СЛОВАРЬ ЮНОГО ФИЗИКА

ИРЕН ЖОЛИО-КЮРИ (1897— 1956) ФРЕДЕРИК ЖОЛИО-КЮРИ (1900— 1958)      

Весной 1934 г. в «Докладах Парижской академии наук» появилась статья под названием «Новый тип радиоактивности». Ее авторы Ирен Жолио- Кюри (дочь известных ученых М. Склодовской-Кюри и П. Кюри) и ее муж Фредерик Жолио-Кюри — обнаружили, что бор, магний и алюминий, облученные а-частицами, становятся радиоактивными и при своем распаде испускают позитроны . Так была открыта искусственная радиоактивность. За это открытие И. и Ф. Жолио-Кюри были удостоены в 1935 г. Нобелевской премии по химии.

Ирен и Фредерик начали свой путь в науке с исследования радиоактивных процессов. Окончив Парижский университет в 1920 г., Ирен уже в 1925 г. защитила докторскую диссертацию. Она работала в лаборатории своей матери М. Склодовской- Кюри, так же как и Фредерик после окончания Школы физики и прикладной химии. В 1934 г., после смерти М. Склодовской-Кюри, Ирен возглавила физико-химический отдел Института радия и ее кафедру в Парижском университете. В 1937 г. Фредерик стал руководить кафедрой ядерной химии в Коллеж де Франс, крупном учебном заведении страны.

Работы И. Жолио-Кюри по изучению продуктов облучения урана нейтронами сыграли большую роль в подготовке открытия деления урана (см. Ядерные реакции). Когда деление урана было открыто в 1938 г. немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрас- сманом, Ф. Жолио-Кюри одним из первых пришел к выводу, что оно сопровождается испусканием новых нейтронов и, следовательно, в уране возможно развитие цепной реакции. Он впервые поставил вопрос о практическом использовании ядерной энергии и с этой целью начал подготовку к конструированию ядерного реактора на тяжелой воде в качестве замедлителя нейтронов. Начавшаяся вторая мировая война и оккупация немцами Парижа приостановили эти работы. С риском для жизни сотрудники Жолио-Кюри вывезли в Англию запасы тяжелой воды и техническую документацию. И. и Ф. Жолио-Кюри остались во Франции, где принимали участие в движении Сопротивления.

После войны И. и Ф. Жолио-Кюри вели большую работу в Комиссариате по атомной энергии Франции. Уже в 1948 г. при их участии произведены запуски первого французского циклотрона и ядерного реактора.

И. и Ф. Жолио-Кюри избирались членами многих академий и научных обществ. В 1947 г. они стали членами- корреспондентами АН СССР.

И. и Ф. Жолио-Кюри были выдающимися общественными деятелями, участниками Всемирных конгрессов сторонников мира. С 1949 г. Ф. Жолио-Кюри возглавлял Всемирный Совет Мира. Он — один из первых лауреатов Международной Ленинской премии «За укрепление мира между народами». В 1950 г. Ф. Жолио-Кюри выступил инициатором знаменитого Стокгольмского воззвания в защиту мира.

Супруги Жолио-Кюри были большими друзьями нашей страны, часто ее посещали, имели разносторонние научные контакты с советскими учеными.

Гамма-излучение лишь сопровождает некоторые радиоактивные превращения, в которых конечные ядра образуются в возбужденных состояниях и переходят затем в основные состояния, испуская гамма-кванты. Таким образом, количество способов радиоактивного распада у природных радиоактивных изотопов весьма ограничено.

Тем не менее ныне известны и другие способы. Они были открыты (или теоретически предсказаны) после того, как в 1934 г. французские ученые И. и Ф. Жолио-Кюри наблюдали явление искусственной радиоактивности.

В результате ядерных реакций (например, при облучении различных элементов а-ча- стицами или нейтронами) образуются радиоактивные изотопы элементов, в природе не существующие. Именно эти искусственные радиоактивные продукты составляют подавляющее большинство среди всех известных ныне изотопов. И. и Ф. Жолио-Кюри осуществили ядерную реакцию ?зА1(а, л)?°Р, продуктом которой был радиоактивный изотоп фосфора с массовым числом 30. Выяснилось, что он испускал позитрон. Этот тип радиоактивных превращений называют р+-распадом (подразумевая под р_-распадом испускание электрона). В ходе р+-распада заряд ядра уменьшается на 1. Такое же изменение Z происходит при так называемом орбитальном захват е: некоторые ядра могут захватывать электрон с ближайших К- или (очень редко) L-оболочек (см. Атом). Это тоже вид радиоактивных превращений. Принято Р--, р+- распады и е-захват объединять под общим названием бета-распада. Теоретики уже давно предсказали возможность двойного р-превра- щения — 2р-распада, при котором одновременно испускаются два электрона или два позитрона. Но на практике этот путь «гибели» радиоактивного ядра пока не обнаружен. Зато недавно удалось наблюдать очень редкое явление протонной радиоактивности — испускание ядром протона. В 1982 г. было доказано существование двупротонной радиоактивности (предсказанной советским ученым В. И. Гольданским). Всем этим видам радиоактивных превращений подвержены только искусственные радиоизотопы, и в природе они не встречаются.

Радиоактивность характеризуется не только видом испускаемых частиц, но также и их энергией. Энергии испускаемых частиц могут достигать многих миллионов электронвольт, что в сотни тысяч и миллионы раз превосходит энергии химических процессов. Скорость радиоактивного распада подчиняется закону, выраженному формулой: Nt = N0-е~~и (е — основание натуральных логарифмов, е = 2, 71828). В этой формуле Nt — число атомов радиоактивного элемента в момент времени t, N0 — в начальный момент времени; X — постоянная радиоактивного распада. Зная ее, легко найти период полураспада: Т = 1п2/Х. Величины Т для известных радиоизотопов колеблются в пределах от 10_3с до 109 лет.

Радиоактивный распад — пример статистического, вероятностного процесса. Если у нас есть 100 радиоактивных атомов, то нет никакой возможности предсказать, когда и какой из них претерпит радиоактивное превращение. Распад данного атома может произойти в следующее мгновение, а может и через 10 минут, или через сутки, или через 100 лет.

Радиоактивное превращение одного из атомов никак не влияет на превращения соседних атомов: процессы распада различных атомов протекают абсолютно независимо друг от друга. Бессмысленно говорить о периоде полураспада или времени жизни какого-то одного атома. Употребляя эти термины, мы имеем в виду усредненные величины, измеренные при наличии достаточно большого числа атомов данного изотопа.