Историческая справка об открытии нейтрона

Взаимодействие нейтронов с веществом.

Первая искусственная ядерная реакция

наблюдалась Резерфордом в 1919 г. Протоны в этой реакции регистрировались по сцинтилляциям, вызываемых ими на экране из сернистого цинка. Однако среди самых легких элементов оказались и такие, например Be и Li, которые при облучении a-частицами протонов не испускали.

Был поставлен вопрос, не появляется ли при a-облучении различных веществ новое излучение, которое не даёт сцинтилляций на экране из сернистого цинка. Для ответа на этот вопрос Боте и Беккер в конце 1930 г. заменили экран из сернистого цинка счетчиком Гейгера. Опыт действительно показал, что при бомбардировке легких элементов, таких как литий, бериллий, бор a-частицами из Po возникает какое-то излучение, вызывающее слабые разряды счетчика Гейгера. Особенно сильное излучение давал бериллий

В 1930 г. из нейтрального излучения известны были лишь g-кванты. Поэтому Боте и Беккер вполне естественно предположили, что бериллиевые лучи состоят из g-квантов.

В 1932 г. Ирен и Жолио Кюри повторили опыты Боте и Беккера, использовав в качестве детектора ионизационную камеру. При этом они обнаружили, что если стенки камеры имеют водородосодержащее покрытие, то наблюдается резкое усиление ионизационного тока. Ими было сделано предположение, что неизвестное излучение порождает ядра отдачи (протоны), которым соответствовала максимальная энергия Е_р@ 4,5 МэВ. Появление протонов отдачи в этих опытах было непосредственно доказано путём наблюдения треков в камере Вильсона.

Зная максимальную энергию протонов, на основе гипотезы Боте и Беккера о природе бериллиевого излучения супруги Кюри вычислили необходимую энергию g-квантов. Она оказалась равной Е_g@48 МэВ.

Действительно, если протоны появляются под действием g-квантов, то очевидно, этот процесс есть Комптон-эффект на ядрах водорода. Тогда согласно формуле (1,4) максимальная энергия выбитого протона равна

Подставляя сюда Е_р =4,5 МэВ, mc² =938 МэВ, вычисляем hn =48 МэВ. Такова энергия g-квантов, чтобы при их рассеянии получились протоны требуемой энергии. Так как сами g-кванты возникают за счет реакции бериллия с a-частицами с энергией всего 5,25 МэВ, то трудно допустить, чтобы они порождали g-кванты столь высоких энергий.

Год спустя Чедвик тщательно измерил распределение энергий ядер отдачи и установил, что имеется достаточно причин предположить, что наблюдаемое излучение состоит из нейтральных частиц с массой, равной массе протона. В том же году Иваненко и тот же Чедвик сформулировали идею о наличии нейтральных частиц, входящих в состав ядра, что сразу объяснило массу и заряд наблюдаемых ядер.

Дата добавления: 2014-01-14