2.3. Енергія, яку випромінює радій

Люмінесцентні речовини випромінюють свій світ тільки тоді, коли вони попередньо освітлені сонячним світлом. Якщо оберегти їх речовини від потрапляння на них сонячних променів, то вони перестають світитися. Коли було встановлено, що і промені радію теж викликають флюоресценцію, вчені відразу ж помітили, що справа тут виглядає дуже своєрідно. Крупинка радію, домішана, наприклад, до сірчаного цинку, змушує його світитись безперервно. І день, і ніч, і тиждень, і місяці, і рік велося спостереження, а сірчаний цинк продовжував світитись без помітного ослаблення інтенсивності. Вийшов досить парадоксальний результат. Якщо люмінесценція викликан радіоактивними променями, то радій "випромінює ці промені без видимого ослаблення інтенсивності неперервно і невизначено довго.

Як же це може бути? Адже, напевно, ці промені, як і всякі інші, мають енергію? Виходить, що радій безперервно випромінює енергію? Відповідь на це питання дав П'єр Кюрі.

Незабаром після отримання сильних препаратів радію він зауважив, що речовина, яка містить радій, завжди тепліша, ніж навколишні предмети. Цією обставиною він і вирішив скористатися для вимірювання енергії, що виділяється радієм. Він взяв калориметр - прилад, зазвичай вживаний для вимірювання теплової енергії. Калориметр мав досить товсті стінки, щоб радіоактивні промені без остачі поглиналися в нього і в лід, яким він був наповнений. Так як на той час експериментальні дані про поглинання радіоактивних променів різними тілами були досить добре відомі, такий калориметр можна було порівняно легко розрахувати. Про величину енергії, що виділяється радієм, можна було судити за кількістю розталого льоду.

Знаючи, скільки тепла потрібно на розплавлення одного грама льоду (прихована теплота плавлення) і, зваживши кількість розплавленого льоду, можна встановити, скільки тепла за обраний для дослідження проміжок часу виділяє взята кількість радію. Звідси легко розрахувати, скільки енергії виділяє один грам радію в секунду.

З цих вимірів Кюрі знайшов, що один грам радію виділяє на годину 140 малих калорій. 140 малих калорій - це невелика енергія (мала калорія - це кількість тепла, здатне нагрівати один грам води на один градус Цельсія). Таким чином, енергія, що виділяється радієм, така мала, що кількість її, необхідна для нагрівання однієї склянки води до кипіння, виділиться одним грамом радію тільки протягом шести діб.

Енергія, що виділяється радієм в одну годину, невелика. Але ж вона виділяється безперервно протягом дуже великого проміжку часу. Отже, загалом радій виділяє велику кількість енергії. Виникає природне запитання, звідки ж радій черпає цю енергію?

Одним з основних законів фізики є закон збереження і перетворення енергії. Цей закон встановлений на підставі спостережень і досліджень, що охоплюють і узагальнюючих всі відомі в науці факти. Згідно з цим законом енергія не виникає і ніколи не зникає; можливі лише переходи енергії з однієї форми в іншу.

На початку нашого століття слово радій було в багатьох на вустах. Загадка радіоактивності хвилювала всіх вчених, особливо фізиків, і майже всі вони прагнули знайти пояснення цим, що здавався таємничими, фактів. Шлях був один - вивчати властивості радіоактивних променів і шукати сліди будь-яких змін, що відбуваються з радієм. Але як шукати? Прагнучи розгадати таємницю радіоактивності, вчені йшли різними шляхами, і результати їх величезної творчої роботи не забарилися.