Marie Curie
(18671934)

Urán- és tóriumvegyületekbõl kibocsátott sugarak

Comptes Rendus 126, 11011103 (1898)

in: Carmen Giunta: Elements and Atoms: Case Studies in the Development of Chemistry


Munkám során azt tanulmányoztam, hogy a Becquerel úr által felfedezett uránsugarak milyen hatást fejtenek ki a levegõ vezetõképességére, s vizsgáltam, hogy az uránvegyületektõl eltérõ anyagok elektromosan vezetõvé teszik-e a levegõt. A vizsgálathoz párhuzamos lemezû kondenzátort használtam. Az egyik lemezt urán vagy más, finom porrá õrölt minta egyenletes rétegével borítottam. (A lemezek átmérõje 8 cm, távolsága 3 cm volt.) A lemezek között 100 poetnciálkülönbséget tartottam fenn. A kondenzátoron áthaladó áram abszolút értékét elektrométerrel és piezoelektromos kvarccal mértem.

Számos fémet, sót, oxidot és ásványt megvizsgáltam. A következõ táblázat az egyes anyagok esetén mért i áramot adja meg. Azokat az anyagokat, amelyek legalább 100-szor kisebb aktivitást mutattak az uránnál, kihagytam a táblázatból.

 
Amper
Szenet tartalmazó urán 24x10-12
Fekete urán-oxid (U2O5) 27 "
Zöld urán-oxid (U3O8) 18 "
Ammónium-, kálium- vagy nátrium-uranátok (közelítõleg) 12 "
Kristályvíz-tartalmú uránsav 6 "
Uranil-nitrát, urán-szulfát, kálium-uranil-szulfát (közelítõleg) 7 "
Mesterséges kalkolit (uranil-réz-foszfát) 9 "
0,25 mm vastag tórium-oxid 22 "
6 mm vastag tórium-oxid 53 "
Tórium-szulfát 8 "
Kálium-fluoxi-tantalát 2 "
Kálium-fluoxi-niobát és cérium-oxid 0,3 "
Uránszurokérc Johanngeorgenstadtból 83 "
" Cornwallisból 16 "
" Joachimsthalból és Pzibranból 67 "
Természetes kalkolit 52 "
Autunit 27 "
Különbözõ toritok 2 14 "
Orangit 20 "
Szamarszkit 11 "
Fergusonit, monazit, xenotim, niobit, eschynit 3 7 "
Kleveit nagyon aktív
Minden megvizsgált uránvegyület aktív volt, és általában annál aktívabb, minél több uránt tartalmazott.

A tóriumvegyületek nagyon aktívak voltak. A tórium-oxid még a fémuránnál is aktívabb.

Figyelemre méltó, hogy a két legaktívabb elem, az urán és a tórium rendelkezik a legnagyobb relatív atomtömeggel.

A cérium, nióbium és a tantál enyhe aktivitást mutat.

A fehér foszfor nagyon aktív, de ez a hatás valószínûleg különbözik az uránétól és a tóriumétól. Vörösfoszfor és foszfátok formájában a foszfor nem aktív.

Minden ásvány, amely aktivitást mutat, aktív elemeket tartalmaz. Az urán két ásványa, az uránszurokérc (egy urán-oxid) és a kalkolit  (uranil-réz-szulfát) sokkal aktívabb, mint maga az urán. Ez a tény igen figyelemreméltó, és arra utal, hogy ezek az ásványok az uránnál aktívabb elemet tartalmazhatnak. Elõállítottam kalkolitot tiszta reagensekbõl is Debray eljárása szerint: ez a mesterséges kalkolit nem aktívabb a többi uránsónál.

Abszorpció. Az aktív anyagok hatása növekszik a minta rétegvastagságának függvényében. Ez a növekedés nagyon gyenge az uránvegyüleetk esetében, és jelentõs a tórium-oxidnál, amely tehát részben átlátszó az általa kibocsátott sugarakkal szemben.

A különbözõ anyagok átlátszóságának tanulmányozásához az aktív rétegre olyan lemezt helyeztünk, amely a vizsgált anyagokból készült. Az abszorpció mindig nagyon erõs volt. A sugarak azonban áthatolnak a vékony fémen, üvegen és papíron. Egy 0,01 mm vastag alumíniumlemez a következõ sugárzási hányadokat engedte át:

 
0,2 urán, ammónium-uranát, urán-oxid, mesterséges kalkolit 
0,33 uránszurokérc és természetes kalkolit 
0,4 0,5 mm vastag tórium-oxid és tórium-szulfát
0,7 6 mm vastag tórium-oxid
Látható, hogy az azonos fém vegyületeibõl kibocsátott sugárzás egyenlõ mértékben nyelõdik el. A tóriumból kibocsátott sugarak áthatolóképessége nagyobb, mint az uránból kibocsátott sugaraké. Végül a vastag réteg tórium-oxidból emittált sugarak áthatolóképessége nagyobb, mint a vékony rétegbõl emittált sugaraké.

Fotográfiai felvételek. Jó fotográfiai felvételeket készítettem uránnal, urán-oxiddal, uránszurokérccel, kalkolittal és tórium-oxiddal. Ezek az anyagok rövid távolságon fejtik ki hatásukat például a levegõn, az üvegen vagy az alumíniumon át. A tórium-szulfát gyengébb, a kálium-fluoxi-tantalát nagyon gyenge képeket hoz létre.

Analógia a másodlagos Röntgen-sugarakkal. Az urán és a tórium által kibocsátott sugarak nagyon hasonlóak a másodlagos Röngen-sugarakhoz, amelyeket Sagnac úr tanulmányozott mostanában. Azt is kimutattam továbbá, hogy az urán, az uránszurokérc és a tórium-oxid a Röntgen-sugarak hatására másodlagos sugarakat bocsát ki, amelyek az elektromosan töltött testek kisülését tekintve általában nagyobb hatást mutatnak, mint az ólomból kilépõ másodlagos sugarak. A Sagnac úr által tanulmányozott fémek közül az urán és a tórium az ólom mellé és az ólom után kerül.

Az urán és a tórium spontán sugárzását felfoghatjuk úgy, hogy az egész teret állandóan átszelik a Röntgen-sugarakhoz hasonló sugarak, amelyeknek azonban nagyobb az áthatolóképességük és csak bizonyos, nagy atomtömegû elemben, például uránban és tóriumban nyelõdnek el.


Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.chemonet.hu/