czych
Różne odm iany izotopowe tego samego pierwiastka (z w yjątk iem pierw iastków najlżejszych) zachowują badać zachowanie się poszczególnych pierwiastków w jakichś interesujących nas procesach przy pomocy dodanych do nich atomów izotopu promieniotwórczego.
Te ostatnie dzięki ich zdolności do wysyłania promieni a, f5 lub y mogą być łatw o śledzone metodami, o któ
rych była m owa w yżej. W ten sposób przy pomocy niew ielkiej liczby dodanych atom ów „naznaczonych1*
jakiegoś pierwiastka wnosim y o zachowaniu się w da
nym procesie wszystkich jego atomów. Dzięki temu użycie izotopowych w skaźników d aje nam możność rozróżniania zachowania się atom ów tego samego p ier
wiastka w różnych ich położeniach w molekułach, badać zachowanie się chemiczne jednakowych sub
stancji w ich mieszaninach ze sobą itp. W prow a
dzenie odpowiednich w skaźników izotopowych na określone m iejsca do molekuł lub do określonych składników mieszaniny pozw ala szczegółowo badać drogi przemieszczania się atom ów i cząsteczek podczas reakcji chemicznych, podczas różnych procesów te
chnologicznych itp. Duża czułość i prostota pomiarów
lepiej charakteryzuje nam czułość om awianej metody.
Badanie różnych procesów p rzy pomocy wskaźników prom ieniotwórczych może być przeprowadzane dw o
jako. A lb o do materiału, który ma być badany, doda
jem y izotop prom ieniotw órczy danego pierwiastka, albo też badany m ateriał bom bardujem y neutronami, wzbu
dzając w nim w ten sposób izotopy promieniotwórcze.
Następnie badamy, najczęściej przy pomocy licznika G. M. jak w danym procesie zachowuje się dany izo
top prom ieniotwórczy.
M ożliw ości technicznych zastosowań izotopów pro
mieniotwórczych, zwanych inaczej izotopam i wskaźni
kowym i, albo po prostu wskaźnikami prom ieniotw ór
284
W S Z E C H Ś W I A TU żyw am y ich np. p rzy produkcji, gdzie zachodzi ko
nieczność dokładnego w ym ieszania dwu substancji sproszkowanych. Chcąc m ieć kontrolą rów nom iernego w ym ieszania dwu substancji, np. p rzy produkcji p re
paratów leczniczych, dodajem y do jed n ego z nich pew ną niew ielką ilość izotopu prom ieniotw órczego pierw iastka w chodzącego w je j skład. Izotop ten zdra
dzi nam stan w ym ieszania interesujących nas sub
stancji.
Izotopy A41 i X e m są używ ane w zagadnieniach zw iązanych z opracow aniem w e n ty la c ji hal fabrycznych i kopalń. P rzez dodatek odpow iednich izotopów w skaź
nikow ych do różnych gazów szkodliw ych dla zdrow ia robotników można badać skuteczność rozm aitych urzą
dzeń w en tylacyjn ych przy rozm aitych procesach fa - brykacyjnych.
za pomocą liczn ików G.-M. lub też metodą auto- radiografii. Izotop w skaźnikow y nanosi się na jedną pow ierzchnię trącą i bada się szybkość przenoszenia się go na drugą powierzchnię.
T a sama metoda pozw ala nam śledzić zużyw anie się tarcz z kalibrow anym i otw oram i do przeciągania dru
tó w dla uzyskania ich określonej średnicy. Bom bardu
jem y tarczę w stosie atom owym neutronami i badamy ścieranie się je j metodą autoradiograficzną, umieszcza
ją c drut bezpośrednio na kliszy fotograficznej. Jeste
śmy w ten sposób w stanie w yk ryw a ć 10—10 gram a ma
teriału tarczy na długości 1 cm drutu. M ożna w ten sposób badać, czy ścieranie zachodzi rów nom iernie na całym obw odzie otworu, czy zachodzi w sposób ciągły, czy też skokami.
M etoda ta daje możność dobierania n ajodpow
iedniej-Ryc. 9. K r z y w a ścierania się pierścienia uszczelniają
cego tło k w jed n ocylin d row ym motorze, w zależności od czasu w różnych warunkach pracy. I bieg luzem, I I bieg z obciążeniem. 1) 1-n = 1000 obr/min., 2) -n = 1500 obr/min., 3) n = 2000 obr/min., 4) M = 2,9 K M , n = 2000 obr/min., 6) M = 3,0 K M , n = 2000 obr/min.
