방사능 물질
방사능 물질의 발견 역사
1. 1896년 베크렐
-여러 가지 발광 화학약품을 빛에 노출 시킨 후 흑색 종이에 감싸서 사진 건판과 함께 놓았을 때 X선의 작용과 같은 현상이 있는지를 연구하였다.
(이 중에서 우라늄 화합물을 사용했을때만 필름이 감광되었다.)
-우라늄 화합물을 빛에 노출시키지 않았을 때에도 감광되었다.
-그 후 베크렐은 특별한 장치가 필요한 X선과는 달리 우라늄 원소 자체에서부터 오랜 시간 동안 자발적으로 일정한 강도로 방췰되는 것을 발견하고 베크렐선이라 명명하여 X선과 구별하엿다.
2. 1895년 퀴리
-우라늄 광석을 처리하여 우라늄과 화학적으로 다르며 감광작용이나 형광작요이 훨씬 강한 폴로늄과 라듐을 발견
(1898년 이들 물질이 가진 성질을 최초로 방사능이라 불렀으며 방사능을 가진 물질에서 나오는것을 방사선이라 불렀다.)
3. 1899년 러더포드 및 그 외 연구자
-1899년 러더포드는 우라늄 연구 중 방출되는 방사선이 한 종류가 아니라 두 종류 인것을 처음으로 발견하였고
이를 알파선과 베타선이라 하였다.
-1899년 몇몇 연구자 들은 베타선이 자장에 의해 편향되고 비전하가 음극선의 e/m과 같다는 사실을 발견하고 베타선이 전자 인것을 알게 되었다.
-1900년 빌라드는 방사능 물질에서 방출되는 제 3의 방사선을 발간하여 감마선이라 하였따.
(이 감마선은 알파선이나 베타선에 비해 강한 투과력을 가지며 자장의 영향도 받지 않으므로 전하를 갖고 있지 않는 전자기파라 제안하였다.)
-1903년 러더포드는 전기 및 자기 편향실험에서 알파선의 실체를 밝혔다.
(전기 및 자기 편향 실험에서 편향방향으로 보아 알파입자가 양전하이며 전하량은 저자의 전하량보다 2배가 됨을 제안하였고 편향되는 정도가 전자보다 작아 전자의 질량보다 큰것을 밝혔다.)
-1909년 러더포드와 로이는 알파입자가 헬륨 핵 이라는것을 증명하였다.
(이와 같이 러더 포드는 방사능 물질에서 헬륨 핵이 방출됨을 확인함으로써 방사능 물질이 방사선을 방출 한 후 그 모체 물질이 변화하여 새로운 원소의 생성물로 되는 것을 증명하였다.)
방사성 붕괴 형식
1.알파 붕괴
-원자번호 83번, 질량수 209개 이상의 핵 종에서는 원자핵 내의 핵자수가 너무 많아 그들을 묶어두는 짧은 거리에 미치는 핵력이 먼 거리에 작용하는 전기적인 반발력을 이겨내기 어려워 그의 질량수를 4개 줄일 수 있는 알파입자를 방출하여 규모를 작게 함으로써 핵의 불안정성을 줄이는 붕괴이다.
-질량수 4 감소하고 원자번호 2 증가한다.
2.베타 붕괴
-베타붕괴는 핵내의 양성자수와 중성자수의 비율이 불안정할 때
1) 핵내의 중성자수가 양성자수보다 많으면 중성자가 양성자로 변하면서 음전자를 방출하는 네거트론 붕괴가 있고
2) 핵 내의 양성자수가 중성자수보다 많으면 양성자가 중성자로 변하면서 양전자를 방출하는 포지트론붕괴가 있고
3) 또한 핵 내에 양성자수가 중성자수보다 많으면 양성자가 궤도전자를 포획하는 궤도전자포획이 있다.
방사 평형
방사평형이란 연속 붕괴 계열을 형성할때 모핵종이 붕괴하여 자핵종이 생기고 자핵종 자신도 또한 붕괴가 되는데 모핵종 수와 자핵종 수가 일정한 비율을 유지할때 모핵종과 자핵종은 방사평형을 이루었다고 한다.