Презентация "От радиоактивности до Радиевого института"

От радиоактивности до Радиевого института Презентация выполнена Тарабуриной Анной Владимировной §1. « … девятый вал»

Корни всякого открытия лежат далеко в глубине, и как волны, бьющиеся с разбега на берег, много раз плещется человеческая мысль около подготовляемого открытия, пока придет девятый вал.

В. И. Вернадский

Открытие Анри Беккерелем в 1896 году явления радиоактивности

• Позволило проникнуть вглубь атома и приоткрыть окно в мир ядерной физики.
• За этим открытием последовала лавина экспериментальных открытий и развернувшаяся научная революция, приведшая к проникновению физиков в мир атома, атомного ядра и элементарных частиц.

Беккерель открыл радиоактивность во время работ по исследованию фосфоресценции в солях урана. Исследуя работу Рентгена, он завернул флюоресцирующий материал — уранилсульфат калия в непрозрачный материал вместе с фотопластинками, с тем, чтобы приготовиться к эксперименту, требующему яркого солнечного света. Однако ещё до осуществления эксперимента Беккерель обнаружил, что фотопластинки были полностью засвечены. Это открытие побудило Беккереля к исследованию спонтанного испускания ядерного излучения.

• Беккерель открыл радиоактивность во время работ по исследованию фосфоресценции в солях урана. Исследуя работу Рентгена, он завернул флюоресцирующий материал — уранилсульфат калия в непрозрачный материал вместе с фотопластинками, с тем, чтобы приготовиться к эксперименту, требующему яркого солнечного света. Однако ещё до осуществления эксперимента Беккерель обнаружил, что фотопластинки были полностью засвечены. Это открытие побудило Беккереля к исследованию спонтанного испускания ядерного излучения.

Изображение фотопластинки Беккереля, которая была засвечена излучением солей урана. Ясно видна тень металлического мальтийского креста, помещённого между пластинкой и солью урана. Открытия М. Склодовской-Кюри и П. Кюри радия и полония в 1898 году Радий занял 88 клетку в таблице Менделеева, являясь самым тяжелым из известных щелочноземельных элементов

Особый интерес к радию возрос после открытия физиологических свойств испускаемых им лучей. Появились надежды на успешную борьбу со злокачественными новообразованиями. Наконец, возбуждаемая лучами радия люминесценция некоторых веществ позволила успешно использовать его для приготовления светящихся составов длительного действия. Интересы медицины, военного дела и науки способствовали бурному росту радиевой промышленности и организации ряда радиевых институтов.

Первые заводы для получения радия были построены в 1902-1903 годах во Франции, Германии, Австро-Венгрии и Англии. С 1914 года центр производства радия переместился в США, а с 1923 в Бельгию.

Радиоактивность одно из первых доказательств сложного строения атома

• Термин радиоактивность произошел от радия.
• Радий (от лат. Radius – луч) - radium
• Радиоактивность – это способность атомов некоторых химических элементов к самопроизвольному излучению.
• В 1903 году Анри Беккерель получил совместно с Пьером и Марией Кюри Нобелевскую премию по физике «В знак признания его выдающихся заслуг, выразившихся в открытии самопроизвольной радиоактивности».

Разделение радиоактивного пучка радия на α, β, γ-частицы

• Радиоактивные элементы дали в распоряжение экспериментаторов быстрые электроны (β-лучи), благодаря чему были заложены экспериментальные основы электронной и атомной физики, и α-частицы, с помощью которых была открыта ядерная структура атома.

Открытия Э. Резерфорда, выдвинувшего в 1911 году ядерную модель атома

• само понятие «атомное ядро» им было предложено в 1912 году.

На основе ядерной модели Н. Бор в 1913 году создал квантовую теорию атома

• развитие которой привело к теоретическому объяснению периодической системы элементов Менделеева и созданию квантовой механики (1925-1927).

Таким образом, становится очевидной основополагающая роль явления радиоактивности в научной революции в физике в целом и в становлении ядерной науки в частности.

• Таким образом, становится очевидной основополагающая роль явления радиоактивности в научной революции в физике в целом и в становлении ядерной науки в частности.

§2. Создание Радиевого института Центральной фигурой российской Академии наук в комплексном изучении радиоактивности становится Владимир Иванович Вернадский

• адъюнкт Академии с 1906 года, экстраординарный академик с 1908 года и ординарный академик с 1912 года.
• В 1907 году занялся систематическим изучением радиоактивных минералов России.
• В 1908 г. добивается включения работ по изучению радиоактивности и радиоактивных руд России в число приоритетных тем Академии наук, финансируемых государством. Тогда же организуется одна из первых радиологических экспедиции в Фергану, которая открыла знаменитое месторождение урановой руды в Тюя-Муюне.

