E NRICO F ERM I
Artificial radioactivity produced by neutron
bombardment
Nobel Lecture, December 12, 1938
Although the problem of transmuting chemical elements into each other
is much older than a satisfactory definition of the very concept of chemical
element, it is well known that the first and most important step towards its
solution was made only nineteen years ago by the late Lord Rutherford, who
started the method of the nuclear bombardments. He showed on a few examples
that, when the nucleus of a light element is struck by a fast α-particle,
some disintegration process of the struck nucleus occurs, as a consequence
of which the α-particle remains captured inside the nucleus and a different
particle, in many cases a proton, is emitted in its place. What remains at the
end of the process is a nucleus different from the original one; different in
general both in electric charge and in atomic weight.
The nucleus that remains as disintegration product coincides sometimes
with one of the stable nuclei, known from the isotopic analysis; very often,
however, this is not the case. The product nucleus is then different from all
"natural" nuclei; the reason being that the product nucleus is not stable. It
disintegrates further, with a mean life characteristic of the nucleus, by emission
of an electric charge (positive or negative), until it finally reaches a stable
form. The emission of electrons that follows with a lag in time the first practically
instantaneous disintegration, is the so-called artificial radioactivity,
and was discovered by Joliot and Irene Curie at the end of the year 1933.
These authors obtained the first cases of artificial radioactivity by bombarding
boron, magnesium, and aluminium with α-particles from a polonium
source. They produced thus three radioactive isotopes of nitrogen, silicon
and phosphorus, and succeeded also in separating chemically the activity
from the bulk of the unmodified atoms of the bombarded substance.
The neutron bombardment
Immediately after these discoveries, it appeared that α-particles very likely
did not represent the only type of bombarding projectiles for producing
RADIOACTIVITY BY NEUTRON BOMBARDMEN T 415
artificial radioactivity. I decided therefore to investigate from this point of
view the effects of the bombardment with neutrons.
Compared with a-particles, the neutrons have the obvious drawback that
the available neutron sources emit only a comparatively small number of
neutrons. Indeed neutrons are emitted as products ofnuclear reactions, whose
yield is only seldom larger than 10-4. This drawback is, however, compensated
by the fact that neutrons, having no electric charge, can reach the
nuclei of all atoms, without having to overcome the potential barrier, due to
the Coulomb field that surrounds the nucleus. Furthermore, since neutrons
practically do not interact with electrons, their range is very long, and the
probability of a nuclear collision is correspondingly larger than in the case
of the α-particle or the proton bombardment. As a matter of fact, neutrons
were already known to be an efficient agent for producing some nuclear
disintegrations.
As source of neutrons in these researches I used a small glass bulb containing
beryllium powder and radon. With amounts of radon up to 800 millicuries
such a source emits about 2 x 107 neutrons per second. This number is of
course very small compared to the yield of neutrons that can be obtained
from cyclotrons or from high-voltage tubes. The small dimensions, the perfect
steadiness and the utmost simplicity are, however, sometimes very useful
features of the radon + beryllium sources.
Nuclear reactions produced by neutrons
Since the first experiments, I could prove that the majority of the elements
tested became active under the effect of the neutron bombardment. In some
cases the decay of the activity with time corresponded to a single mean life;
in others to the superposition of more than one exponential decay curve.
A systematic investigation of the behaviour of the elements throughout
the Periodic Table was carried out by myself, with the help of several collaborators,
namely Amaldi, d’Agostino, Pontecorvo, Rasetti, and Segré. In
most cases we performed also a chemical analysis, in order to identify the
chemical element that was the carrier of the activity. For short living substances,
such an analysis must be performed very quickly, in a time of the
order of one minute.
The results of this first survey of the radioactivities produced by neutrons
can be summarized as follows: Out of 63 elements investigated, 37 showed
416 1938 E.FERMI
an easily detectable activity; the percentage of the activatable elements did
not show any marked dependence on the atomic weight of the element.
