Badanie ciał radioaktywnych

by Maria Skłodowska-Curie

Jakąkolwiek będzie substancja, którą aktywujemy w przestrzeni zamkniętej, zawsze jej promieniotwórczość wzbudzona wzrastać zacznie z początku aż do pewnej granicy, zawsze tej samej, jeżeli tylko doświadczenie prowadzimy z tym samym preparatem radonośnym i w tym samym przyrządzie.

Wartość graniczna promieniotwórczości wzbudzonej jest niezależna od natury i od ciśnienia gazu zawartego w przestrzeni aktywnej (powietrze, wodór, dwutlenek węgla).

Wartość graniczna promieniotwórczości wzbudzonej w ciałach w tej samej przestrzeni zależy wyłącznie od ilości radu, jaka znajduje się w stanie rozpuszczonym, i zdaje się być do niej proporcjonalna.

Zachowanie się gazów w zjawisku promieniotwórczości wzbudzonej. Emanacja. Gazy zawarte w przestrzeni zamkniętej wobec soli radu lub jej roztworu, stają się promieniotwórczymi. Własność ta nie ustępuje z gazu, nawet jeżeli się go wyciągnie pompką i zbierze oddzielnie w probówce. Ścianki probówki okażą się jednocześnie promieniotwórczymi i szkło probówki zacznie świecić w ciemności. Aktywność i świecenie probówki znikają po pewnym czasie całkowicie, choć bardzo powoli; jeszcze po miesiącu można w nich zaobserwować promieniotwórczość.

Z początku naszych badań p. Curie i ja⁷³ wydobyliśmy gaz z blendy smolistej przez jej ogrzewanie; był on bardzo silnie radioaktywnym, lecz również, jak w doświadczeniach poprzednich, aktywność jego zmniejszała się powoli aż do całkowitego zaniku.

Zarówno dla toru, jak dla radu i aktynu, objaw promieniotwórczości wzbudzonej rozprzestrzenia się powoli od substancji czynnej poprzez gaz aż do ścianek naczynia, gdzie gaz jest zawarty; własność aktywowania przenosi się wraz z gazem, gdy się go wypompowuje i przeprowadza do innego naczynia. Energia promieniotwórcza jest więc zawarta w gazie pod jakąś postacią szczególną. Rutherford przypuszcza, że pewne ciała promieniujące wydzielają emanację, czyli gaz materialny, który posiada promieniotwórczość. Ten to gaz posiada własność udzielania promieniotwórczości ciałom, z któremi jest w styczności. Ciała wysyłające emanację są: rad, tor i aktyn.

Zanikanie promieniotwórczości wzbudzonej. Ciało stałe, aktywowane przez rad w przestrzeni zamkniętej, traci stopniowo swą aktywność, skoro wydobyte zostanie na wolne powietrze. Prawo zaniku jest z początku nieco skomplikowane, lecz upraszcza się po 2 lub 3 godzinach i od tej chwili aktywność zmniejsza się o połowę swej wartości co każde 28 minut⁷⁴; prawo to graniczne jest charakterystyczne dla ciał stałych, aktywowanych przez rad.

Naczynie zamknięte, aktywowane przez rad, który następnie został z niego usunięty, traci swą aktywność daleko powolniej aniżeli przedmioty pozostawione na wolnym powietrzu Można na przykład wykonać doświadczenie z rurką szklaną, połączyć ją z naczyniem zawierającem roztwór soli radu, następnie przeciąć komunikację przez zalutowanie końców rury. Mierzy się natężenie promieniowania wysyłanego przez zewnętrzne ścianki rury. Pomiary stwierdziły, że natężenie w tych warunkach zmniejsza się do połowy co każde 4 dni, i to niezależnie od warunków doświadczenia (rozmiarów naczynia, natury ścianek, charakteru gazu wewnątrz rury, czasu trwania komunikacji itp.). Temperatura nie ma tu również żadnego znaczenia, jak to potwierdziły doświadczenia czynione w temperaturach od -180° do +450°.

Niektóre jednak ciała stanowią wyjątek; do nich należą: celuloid, parafina, kauczuk itp. W powietrzu tracą one swą wzbudzoną przez rad promieniotwórczość daleko powolniej.

Ciała stałe z promieniotwórczością wzbudzoną przez aktyn tracą ją podobnie jak poprzednie, tylko nieco powolniej⁷⁵, ciała aktywowane przez tor tracą promieniotwórczość znacznie wolniej, mianowicie połowę co każde 11 godzin.