مقاله نوبل، 6 ژوئن، 1905
پییر کوری
اجازه بدهید، قبل از هر چيز، بگم از این موضوع که پیش از اهدای جایزه بسیار ارزشمند نوبل از طرف اکادمی علمی به من و مادام کوری صحبت میکنم بسیار خوشحالم. همچنين بايد عذر خواهي مان را براي دیر کرد براي ملاقات شما در استکهلم اعلام کنيم، بعلت دلايلي که از کنترل ما خارج بود.
من امروز بايد مشخصات مواد راديواکتيو و بويژه راديوم بین این مواد را برای شما بگويم. نخواهم توانست تنها تحقيقات خودمان را ذکر کنم. در ابتداي مطالعات بر روي اين موضوع در 1898 ما و بکرل تنها افرادی بوديم که به اين مسئله علاقه مند بوديم؛ اما از ان زمان به بعد کارهاي زيادي انجام شد و امروز ديگر ممکن نيست در مورد راديواکتيويته بدون نقل قول از نتيجه تحقيقاتي که تعداد زيادي از فيزيک دانها انجام دادند صحبت کرد افرادی مانند رادرفورد، دبيرن، الستر و گيتل، گيسل، کافمن، کروکس، رامسي و سادي که این ذکر نام تنها تعداد کمي از افرادي است که در مورد دانش ما از خاصيت راديواکتيو فعالیت کردند.
در مورد کشف راديوم یک توضیح سریع خواهم داد و خلاصه ای از مشخصات انرا بيان ميکنم و سپس در مورد نتايج علمي جديد که راديواکتيو به ما در شاخه هاي مختلف علم ميدهد صحبت خواهم کرد.
در سال 1896 بکرل خواص پرتوزايي اورانيوم و ترکيباتش را کشف کرد. اورانيوم پرتوهاي بسیار ضعيفي ساتع ميکند که بر روي صفحات فلزي عکاسي اثر مي گذارند. اين پرتوها از کاغذ سياه (Black Paper) و فلز عبور ميکند؛ و همچنين هوا را رساناي الکتريکي ميکنند. تابش با زمان تغيير نميکند، و علت محصولات ان نيز ناشناخته هستند.
مادام کوري در فرانسه و اشميت در المان نشان داده اند که چگونه توريم و ترکيباتش داراي مشخصات مشابهي هستند. مادام کوري همچنين در سال 1898 نشان داد که از بين تمام مواد شيميايي که در ازمايشگاه توليد و يا استفاده ميشوندتولید میشوند، تنها انهايي که شامل اورانيوم يا توريم بودند قادر به ساتع کردن مقادير قابل توجه اشعه بکرل هستند. ما اين مواد را راديواکتيو ناميديم.
راديواکتيويتی، از اينرو، خودش را بعنوان خاصيت اورانيوم و توريم معرفي کرد، يک ماده زماني بيشتر راديواکتيو است که بيشتر حاوي اورانيوم يا توريم باشد.
مادام کوري بر روي مواد معدني حاوي اورانيوم و توريوم تحقيق داشته و در مطابقت با نظريه فقط ذکر ميکند، اين مواد همه راديواکتيو هستند. اما در اندازه گيري، او پی برد که برخي از انها بيشتر از ان مقداری که حاوي اورانيوم يا توريوم هستند فعالند. مادام کوري سپس فرض کرد که اين مواد شامل عناصر شيمايي ناشناخته راديواکتيو هستتند. ما، مادام کوري و من، جستجو کرديم تا اين مواد جديد فرضي را پيدا کنيم و راديواکتيوي هرسری را جدا از رفتارش ازمايش کرديم، اول از همه ماده راديواکتيو قوي با مشخصات شيميايي نزديک به بيسموت که انرا پولونيم ناميديم را پيدا کرديم و سپس (با همکاري بمونت) دومين ماده قوي راديواکتيو که نزديک به باريوم بود را پيدا کرديم که انرا راديم نام گذاري کرديم. و در اخر، دبرين سومين ماده راديواکتيو را تفکيک کرد که متعلق به گروه خاکهاي نادر بود، اکتينيم.
اين مواد در نوعي اورانيت تنها به صورت رگه وجود دارند، اما خاصيت راديواکتيوي زيادي دارند، 2 ميليون برابر بيش از اورانيوم. بعد از کار کردن روي مقادير زيادي ماده، ما موفق شديم مقادير کافي از نمک حاوی باريوم براي قادر بودن به استخراج راديوم از ان به فورم نمک خالص به شيوه جز به جز بدست بياوريم. در گروه فلزهاي قليايي خاکي راديوم بيش از همه شبيه به باريوم است. وزن اتمی ان توسط مادام کوري 255 اتخاذ شد است. راديوم با يک طيف مجزا مشخص ميشود که در ابتدا توسط دمارکي مطالعه و کشف شد و سپس توسط کروکس و رانگ و پرچت، اکسنر، و هسچک. واکنش طيف راديوم بسيار حساس است، اما بسيار کمتر از تابشی است که براي اشکار سازي اثر رفتار راديوم لازم است.