Chemical analysis and other considerations, mainly based on the distribution
of the isotopes, permitted further to identify the following three types of
nu
nrico E F อืมฉันเทียมที่ผลิตโดยรังสีนิวตรอนโจมตีโนเบลบรรยาย 12 ธันวาคม 1938แม้ว่าปัญหาของการสร้างองค์ประกอบทางเคมีในแต่ละอื่น ๆแก่กว่านิยามที่น่าพอใจของแนวคิดมากของสารเคมีองค์ประกอบ มันเป็นที่รู้จักกันดีว่าขั้นตอนแรกและสำคัญที่สุดต่อของมันวิธีทำเพียงสิบเก้าปีก่อนใต้เท้า Rutherford , ที่เริ่มวิธีของ bombardments นิวเคลียร์ เขาได้แสดงในตัวอย่างที่เมื่อนิวเคลียสของธาตุแสงจะหลงโดยเร็วแอลฟาอนุภาคบางกระบวนการแตกตัวของ นิวเคลียสที่เกิดขึ้นเป็นผลมาจากการหลง ,ซึ่งอนุภาคแอลฟายังคงจับภายในนิวเคลียส และแตกต่างกันในหลายกรณีเป็นอนุภาคโปรตอน จะออกมาในสถานที่ สิ่งที่ยังคงที่จบกระบวนการ เป็นส่วนที่แตกต่างจากเดิมหนึ่ง แตกต่างกันทั่วไปทั้งในค่าใช้จ่ายไฟฟ้าและน้ําหนักอะตอมนิวเคลียสนั้น ยังคงเป็นผลิตภัณฑ์ย่อมเกิดขึ้นบางครั้งกับหนึ่งของนิวเคลียสเสถียร , ที่รู้จักกันจากการวิเคราะห์ไอโซโทป ; บ่อยแต่นี้เป็นกรณีที่ไม่ นิวเคลียสจะแตกต่างจากผลิตภัณฑ์" นิวเคลียสธรรมชาติ " ; เหตุผลที่นิวเคลียสผลิตภัณฑ์ไม่คงที่ มันช่วยสลายต่อไป กับหมายความว่าชีวิตลักษณะของนิวเคลียส โดยปล่อยของประจุไฟฟ้า ( บวกหรือลบ ) จนกระทั่งไปถึง มั่นคงแบบฟอร์ม การปล่อยพลังงานของอิเล็กตรอนที่ตามมากับความล่าช้าในเวลาแรกจริง" การเป็นกัมมันตภาพรังสีเทียมที่เรียกว่า ,และถูกค้นพบโดย joliot และไอรีน กูรีที่ส่วนท้ายของปี 1933 .ผู้เขียนเหล่านี้ได้รับรายแรกของกัมมันตภาพรังสี โดยแสงเทียมโบรอน , แมกนีเซียม และอลูมิเนียมกับแอลฟาอนุภาคจากพอโลเนียมแหล่งที่มา พวกเขาผลิต ดังนั้นสามไอโซโทปกัมมันตรังสีของไนโตรเจน , ซิลิคอนและฟอสฟอรัส และประสบความสำเร็จในการแยกประเภทกิจกรรมจากกลุ่มของอะตอมแปรของการระดมยิงสารนิวตรอนโจมตีทันทีหลังจากการค้นพบเหล่านี้ปรากฎว่าอนุภาคแอลฟามีแนวโน้มมากไม่ได้เป็นตัวแทนของประเภทเดียวที่มีอุปกรณ์สำหรับการผลิตทางรังสีนิวตรอน bombardmen T 415รังสีเทียม ฉันตัดสินใจแล้วจึงตรวจสอบจากจุดนี้ของดูผลของการโจมตีด้วยนิวตรอนเมื่อเทียบกับ a-particles , นิวตรอนมีข้อเสียเปรียบที่ชัดเจนแหล่งนิวตรอนพร้อมปล่อยเพียงจำนวนน้อยเปรียบเทียบของนิวตรอน