В 1910 году Вернадский организовал Радиевую комиссию Академии наук. Свои радиологические изыскания он вел в Минералогической лаборатории Академии наук (позже она называлась Радиогеохимической лабораторией Геологического и минералогического музея Академии наук).

• В 1910 году Вернадский организовал Радиевую комиссию Академии наук. Свои радиологические изыскания он вел в Минералогической лаборатории Академии наук (позже она называлась Радиогеохимической лабораторией Геологического и минералогического музея Академии наук).
• В 1914 году Вернадский пригласил своего первого ученика Виталия Григорьевича Хлопина для проведения радиохимических исследований.

В 1915 году по инициативе и под руководством Вернадского была создана Комиссия по изучению естественных производительных сил России (КЕПС), основной задачей которой стало выявление всех природных богатств страны и применение их для народного хозяйства и обороны. В Радиевый отдел КЕПСа вошли ученики и сотрудники  Вернадского Виталий Григорьевич Хлопин, А.Е. Ферсман, К.А. Ненадкевич и другие.

• В 1915 году по инициативе и под руководством Вернадского была создана Комиссия по изучению естественных производительных сил России (КЕПС), основной задачей которой стало выявление всех природных богатств страны и применение их для народного хозяйства и обороны. В Радиевый отдел КЕПСа вошли ученики и сотрудники  Вернадского Виталий Григорьевич Хлопин, А.Е. Ферсман, К.А. Ненадкевич и другие.

АРАН располагает обширным фондом В.И. Вернадского, материалы которого в живой и наглядной форме представляют эти ранние, дореволюционные страницы изучения радиоактивности в России, свидетельствующие о важной роли в этом деле В.И. Вернадского и вместе с ним Академии наук. Это – прежде всего, дневниковые записи В.И. Вернадского, письма к нему первых российских исследователей радиоактивности, письма некоторых иностранных корреспондентов (в частности, письмо М. Склодовской-Кюри 1911 года), а также фрагменты некоторых его выступлений, в которых он пророчески говорит об атомной энергии и перспективах ее практического использования и предупреждает об опасности ее военного применения.

В 1922 году он говорил и писал об этом: «Недалеко то время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник сил, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет...Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту силу, которая неизбежно должна дать ему наука?»

Государственный Радиевый Институт (ГРИ) был создан в 1922 году

• по инициативе и под руководством академика В. И. Вернадского путем объединения всех имевшихся к тому времени в Петрограде радиологических учреждений: Радиевой лаборатории Академии наук, Радиевого отделения государственного рентгенологического и радиологического института и Радиохимической лаборатории.
• Новому институту были подчинены радиевый рудник и завод в Бондюге (Татарстан).

• Основной стратегической задачей Института, согласно В.И. Вернадскому, было провозглашено «овладение атомной энергией – самым могучим источником силы, к которому подошло человечество в своей истории» .

§3. Развитие радиевого института В 1937 году Л. В. Мысовским, Г. А. Гамовым и И. В. Курчатовым был запущен первый в Европе циклотрон.

• Циклотрон Радиевого института стал первым циклотроном в Европе. Он был построен в 1937 году и активно использовался для научных исследований вплоть до 1950-х годов. Его диаметр составляет 1 метр, на момент начала строительства он был в четыре раза больше существующего образца (циклотрон Лоуренса).
• За время строительства и запуска этого циклотрона был накоплен бесценный опыт. Это позволило построить новый циклотрон в Институте ядерных проблем (Дубна) диаметром 6 метров.

В 1940 году К. А. Петржаком и Г. Н. Флеровым было открыто явление спонтанного деления урана.

• Спонтанное деление — разновидность радиоактивного распада тяжёлых атомных ядер. Спонтанное деление является делением ядра, происходящим без внешнего возбуждения (вынужденного деления), и даёт такие же продукты, как и вынужденное деление: осколки (ядра более легких элементов) и несколько нейтронов. По современным представлениям, причиной спонтанного деления является туннельный эффект.
• Вероятность спонтанного деления растет с увеличением числа протонов в ядре. Эта вероятность зависит от параметра:
• где Z — число протонов, а A — общее число нуклонов.

Мирные ядерные взрывы СССР

• В 50—60-е годы основными направлениями научных исследований института являлись радиохимическое обеспечение советской атомной промышленности, фундаментальные и прикладные исследования в области физики атомного ядра. За период с 1965 по 1984 годы сотрудники Радиевого института приняли участие в проведении 55 мирных подземных ядерных взрывов на территории СССР.