ازمايشات مختلف: تخليه الکتريکي الکتروسکوپ. – اشعه ها از ميان چندين سانتيمتر سرب عبور مي کنند. – جرقه که شامل رفتار راديم است. - بر انگيختن فسفرسانس باريوم پلاتينوسيانيد، ويلميت (سنگ معدني رنگارنگ متبلور) و کانزیت (***zite). – رنگ اميزي شيشه با اشعه. – نورتابي شيميايي فلوئور و رنگ ابي سير بعد از عمل پرتو افکني راديم از اين مواد. – پرتو نگار (راديوگراف) با راديم بدست امد.
يک ماده راديو اکتيو مانند راديوم متشکل از يک منبع انرژي متصل است. اين انرژي توسط تابش پرتو ها اشکار ميشود. من همچنين در همکاري با لابورد نشان دادم که راديوم پيوسته به فضاي اطراف خود گرما ازاد مي کند. 100 کالري از هر گرم راديوم در يک ساعت. رادرفورد و سادي، رانگ و پرتچت، و نات انگستروم هم همچنين گرماي ازاد شده توسط راديوم را اندازه گيري کرده اند، اين ميزان رها کردن به نظر ميرسد بعد از چندين سال ثابت است، و مقدار انرژي کل ازاد شده توسط راديوم به اين شيوه شايان توجه است.
کار تعداد زیای از فیزیک دانها (میر و شویتلر ، گیسل، بکرل ، پیر کوری ، مادام کوری ، رادرفورد ، ویلارد، و دیگران) نشان میدهد که مواد رادیو اکتیو میتوانند 3 اشعه مختلف تابش کنند که رادرفورد انها را اشعه α (الفا)، β (بتا) و γ (گاما) نامید. تفاوت هر کدام از اینها با دیگری در عملکرد ان در میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی است که در تغییر مسیر اشعه های α (الفا) و β (بتا) است.
اشعه بتا شبیه به اشعه کاتد است. مثل ذره در حال حرکت که دارای بار منفی است و جرمی 2000 برابر کوچکتر از اتم هیدروژن دارد (الکترون) رفتار میکند. من و مادام کوری ثابت کردیم که اشعه β (بتا) همراه خود الکتریسیته ساکن دارد. اشعه α شبیه به اشعه کانالی گلدن اشتاین است، شبیه به ذره متحرکی رفتار میکند که 1000 برابر سنگین تر است و بار الکتریکی مثبت دارد. اشعه γ (گاما) شبیه به پرتو مجهول (پرتو X) (1) است.
چندین ماده رادیواکتیو مثل رادیوم، اکتنیم و توریم هم همچنین برخلاف تابش مستقیمشان عمل میکنند ؛ هوای اطراف رادیواکتیو میشود و رادرفورد فرض کرد هر کدام از این مواد یک گاز ناپایدار رادیواکتیو ساتع میکنند که او تابش (2) مینامد و در فضای اطراف ماده رادیواکتیو انتشار می دهد.
فعالیت گازها که به علاوه بر طبق یک قانون تشریحی که در یک زمان ثابت که مشخصه هر ماده فعال است خود به خود خاصیت رادیواکتیوی شان ناپدید میشود. به علاوه میتوان گفت که تابش از رادیوم هر چهار روز نصف میشود، که برای توریم هر 55 ثانیه نصف میشود و برای اکتنیم هر 3 ثانیه نصف میشود.
مواد جامدی که در معرض هوای اطراف مواد رادیواکتیو قرار میگیرند کمی رادیواکتیو میشوند. من و مادام کوری این پدیده که شامل رادیواکنیویتی میشود را کشف کردیم. رادیواکتیویته که به روش القایی تولید شده، مثل پرتو ها، به صورت یکسانی ناپایدارند و بر اساس قانون نمایی ویژگی هر کدام از انها خود به خود نابود میشوند.
ازمایش ها: یک لامپ شیشه ای از پرتو رادیوم که از پاریس خریده شده است. تخیله الکتریکی کردن یک الکتروسکوپ بوسیله اشعه مواد رادیواکتیو تحریک شده. لامپ فسفر سانس سولفید روی زیر عمل تابش.