จริงๆแล้วรูปออกมาเป็นสินค้าที่มี ofnuclear ปฏิกิริยาผลผลิตเพียงแทบจะใหญ่กว่า 10-4 . ข้อเสียเปรียบนี้คือ , อย่างไรก็ตาม , ชดเชยโดยข้อเท็จจริงว่า นิวตรอนไม่มีประจุไฟฟ้า สามารถเข้าถึงนิวเคลียสของอะตอมโดยไม่ต้องเอาชนะอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้น เนื่องจากส่วนของเขตที่ล้อมรอบนิวเคลียส นอกจากนี้ เนื่องจากนิวตรอนแทบจะไม่โต้ตอบกับอิเล็กตรอน ช่วงยาวมาก และความน่าจะเป็นของการชนกันนิวเคลียร์เป็นต้องกัน มีขนาดใหญ่กว่า ในกรณีของโปรตอน อนุภาคแอลฟาหรือทิ้งระเบิด เป็นเรื่องของความเป็นจริง , นิวตรอนก็เรียกว่าเป็น ตัวแทนที่มีประสิทธิภาพเพื่อการผลิตบางนิวเคลียร์disintegrations .เป็นแหล่งของนิวตรอน ในงานวิจัยนี้ใช้หลอดแก้วขนาดเล็กที่มีผงเบริลเลียมและเรดอน . กับปริมาณของก๊าซเรดอนถึง 800 millicuriesเป็นแหล่งปล่อยประมาณ 2 x 107 นิวตรอนต่อวินาที นี่เป็นเบอร์ของหลักสูตรน้อยมากเมื่อเทียบกับผลผลิตของนิวตรอนที่สามารถได้รับจากล่ำสันหรือจากแรงดันสูงหลอด ขนาด เล็ก ที่สมบูรณ์แบบความมั่นคงและเรียบง่ายที่สุด แต่บางครั้งก็มีประโยชน์มากคุณสมบัติของก๊าซเรดอน + ลักษณะของแหล่งที่มาปฏิกิริยา นิวเคลียร์ นิวตรอน ผลิตโดยเนื่องจากการทดลองครั้งแรก ผมสามารถพิสูจน์ได้ว่าส่วนใหญ่ขององค์ประกอบทดสอบ กลายเป็นงานที่ใช้งานภายใต้ผลกระทบของนิวตรอนทิ้งระเบิด ในบางกรณีการสลายตัวของกิจกรรมกับเวลาของชีวิตหมายถึง เดียวในอื่น ๆเพื่อรวมมากกว่าหนึ่งผุแบบโค้งระบบการศึกษาพฤติกรรมขององค์ประกอบทั่วตารางธาตุได้ดําเนินการเอง ด้วยความช่วยเหลือของหลายผู้ร่วมงานคือ amaldi ดีกอสติโน่ พอนเตค ์โว rasetti , , , , และ segr กวางเจา ในกรณีส่วนใหญ่เราแสดงยังวิเคราะห์ทางเคมี เพื่อ ระบุองค์ประกอบทางเคมีที่เป็นพาหะ ของกิจกรรม สำหรับสารชีวิตสั้นเช่น การวิเคราะห์จะต้องดำเนินการอย่างรวดเร็วในเวลาของลำดับ 1 นาทีผลการสำรวจนี้แรกของ radioactivities ผลิตโดยนิวตรอนสามารถสรุปได้ดังนี้ จาก 63 ธาตุได้ 37 แสดง416 e.fermi 1938กิจกรรมที่ตรวจพบได้อย่างง่ายดาย ; ร้อยละขององค์ประกอบ activatable ทำไม่แสดงใด ๆเครื่องหมายพึ่งพามวลอะตอมของธาตุการพิจารณาการวิเคราะห์ทางเคมีและอื่นๆ ตามหลักในการกระจายของไอโซโทป อนุญาตเพิ่มเติมเพื่อระบุสามประเภทดังต่อไปนี้นู๋
การแปล กรุณารอสักครู่..
