Эманацыя (фізіка)

Эманацыя — матэрыяльнае «нешта», якое вылучаюцца з актыўных прэпаратаў торыя і радыя.

Гісторыя

Вучэнне аб эманацыі цесна звязана з найноўшым адкрыццём так званых радыеактыўных рэчываў. У 1895 годзе Вільгельмам Рэнтгенам былі адкрыты асаблівыя Х-прамяні, якія маюць здольнасць пранікаць праз непразрыстыя для святла целы, дзейнічаць на фатаграфічную пласцінку, змешчаную ў светанепраніцаемы канверт і прымушаць свяціцца некаторыя солі, як, напрыклад, пласцінасінерадзістую соль барыя. Далейшыя даследаванні паказалі, што прамяні рэнтгена ня адхіляюцца магнітам, не адлюстроўваюцца, не прэламляюцца і наогул не выяўляюць з’яў, уласцівых звычайным праменям. Акрамя таго, гэтыя прамяні валодаюць уласцівасцю рассейваць электрычныя зарады; калі зарадзіць электраскоп і на некаторай адлегласці ад яго атрымліваць рэнтгенаўскія прамяні, то электраскоп разражаецца. Калі трубку, з дапамогай якой атрымліваюцца рэнтгенаўскія прамяні, зачыніць свінцовым экранам, то электраскоп не будзе губляць свайго зараду, так як прамяні рэнтгена праз свінец не праходзяць. Пасля адкрыцця рэнтгена з’явілася шмат даследаванняў, мэта якіх заключалася ў тым, каб знайсці прамяні рэнтгена ў прыродзе; адшукаць такія рэчывы, якія выпускалі б падобныя прамяні. Першы быў Нівенглаўскаму ўдалося паказаць, што сярністы кальцый (CaS), які мае здольнасць свяціцца ў цемры, будучы папярэдне падвергнуць асвятленню, выпускае акрамя бачных прамянёў яшчэ небачныя, якія праходзяць праз кардон і металы.

Антуан Бекерэль, пацвердзіўшы даследаванні Нівенглаўскага, паказаў, што, як злучэння ўрану, так і сам уран здольныя выпускаць прамяні, якія праходзяць праз непразрыстыя для святла цела і дзейнічаюць на фатаграфічную пласцінку. Прамяні ўрану, падобна рэнтгенаўскім, здольныя развіваць электрычныя зарады, але дзеянне гэтых прамянёў нікчэмна ў параўнанні з прамянямі рэнтгена: у той час як прамяні рэнтгена аказваюць дзеянне на фатаграфічную пласцінку на працягу некалькіх хвілін і нават секунд, для прамянёў ўрану патрабуецца некалькі дзён. Рэчывы, якія валодаюць гэтымі ўласцівасцямі, былі названыя радыеактыўнымі, а іх ўласцівасць выпускаць прамяні, падобныя рэнтгенаўскім, радыеактыўнасцю. Дзеянне прамянёў ўрану на зараджанае цела ў шмат разоў слабей, чым дзеянне рэнтгенаўскіх прамянёў. Пры выпрабаванні розных уранавых руд было выяўлена рознае іх дзеянне, прычым аказалася, што дзеянне на фатаграфічную пласцінку праз непразрыстыя цела не залежыць ад адсоткавага ўтрымання ўрану; так, напрыклад, па даследаванні Афанасьева, цэйнерыт выявіў больш слабое дзеянне, чым Аляксандр Самарскі, хоць у цейнерыце змяшчаецца 55,86% UO³, тады як у Самарскага толькі 11,99% UO³. Акрамя уранавых руд, Бекерэль даследаваў розныя солі ўрану, прычым яму ўдалося атрымаць зусім неактыўную соль ўрану. Гэта даследаванне паказала, што не сам уран, а нейкае іншае невядомае рэчыва валодае ўласцівасцю радыеактыўнасці. З прычыны гэтага з’явілася думка шукаць ва ўранавай рудзе актыўныя рэчывы. Перш за ўсё ўдалося мужу Кюры вылучыць рэчыва, па хімічных уласцівасцях вельмі падобнае да вісмута, але вельмі актыўнае; гэта рэчыва было названа палоніем. Акрамя палонія былі знойдзеныя яшчэ ў уранавай смаляной рудзе радыеактыўныя злучэнні свінцу і злучэнні торыя. Аднак усе гэтыя рэчывы пры даследаванні спектру іх не выявілі ніякіх новых спектральных ліній, з прычыны чаго існаванне асаблівых рэчываў, якія ўваходзяць у склад гэтых актыўных прэпаратаў, з’яўляецца сумніўным.

Пасля адкрыцця палонія мужам Кюры атрымалася вылучыць з уранавай руды вельмі актыўныя прэпараты барыю. У гэтых прэпаратах яны выказалі здагадку аб існаванні асаблівага элемента, вельмі падобнага ў хімічным дачыненні з барыем; меркаваны новы элемент жонкі Кюры назвалі радыем (radiare — выпраменьваць). Пасродкам некалькі разоў паўторанай фракцыянаванай крышталізацыі хларыстага злучэння з салянакіслотным растворам прэпаратаў, мужам Кюры атрымалася вылучыць ападкі, актыўнасць якіх была ў некалькі тысяч разоў больш за актыўнасць урану. Даследаванне спектру атрыманага прэпарата выявіла прысутнасць асаблівых ліній у спектры, даўжыня хваляў якіх: 3814,7; 4340,8 і 4683,2; полымя брунзенаўскай гарэлкі пры ўвядзенні ў яго прэпарата, які змяшчае радый, афарбоўвалася карміна-чырвоным колерам.

Г-жа Кюры вызначыла для радыя атамную масу 225; такім чынам, у перыядычнай сістэме радый змяшчаецца ў шэрагу торыя і ўрану і ў групе шчолачназямельных металаў. Іншую атамную масу для радыя даюць Рунге і Прэхт на падставе спектраскапічных даследаванняў: па іх вызначэнні атамная маса радыя — 257,8, то радый аказваецца найбольш цяжкім элементам, і, прыняўшы атамную масу за 257,8, прыйдзецца павялічыць лік шэрагаў у перыядычнай сістэме. Цяжкасць вызначэння атамнай масы радыя заключаецца ў тым, што ў атрыманых прэпаратах радыя змяшчаецца вельмі мала: пры апрацоўцы 1 тоны руды хларыстага радыя атрымліваецца менш 1 дэцыграма. Найбольш моцным прэпаратам з’яўляецца здабыты Гізелем брамісты радый (RaBr²), з чаго з 1 тоны руды атрымліваецца каля 1 грам; актыўнасць гэтага прэпарата ў сотні тысяч разоў пераўзыходзіць актыўнасць ўрану. Дзякуючы такой маленькай колькасці атрымоўванага прэпарата, кошт яго вельмі вялікі;

Прамяні

Прамяні, выпусканых прэпаратамі радыя, неаднастайныя; іх можна падзяліць на 3 групы: α-прамяні, β-прамяні і γ-прамяні. 1) α-прамяні вельмі моцна паглынаюцца целамі і адхіляюцца вельмі слаба магнітам, 2) β-прамяні паглынаюцца целамі, але слабей α-прамянёў, адхіляюцца магнітам вельмі моцна, прычым адхіленне ў магнітным полі адбываецца ў бок, процілеглы адхіленні α-прамянёў. 3) γ-прамяні амаль зусім не паглынаюцца целамі і магнітам зусім не адхіляюцца.

Гл. таксама

• Эманацыя