Naturalne szeregi pierwiastków promieniotwórczych
Jak już była mowa w § 66, zjawisko promieniotwórczości, odkryte przez Becąuerela w 1896 r. na związkach uranu i bliżej zbadane w latach następnych przez małżonków Curie, spowodowało całkowity przewrót w dotychczasowych pojęciach o budowie materii i stało się podstawą zawrotnego wprost rozwoju tej gałęzi wiedzy w bieżącym stuleciu. Nie od razu jednak udało się wyjaśnić istotę tego zjawiska. Zaobserwowane fakty były bowiem całkiem niezrozumiałe w świetle ówczesnego stanu wiedzy. Oto niektóre z tych faktów.
– 1. Świeżo oczyszczony preparat uranowy jest bardzo słabo radioaktywny i wysyła wyłącznie promienie a. Natężenie promieniowania stopniowo wzrasta i po pewnym czasie osiąga stałą wartość. Obok promieni « pojawiają się w nim także promienie fł i y. Gdy preparat podda się powtórnemu oczyszczeniu na drodze chemicznej, natężenie promieniowania znów spada do wartości początkowej, lecz po pewnym czasie następuje ponowny jego wzrost itd. .
– 2. Powietrze w naczyniu zawierającym preparat radowy nabiera po pewnym czasie własności promieniotwórczych. Gdy przepompuje się je do innego zbiornika, promieniotwórczość jego dość szybko zanika i po upływie około 4 dni natężenie jej jest równe mniej więcej połowie natężenia początkowego. Natomiast ścianki zbiornika stają się radioaktywne („radioaktywność wzbudzona”).
– 3. Całkowicie niepojęty i sprzeczny z prawem zachowania energii wydawał się również fakt, że zjawisku promieniotwórczości towarzyszy wydzielanie się bardzo znacznych ilości ciepła, tak iż temperatura preparatów radioaktywnych jest zawsze nieco wyższa od temperatury otoczenia. Według Curie i Laborde’a 1 g czystego radu wydzielałby w ciągu godziny około 100 cal.
Dla wyjaśnienia tych i innych jeszcze faktów Rutherford i Soddy (1903) wypowiedzieli przypuszczenie, że zjawisko promieniotwórczości polega na samorzutnym rozpadzie atomów pierwiastków radioaktywnych. W wyniku tego rozpadu zostaje wyrzucona z atomu cząstka « (jon helowy) lub !3 (elektron), pozostaje zaś atom nowego pierwiastka o własnościach całkiem różnych od pierwiastka macierzystego. Ten nowy pierwiastek ze swej strony jest zazwyczaj również nietrwały i rozpada się w sposób sobie właściwy, dając początek dalszemu rodzajowi atomów itd., aż w końcu powstaje atom pierwiastka, który nie ulega już dalszemu rozpadowi.