A radioaktivitás felfedezése

Röntgen 1895-ben felfedezte a róla elnevezett röntgensugárzást. Ezt követően a francia Akadémia 1896. január 10-i ülésén bemutattak egy röntgenfényképet. Természetesen sok neves fizikus megjelent ezen az ülésen. Az ülést követő beszélgetésen az a vélemény alakult ki a jelen lévő tudósok között, hogy a röntgensugárzás a röntgencső falának fluoreszkáló pontján keletkezik. A résztvevők között volt Henri Antoine Becquerel (1852-1908) francia fizikus is. Az ülés után kutatni kezdte, hogy milyen kapcsolat lehet a fluoreszcens fény és a röntgensugárzás között. (A fluoreszcencia jelensége az, hogy bizonyos anyagokat megvilágítva, azok saját, rájuk jellemző fényt bocsátanak ki.) Becquerel feltételezte, hogy a két jelenségnek azonos oka van.

A következő kísérletet végezte el: fényképezőlemezt vastagon becsomagolt fekete papírba. Több órán keresztül napsütés hatásának tette ki és meggyőződött arról, hogy nem jelzett semmilyen besugárzást. Ezután hasonló módon becsomagolt egy fényképezőlemezt, majd egy uránsókristályt helyezett rá. Ezt az összeállítást kitette a napfényre, hogy az uránsó fluoreszkáljon. A szükségesnek vélt megvilágítás után előhívta a lemezt és a várakozásnak megfelelően, a kristály alakjának megfelelő feketedés látszott rajta, vagyis a fluoreszkálással együtt jár a papíron áthatoló sugárzás kibocsátása.

A siker ellenére a kísérlet egy tévedést igazolt. Valójában a fényképezőlemez feketedésének semmi köze nem volt az uránsó fluoreszcenciájához. Abban, hogy ez a tévedés kiderüljön, a szerencse segítette Becquerelt. (Ezzel nincs egyedül. Nagyon sok hírnevet adó felfedezés volt a szerencsének köszönhető, ami természetesen nem csökkenti a felfedező nagyságát.)

Jó kísérleti fizikushoz méltóan kísérleteit meg akarta ismételni. Gondosan előkészítette a becsomagolt fotolemezt, rajta az uránsóval. Az időjárás azonban közbeszólt, nem sütött a nap, ezért egy fiókban helyezte el az összeállítást. Mivel napokig nem volt megfelelő napsütés, egy idő után úgy döntött, előhívja a lemezt, remélve, hogy van rajta valami homályosodás. Legnagyobb meglepetésére a kristály tökéletes árnyékát látta a fotolemezen. Ezután már nem a szerencsén múlott az eredmény. További, nagyon körültekintően végzett kísérletekkel kimutatta, hogy a sugárzásnak semmi köze a fluoreszcencia jelenségéhez. Azt is megállapította, hogy a sugárzás nem függ az urán fizikai vagy kémiai állapotától. Mikor ezt tisztázta, más jelenségek keltették fel figyelmét. Kutatásait Marie Sklodowska-Curie(1867-1934) folytatta tovább, férje Pierre Curie(1859-1906) és annak testvére segítségével. 1898-ban felfedeztek két új kémiai elemet: a polóniumot és a rádiumot. A jelenségre a radioaktivitás kifejezést először a Curie házaspár használta 1898-ban. Rutherford 1898-ban kezdett az újonnan felfedezett sugárzással foglalkozni. Ő úgy találta, hogy a radioaktív sugárzás kétféle sugárzásból áll. Tőle származik az α-, β-sugárzás elnevezés.

A Curie házaspár megfigyeléseiből arra következtetett, hogy a Becquerel által felfedezett sugárzás során az anyag átalakul. Ezt a megállapítást tette Rutherford és Frederick Soddy(1877-1956) is, akik 1902-ben egy cikkükben óvatosan utalnak arra, hogy a sugárzás során elemátalakulás játszódik le.

A radioaktivitás felfedezése a tudományos világ számára meglepő és hihetetlen volt. Alig 100 év telt el azóta, hogy Lavoisier kimondta az oszthatatlan atomok létezését. Még kevesebb idő telt el azóta, hogy az atomelmélet általánosan elfogadottá vált és még 10 év volt hátra Rutherford atommodelljének megalkotásáig.