Взрывы по целям

• Создание подземных емкостей и хранилищ для создания запаса полезных ископаемых — 42 взрыва,
• Глубинное сейсмическое зондирование земной коры, для выявления залежей полезных ископаемых — 39 взрывов,
• Интенсификация добычи газа и нефти — 21 взрыв,
• Экскавационные эксперименты (выемка и перемещение огромных объёмов породы и грунта) — 6 взрывов,
• Ликвидация аварийных газовых фонтанов — 5 взрывов,
• Образование провальных воронок (воронок от взрывов) — 3 взрыва,
• Захоронение жидких токсичных отходов (перекрытие взрывом путей отхода сопутствующим добычи ископаемых вредных отходов не поддающихся очистке) — 2 взрыва
• Дробление руды — 2 взрыва,
• Предупреждение внезапных выбросов угольной пыли и метана (специализированный взрыв для нужд угледобычи) — 1 взрыв,
• Создание плотины-хвостохранилища путем рыхления породы (специализированный взрыв для нужд нефтедобычи) — 1 взрыв.

Адреса Радиевого института в городе:

• Первоначально размещался по ул. Рентгена, 1 - Каменноостровский пр., 23.
• На фасаде по Каменноостровскому пр. - мемориальная доски в честь акад. Вернадского и В. Г. Хлопина, по ул. Рентгена - в честь акад. Б. П. Никольского, на дворовом фасаде - в честь всех академиков и чл.-корр. АН - сотрудников (14 имен).
•  Здесь же находится Музей Радиевого института с мемориальным кабинетом Вернадского и Хлопина.
• В настоящее время расположен по адресу -  2-й Муринский пр., 28.

§4. Радиевый институт сегодня Изготовление радиоактивных фармацевтических препаратов

• Производство радиоактивных фармацевтических препаратов для эффективной диагностики онкологических заболеваний началось с конца 80 – х годов .
• С помощью ускорителей и реакторов Радиевый институт получает изотопы йода, галлия, технеция и других элементов. Из них получают радиоактивные фармацевтические препараты.
• Сейчас продукцию института используют порядка 20 клиник Санкт-Петербурга. Это приблизительно 45000 диагнозов в год.

Новые технологии производства ядерного топлива

• Разрабатывают новые технологии, которые будут применяться для производства нового типа ядерного топлива на еще только строящемся заводе в Красноярском крае.

Подземная лаборатория Радиевого института

• Находится в петербургском метрополитене в переходе от станции «Гостиный Двор» на станцию «Невский проспект».
• Специалисты института изучают загрязнение Балтийского моря.

Исследования на месте аварии Чернобыльской АЭС

• Специалисты института работали на месте аварии Чернобыльской АЭС в течение 7 месяцев.

Исследования в Японском море

• Ученые больше месяца провели в окрестностях Японии, где изучали последствия радиоактивных выбросов АС «Фукусима» для Дальнего Востока.
• Именно эта экспедиция выяснила, что опасные вещества ушли в сторону противоположную от России.

05. 02. 1990 год. Эксперимент на орбитальной станции «МИР»

• Космонавты получают информацию об интенсивности галактического излучения на самой станции и на расстоянии 35 м в открытом космосе с помощью спектрометра СПИН 6000, созданного в Радиевом институте.
• Спустя 20 лет в Санкт-Петербурге создан новый прибор для международной космической станции, позволяющий изучать спектры быстрых нейтронов, которые могут влиять на участников будущей длительной экспедиции на Марс.

Проект «Прорыв»

• В будущем каждая АЭС может стать своеобразным заводом по производству и переработке ядерного топлива. Тогда не будет необходимости транспортировки облученных элементов.
• Подробности и ноу-хау этого проекта пока засекречены.

Таким образом, Радиевый институт, став прародителем атомной промышленности, и сегодня остается в авангарде науки и инженерной мысли.

§5. ЖЕНСКОЕ ЛИЦО НАУКИ Молодость – это не мера времени и лет, это мера душевного потенциала. О. Куваев Ирина Дмитриевна Борнеман-Старынкевич (1890 – 1988)

• Выпускница Царскосельской Мариинской женской гимназии, окончила Высшие Бестужевские женские курсы, училась в Геттингенском университете.
• С 1914 г. работала в Радиевой лаборатории (с 1922 г. Радиевом институте) у В. И. Вернадского.

В 1945 году защитила докторскую диссертацию и через несколько лет стала заведовать Центральной химической лабораторией

• Изучала редкие минералы Хибин и Ловозера.
• В ее честь названы минералы Иринит и Борнеманит.
• Воспоминания дочери Е. Халезовой «О маме».

Источники:

• http://khlopin.ru/
• программа «Горизонты атома» канала РОССИЯ 24 http://www.youtube.com/watch?v=Qto90w9jeKQ
• http://www.igem.ru/lab_analiz/pamiat/borneman_vospom.htm
• Шашуков Е. А. Беседы в музее Радиевого института: Очерк. Часть I/ Радиевый институт им. В. Г. Хлопина. СПб., 2002