Радиоактивные свойства тория

В 1894 г. Мария Склодовская-Кюри и немецкий ученый Герберт Шмидт независимо друг от друга обнаружили, что торий радиоактивен. Склодовская-Кюри отметила тогда же, что активность чистого тория даже выше активности урана.

Радиоактивность – важнейшее свойство тория. Но первые же глубокие исследования этого явления на новом объекте дали неожиданные результаты. Радиоактивность тория отличалась странным непостоянством: хлопнет ли дверь, чихнет или закурит экспериментатор – интенсивность излучения меняется. Первыми натолкнулись на эту странность, начав работу с торием, два молодых профессора Мак-Гиллского университета в Монреале – Э. Резерфорд и Р.Б. Оуэнс. Они очень удивились, когда после тщательного проветривания лаборатории радиоактивность тория стала вовсе незаметной. Возник парадокс, неужели радиоактивность зависит от движения воздуха?

Ученые предположили, что активность «сдувается» с тория потому, что в процессе распада образуется радиоактивный газообразный продукт. В последствие он был обнаружен, изучен и назван эманацией тория, или тороном. Сейчас это название употребляется сравнительно редко: торон больше известен как изотоп радон-220.

Вскоре, в 1902 г., в той же монреальской Мак-Гиллской лаборатории Ф. Содди выделил из раствора ториевой соли еще один новый радиоактивный продукт – торий-X. Торий-X обнаруживали везде, где присутствовал торий, но после отделения от тория интенсивность его излучения быстро падала. Менее чем за четыре дня она уменьшилась вдвое и продолжала падать в полном соответствии с геометрической прогрессией. Так в физику пришло понятие о периоде полураспада. Позже было установлено, что торий-X представляет собой сравнительно короткоживущий изотоп радия-224.

Со временем были обнаружены достаточно многочисленные продукты алхимических превращений тория. Достаточно детально их изучил Резерфорд и установил генетические связи. На основе этих исследований им был сформулирован закон радиоактивных превращений, а в мае 1903 г. ученый предложил схему последовательных распадов естественного радиоактивного ряда тория. В своем семействе торий отличается наибольшим долголетием в этом ряду. Период полураспада тория-232 (а практически весь природный торий – это изотоп Th²³²) составляет 13,9 млрд лет. Cамый долгоживущий из продуктов деления тория – мезоторий-I (радий-228) имеет период полураспада 6,7 года. Большинство же изотопов ториевого ряда «живет» всего дни, часы, минуты, секунды, а иногда и миллисекунды (табл. 1). Конечный продукт распада тория-232 – свинец, как и у урана. Но «урановый» свинец и «ториевый» свинец не одно и то же. Торий превращается в свинец-208, а уран-238 – в свинец-206 (рис. 3).

Таблица 3

Дата добавления: 2014-01-07