در اخر، بر طبق نظر رامسی و سادی، رادیوم در جایگاه پشت سر، و فراورده خود به خود هلیوم است.
خاصیت رادیواکتیوی اورانیوم، توریم، رادیوم و اکتنیم بنظر میرسد در طول چندین سال ثابت است؛ از طرف دیگر که، پلونیم بر طبق قانون نمایی کاهش می یابد، هر 140 روز نصف ان از بین میرود و بعد از چندین سال تقریبا به طور کامل ناپدید میشود. اینها مهم ترین حقایقی هستند که تعداد زیادی از فیزیکدانها بنا کردند. پدیده های مختلف بزرگی قبلا بوسیله انها مورد مطالعه قرار گرفته اند.
نتایج این حقایق خودشان را در شاخه های مختلف علم احساس میشوند:
اهمیت پدیده ها برای فیزیک اشکار است. رادیوم در ازمایشگاهها یک وسیله تحقیق جدیدی را بوجود اورده است، یک منبع از تابشهای جدید. مطالعه بر روی اشعه β (بتا) تاکنون بسیار ثمر بخش بوده. کشف شد که این مطالعات تئوری جی جی تامسون و هویساید بر روی جرم ذرات در حال حرکت ، که با الکتریسیته باردار شده اند را تایید میکنند؛ بر طبق این تئوری، بخش هایی از جرم نتیجه واکنش الکترومغناطیس اثر خلا است. ازمایش کوفمان بر روی اشعه β (بتا)ی رادیوم منجر به فرض این شد که ذرات معین دارای سرعتی که کمی از سرعت نور کمتر است هستند، که بر اساس تئوری جرم ذرات با افزایش سرعت نزدیک به سرعت نور زیاد میشود، و کل جرم ذره یک خاصیت الکترومغناطیس است. اگر این هم فرض شود که جنس مواد متشکل است از انباشتگی مواد باردار الکتریکی، بنظر میرسد که قوانین اساسی مکانیک باید عمیقا اصلاح شوند.
نتایج شیمیایی علم ما در مورد خاصیت رادیواکتیوی مواد شاید خیلی مهمتر باشد. و این منجر میشود که ما در مورد منبع انرژی که پدیده رادیواکتیوی را حفظ میکند صحبت کنیم. در ابتدای تحقیقاتمان من و مادام کوری بیان کردیم که این پدیده میتواند با دو فرضیه عمومی و متمایز که توسط مادام کوری در سالهای 1899 و 1900 شرح داده شده بودند (نمایش نامه انتقادی عمومی علمی در 10 ژانویه 1899 و نمایشنامه انتقادی علمی در 21 جولای 1900) توضیح داده شود.
1 – در اولین فرضیه میتوان فرض کرد که مواد رادیواکتیو انرژی ای که ازاد میکنند را از یک منبع خارجی اقتباس میکنند، و تابش انها میتواند تابش ثانویه باشد. این فرض نامعقول نخواهد بود که فضا توسط تابش بسیار رسوخ کننده که مواد مشخص قادر به گرفتن نور انها خواهند بود دائما پیموده میشده. بر اساس کارهای اخیر رادفورد، کوک و مک لنان، این فرضیه برای توضیح تابش بسیار ضعیفی که از بیشتر مواد ساطع میشود به نظر مفید می اید.
2- در فرض دوم میتوان این را فرض کرد که مواد رادیواکتیو انرژی ای که ازاد میکنند را از خودشان بیرون میکشند. سپس مواد رادیواکتیو در مسیر تکامل خواهند بود، و علارغم ظاهر تغییر ناپذیر وضع مخصوص برخی از انها بطور مترقی و ارام خودشان را تغییر شکل میدهند. کمیت گرمای ازاد شده رادیوم در چندین سال اگر با گرمای ازاد شده در هر واکنش شیمیایی با جرم مشابه حجمی مقایسه شود بسیار بزرگ خواهد بود. این گرمای ازاد شده را تنها میتوان بیان کرد، هرچند، انرژی درگیر در یک تغییرشکل کمیتی از رادیوم بسیار کوچک است که حتی بعد از چندین سال هم محسوس نخواهد بود. این موضوع ما را به این فرض هدایت میکند که تغییر شکل بسیار دور از دسترس تر از تغییر شکلهای شیمیایی معمولی است، که حتی وجود اتم را نیز مشروط میکند، و ان وجود تغییر شکل عنصر است.
