الإشعاع النووي – اكتشاف ظاهرة الإشعاع النووي والمواد المشعة

أكتشاف ظاهرة الإشعاع النووي والمواد المشعة

(1) راذرفورد 

– بعد أن قدم راذرفورد تجربته الشهيرة لدراسة تأثير دقائق ألفا على صفائح المعادن.

– كان من أهم الاستنتاجات التي وضعها هي: أن الجسيمات موجبة الشحنة تتجمع في جزء صغير من الذرة وهو النواة، وفيها أيضا تتجمع كتلة الذرة أي أن تجربته وضعت التصور الأول للنموذج النووي لتركيب الذرة

– حيث كانت هذه التجربة خطوة مهمة في تطوير هذا العلم.

(2) هنري بيكريل

– اكتشف العالم الفرنسي هنري بيكريل H. Becquerel عام 1895م أن أملاح اليورانيوم تبعث إشعاعات تؤثر على الألواح الفوتوغرافية المغلفة.

– قد ظن في البداية أنها هي نفسها الإشعاعات التي اكتشفها العالم الألماني روتنجن Rotingen والتي سميت الأشعة السينية x-rays .

– لكنه لاحظ أن الإشعاعات التي تنطلق من أملاح اليورانيوم ذات قدرة عالية على الاختراق ( تفوق قدرة الأشعة السينية).

– أن هذه الظاهرة تحدث تلقائياً دون وجود مثير أو مستحث (مؤثر) خارجي مثل: (ضوء الشمس مثلاً).

– كما أكد أن إشعاعات مشابهة تصدر من جميع أملاح اليورانيوم بغض النظر عن التركيب الكيميائي للملح. وأن مركبات الثوريوم تعطي ظاهرة مشابهة.

(3) الزوجان بيير وماري كوري 

– وفي عام 1889م بدأ الزوجان بيير وماري كوري Pierre and Marie Curie أبحاثهما في هذا المجال. والتي مبنية على أساس ملاحظة أن بعض الخامات الطبيعية لليورانيوم ( مثل البتشبلند) لها خواص إشعاعية أقوى من اليورانيوم النقي نفسه.

– وقد استنتجا من هذه الحقيقة أن هذه الخامات ربما تحتوي على عناصر أخرى غير اليورانيوم لها خاصية الإشعاع.

– حيث عملا جهود مضنية لاستخلاص الكميات الضئيلة الموجودة في خام البتشبلند من عنصري البولونيوم Po₈₄ والراديوم Ra_88. وهما عنصران ذوي قدرة كبيرة على الإشعاع تفوق قدرة اليورانيوم.

– ومن هنا كانت الخاصية إشعاعية القوية للبتشبلند وهي خامة سوداء اللون تحتوي على أكسيد اليورانيوم U₃O₈ بنسبة 75%.

– وكان من أهم أعمال ماري كوري فصلها لمقدار 100 ملليجرام من كلوريد الراديوم بصورة نقية (حسب أحدث ما توصلت إليه القياسات الطيفية في ذلك الوقت). وعينت الوزن الذري له بقيمة 226.5 ( بفارق 0.2 عن القيمة المعينة في الوقت الحاضر).

– كما استطاعت أن تحضر أول عينة نقية من فلز الراديوم من التحليل الكهربي لمصهور ملحه.

(4) راذرفورد

– وفي الأعوام التي تلت عام 1909م، قدم راذرفورد Rutherford E مساهمات مهمة في هذا المجال حين استخدم الطرق الطيفية لتعيين طبيعة الجسيمات ألفا.

– وأكد أنها عبارة عن أنبوبة الهيليوم وأن جسيمات بيتا تتصرف على نحو مماثل لجسيمات أشعة المهبط التي عرفها طومسون Tohmson بأنها عبارة عن إلكترونات أو جسيمات تحمل شحنة سالبة في الذرات ، والتي تتشابه في طبيعتها في جميع الذرات.

(5) فاجان وسودي

– وبين العامين 1911م و 1913م قدم العلمان فاجان وسودي K.Fajan and F. Soody أوراقهما البحثية الخاصة بدراسة عمليات الانحلال الإشعاعي (الإشعاع النووي) لعنصري اليورانيوم والثوريوم.

– حيث أوضحا فيها أن عملية الانحلال تتضمن تحولاً في النواة يؤدي إلى تكوين عنصر جديد من العنصر المنحل.

– وأن الانحلال بفقد جسيمات ألفا يؤدي إلى تناقص في العدد الذري بمقدار وحدتين، بينما يؤدي انحلال بيتا إلى زيادة في العدد الذري بمقدار وحدة واحدة.

(6) العالم جيمس شادويك

– وقد شهد العام 1932م حدثاً مهماً تمثل في اكتشاف جادويك J. Chadwick لوجود النيوترون الذي انطلق من نواة البريليوم بعد قذفها بجسيمات ألفا ذات الطاقة العالية جداً

– وكان لاكتشاف النيترون دور هام في تطوير إمكانيات إجراء تفاعلات نووية عديدة، لأنه جسيم غير مشحون وهو قادر على اختراق النواة دون الحاجة لإكسابه طاقة عالية.

– وقد ساهمت هذه التفاعلات النووية والإشعاع النووي في فهم الكثير عن طبيعة التركيب النووي.

(7) أيرين كيوري

– وفي العام 1934م أوضحت أيرين كيوري (إبنة بيير وماري كيوري) من خلال عملها المشترك مع زوجها فريدريك كيوري I. and F. J. Curie أن قذف البورون والألومنيوم بأشعة ألفا سوف يؤدي إلى ظهور خواص إشعاعية لهما.

– وكان هذا كشفا هاما لإمكانية تحويل النواة لتصبح مشعة بشكل صناعي كما نتج عن تجاربهما اكتشاف جسيم البوزترون positron وهو جسيم له خصائص تشبه خصائص الإلكترون ولكن بشحنة موجبة.

– وكان قد تم اكتشاف البوزترون قبل ذلك كأحد مكونات الإشعاع الكوني.