Из статьи Фредерика и Ирен Жолио-Кюри

Из статьи Фредерика и Ирен Жолио-Кюри

«Новый вид радиоактивности»

Недавно нам удалось доказать методом камеры Вильсона, что некоторые легкие элементы (бериллий, бор, алюминий) испускают положительные электроны при бомбардировке ихa-лучами полония. Согласно нашему истолкованию этого явления, эмиссия положительных электронов бериллием должна быть приписана внутренней материализации a-излучения, в то время как положительные электроны, испускаемые бором и алюминием, являются электронами, возникающими в ядерной реакции и сопровождающими испускание нейтронов. В ходе опытов по выяснению механизма этих явлений рами было обнаружено следующее.

Испускание положительных электронов некоторыми легкими элементами, подвергнутыми облучению a-лучами полония, продолжается в течение некоторого более или менее продолжительного времени после удаления источника a-лучей. В случае бора, например, этовремя достигает получаса.

Алюминиевая фольга помещается на расстояние 1 мм от полониевого источника. После облучения, продолжавшегося в течение примерно 10 мин, фольга помещается над счетчиком Гейгера - Мюллера с окошком, закрытым алюминиевым листочком толщиной в 7/100 мм. При этом мы обнаружили, что фольга испускает некоторое излучение, интенсивность которого убывает экспоненциально со временем с периодом полураспада, равным 3 мин и 15 с. Аналогичный результат был получен с бором и магнием, у которых оказались другие периоды полураспада: у бора - 14 мин, а у магния - 2 мин 30 с.

Интенсивность излучения (измеренная немедленно после облучения ?-лучами) возрастает при увеличении продолжительности облучения, приближаясь к некоторому предельному значению.

Для полониевого источника активностью в 60 милликюри начальные интенсивности, измеренные счетчиком, оказываются одного порядка для В, Mg, Al и равны примерно 150 импульсам в минуту.

Для элементов Н, Li, С, Be, N, О, F, Na, Ca, Ni и Ag отсутствовал какой-либо эффект. Возможно, что у некоторых из этих элементов наблюденное нами явление не возникает совсем, а у других сопровождается чересчур малым периодом полураспада.

При уменьшении энергии a-лучей, бомбардирующих алюминий, количество положительных электронов уменьшается, но период полураспада при этом, по-видимому, не изменяется. При уменьшении энергии a-лучей до 10⁶ эВ электроны почти не наблюдаются.

Эти опыты доказывают существование нового типа радиоактивности, сопровождаемой испусканием положительных электронов. Мы полагаем, что в случае алюминия реакция происходит следующим образом:

Изотоп фосфора  является радиоактивным. Он обладает периодом полураспада 3 мин 15 с и испускает положительные электроны, согласно реакции

Для бора и магния можно себе представить аналогичные реакции, приводящие к образованию неустойчивых ядер   и . Изотопы , ,  не наблюдаются в природе, так как они могут существовать только в течение очень короткого времени...

Таким образом, в настоящей работе удалось впервые при помощи внешнего воздействия вызвать у некоторых атомных ядер радиоактивность, которая сохраняется в течение измеримого времени в отсутствие возбуждающей причины.

Радиоактивности, аналогичные наблюденным нами, безусловно могут быть получены при помощи бомбардировки другими частицами...

Из статьи ?. Жолио-Кюри

«Экспериментальные доказательства аннигиляции положительных электронов»

Положительные электроны наблюдаются всегда в течение очень короткого времени после их образования, когда они еще находятся в быстром движении. Следует выяснить вопрос, во что превращаются электроны после того, как они потеряли свою скорость.

Согласно теории Дирака, положительный электрон при столкновении со свободным или слабо связанным отрицательным электроном может исчезать, образуя два фотона, испускаемых в противоположных направлениях. Энергия каждого из фотонов составляет 0,5·10⁶ эВ; сумма этих энергий, равная 10⁶ эВ, соответствует аннигиляции массы двух электронов. Время жизни положительного электрона менее  10^-9 с ...

При столкновении положительного электрона с электроном, сильно связанным с ядром, аннигиляция должна происходить с испусканием одного фотона с энергией 10⁶ эВ. Вероятность этого процесса, вычисленная теоретически, согласно Ферми и Уленбеку, значительно меньше вероятности первого, указанного выше процесса...

Если такая интерпретация возможна в случае фотонов с энергией  0,5  10⁶ эВ, то, по-видимому, она не подходит для фотонов 10⁶ эВ, поскольку наблюдаемая интенсивность (1/3 от интенсивности излучения с энергией 0,5 10⁶ эВ) гораздо выше, чем это предсказывает теория.

Предпринятые мной и описанные в данной заметке опыты дали результаты, согласующиеся с предсказаниями теории Дирака относительно аннигиляции позитронов.

Сильный источник позитронов (80 милликюри) в виде слоя полония, нанесенного путем испарения на алюминиевую подложку и покрытого слоем алюминия, помещается между полюсными наконечниками электромагнита вблизи от края, где поле неоднородно...Положительные электроны движутся по циклоиде, смещаясь вдоль окружности с центром, лежащим на оси полюсных наконечников, и попадают на свинцовый или, алюминиевый экран, установленный над счетчиком Гейгера - Мюллера. Радиатор и счетчик защищены от слабого g-излучения, испускаемого источником, толстым свинцовым экраном, установленным в межполюсном пространстве магнита.

В зависимости от направления магнитного поля на радиатор попадают либо положительные, либо отрицательные электроны, испускаемые источником. В счетчике имеется небольшое отверстие, закрытое алюминиевой фольгой. Вначале, в отсутствие радиатора, я определил число положительных и отрицательных электронов,  попадающих в то  место, где расположен радиатор...
При установленном радиаторе производится ряд перекрестных измерений, закрывая источник слоем свинца толщиной в 3 мм и открывая его. При поглощении положительных электронов слоем свинца толщиной в 1,5 мм наблюдается увеличение числа зарегистрированных частиц на 16%. Никакой заметной разницы в счете не наблюдается, если поглощаются не положительные, а отрицательные электроны. Установка между радиатором и счетчиком свинцовых экранов все возрастающей толщины  показывает, что интенсивность наблюдаемого излучения в первом случае уменьшается экспоненциально. Коэффициент массового поглощения в свинце равен 0,24. Соответствующее значение энергии испускаемых фотонов составляет (485000 ± 60000) эВ.
Интенсивность испускаемого излучения не зависит от природы радиатора (Pl, Al). Расчет показывает, что число квантов, испускаемых излучателем внутри телесного угла 2?, одного порядка с числом позитронов, попадающих на радиатор...

Итак, эти опыты ясно показывают, что при поглощении положительных электронов в веществе наблюдается испускание веществом фотонов с энергией, близкой к 0,5 10⁶ эВ, в количестве, приблизительно равном удвоенному числу падающих положительных электронов.

Следовательно, можно заключить, что процесс аннигиляции положительных электронов, предположенный Дираком, подтверждается этими опытами.