فرضیه دوم در تعریف خصوصیات مواد رادیواکتیو به درستی خودش را بیشتر پر ثمر نشان داد. این موضوع مخصوصا بلافاصله ناپدید شدن خود به خودی پلونیم و تولید هلیم از اورانیوم را توضیح میدهد. این تئوری تغییرشکل عناصر با جسارت زیاد رادرفورد و سادی توسعه داده و فرمول بندی شد که بیان میکند که یک توده ادامه دار و برگشت ناپذیر از عناصر رادیواکتیو وجود دارد. در تئوری رادرفورد تولیدات جداسازی میتوانند، از یک جهت پرتاب اشعه ها باشد و از جهت دیگر تابش و مواد رادیواکتیو تحریک شده. دومی میتواند یک ماده گازی و یا جامد رادیواکتیو متناوب با تکامل سریع و دارای وزن کمتری از عنصری که از ان مشتق شده است باشد. از این دیدگاه عمر رادیوم الزاما محدود به زمانی میشود که این ماده از عناصر دیگر جدا شده است. در طبیعت رادیوم همیشه در تجمع با اورانیوم پیدا میشود، و میتوان فرض کرد که از ان بوجود امده است.
به علاوه این یک تئوری واقعی از تغییر شکل عناصر است، اگر چه نه انطور که کیمیاگران انرا فهمیده اند. مواد معدنی الزاما در طول سالها رشد می کنند و منطبق با قوانین تغییر ناپذیر هستند.
بر طبق یک نتیجه غیر منتظره پدیده رادیواکتیو میتواند در زمین شناسی مهم باشد. به عنوان مثال کشف شده است که رادیوم همیشه در مواد معدنی به اورانیوم متصل است. و همچنین کشف شده که نسبت رادیوم به اورانیوم در تمام مواد معدنی ثابت است (بولت وود). این موضوع ساخته شدن رادیوم از اورانیوم را تصدیق می کند. این تئوری میتواند با تلاش در توضیح دیگر تجمع عناصر که در مواد معدنی به تناوب رخ میدهد ادامه پیدا کند. میتوان تصور کرد که عناصر مشخصی در نقطه ای از سطح زمین تشکیل شده اند و یا اینکه انها ریشه ی دیگر عناصر در یک زمانی هستند که ممکن است در زمره دوره ی بزرگی از زمین شناسی باشد. این یک نقطه نظر جدید است که زمین شناسان مجبور خواهند بود به حساب بیاورند.
الیستر و گیتل نشان دادند که تابش رادیم در طبیعت بسیار گسترده است و اینکه خاصیت رادیواکتیوی احتمالا نقش مهمی را در هواشناسی بازی می کند، با یونیزاسیون هوای بر انگیخته و مایع کردن بخار اب.
در اخر، در علم بیولوژیک پرتوهای رادیوم و تابش هایشان تاثیر جالبی گذاشته است که در حال حاضر مورد مطالعه است. پرتو های رادیوم برای درمان بیماری های مشخصی مورد استفاده قرار می گرفته اند (سل، سرطان و بیماری های عصبی). در موارد مشخص عملکرد انها ممکن است خطر ناک باشد. اگر فردی جعبه فلزی و یا مقوایی که داخل ان یک امپول کوچک با چند سانتی گرم (یک صدم گرم) نمک رادیوم برای چند ساعت در جیبش داشته باشد، فرد هیچ احساسی نخواهد کرد. اما 15 روز بعد قرمزی بر روی پوست اشکار خواهد شد، و بعد یک زخم که به سختی درمان خواهد شد. مدت زمان طولانی تر میتواند باعث فلج شدن و مرگ بشود. رادیوم باید در یک جعبه ضخیم سربی حمل و نقل شود.
همینطور میتوان پی برد که اگر رادیوم در دست افراد جنایتکار بیافتد بسیار خطر ناک خواهد بود، این سوال بوجود می اید که ایا اطلاع بشر از علم طبیعت به سود اوست یا علم برای بشر مضر خواهد بود. مثال مشخصه کشفیات نوبل یک ماده محترقه قوی است که بشر را قادر به انجام کارهای شگفت اوری کرده است. همچنین در دست افراد جنایتکار بزرگی که بشریت را به سوی جنگ پیش می رانند یک ابزار مخرب است. من هم یکی از افرادی هستم که مثل نوبل باور دارم بشریت نتایج بهتری بیشتری از کشفیات جدید خواهد گرفت تا نتایج بد.
توضیحات مترجم:
1- یک فیزیک دان المانی به نام Rontgen انرا کشف کرد.
2- Emanation
مترجم: محمد علی عاشوری
.gif "N Aggressive (17)")
ماهان سرور
درخواست مقاله ای جامع در مورد مواد و عناصر رادیواکتیو (پرتوزا)
منتظریم...
محتوای مخفی: مقاله !
قوانين ايجاد تاپيک در انجمن
جواب بصورت نقل قول