов и ионизирующих излучений может приносить человечеству не только пользу, но и вред. Так, еще в 1935 г. физик Ф. Жолио-Кюри в лекции, произнесенной им при получении Нобелевской премии, предупреждал о большой опасности ядерной энергии. Несколько позже данные опасения были подтверждены: так, например, попытки создания эффективного оружия и получения дешевой электроэнергии нередко заканчивались трагическими последствиями - гибелью людей и долгосрочным радионуклидным загрязнением окружающей среды.