W technologii budow y m aszyn i obróbki m etali bada się przy pom ocy izotopów p rom ieniotw órczych ściera
nie się pow ierzchni ślizgających się po sobie (ryc. 8), bada się zużycie różnych części w motorach, np. tło
ków, pierścieni uszczelniających tło k i (ryc. 9), cylin drów, łożysk, bada się ścieranie się noży tokarskich itp. Dotychczasowe m etody badania zużycia się tych części p rzy pom ocy m ikrom etrów i dokładnego ważenia są bardzo kłopotliw e, zajm u ją dużo czasu, w ym agają zużycia dużych ilości m ateriałów i prow adzą w rezul
tacie do w y n ik ó w bardzo niepewnych. D opiero zasto
sowanie w skaźników izotopow ych d a je szybkie i jedno
znaczne rezultaty. Zaletam i tej m etody są:
1. W ysoka dokładność oceny zużycia się,
2. możność pom iaru zużycia się rów nocześnie kilku części podczas ich pracy, bez potrzeby rozbierania m a
szyn, co um ożliw ia badanie w p ływ u na ścieranie roz
m aitych czynników.
M ożem y w ten sposób badać dla maszyn, w zależ
ności od ich obciążenia, tem peratury pom ieszczenia itp.
n ajkorzystniejszy skład smaru p rzy danym m ateriale użytym na osie i łożyska itp. Badania przeprow adzam y
szych m ateriałów na trące się części maszyn dla da
nych w arunków pracy i na odwrót, pozw ala ona dla danych maszyn ustalić najkorzystniejsze warunki pra
cy, b y przedłużyć ich żywot.
P rz y w yb orze wskaźników prom ieniotwórczych na
leży pamiętać, by były spełnione następujące warunki:
1. W większości w ypadków w ażne jest, by w p ro w a dzony izotop nie różnił się sw ym i własnościam i che
m icznym i od jednego z pierw iastków wchodzących w skład trących się części (najlepiej, by b ył to izotop jednego z tych pierw iastków ), by był rozdzielony ró w nom iernie z głębokością i n ie tw o rzy ł niepożądanych zw iązk ów chemicznych z m etalam i trących się po
wierzchni.
2. N ajkorzystniej jest używać izotopów o okresie po
łowicznego rozpadu nie krótszym od 10 dni. W ko
niecznych wypadkach, gdy dobrze jest zorganizowana dostawa izotopów, m ogą być używ ane rów nież m etale radioaktyw ne o okresie połów kow ym ok. 1 dnia.
3. Dany izotop w skaźnikow y w inien dawać odpo
w iedni typ prom ieniowania, by w przeprowadzanej
Pa źd ziernik-listopad 1955
285
próbie m ogło ono być m ierzone z ja k najw iększą w y dajnością.
M etoda izotopów prom ieniotwórczych znalazła duże zastosowanie w m etalurgii. W prow adzając izotopy pro
m ieniotw órcze fosforu, siarki, manganu itp. do szlaki, m ożna badać szybkość przechodzenia tych pierw iast
ków do m etalu stopionego. D aje to możność badania na opracowanie metod uzyskiwania najczystszych m e
tali, często potrzebnych dla zastosowań w nowoczesnej innej drodze, badanie szybkości sam odyfuzji metalu w metal, która zasadniczo w p ływ a na szybkość i cha
rakter zm ian strukturalnych przy obróbce cieplnej sto
pów. Zbadano np. że w temperaturze 700 °C szybkość sam odyfuzji w żelazie a jest 660 razy w iększa niż w że
lazie y.
W yjaśnione zostało, że p rzy produkcji koksu jedna
kow o zachow uje się siarka pochodzenia organicznego i nieorganicznego. P rzez dodatek do w ęgla izotopu C "
można było przestudiować najkorzystniejsze warunki otrzym yw ania produktów suchej destylacji węgla. W ę giel C14 znalazł też ważne zastosowanie przy badaniu procesu cem entacji żelaza dla uzyskania odpow iedniej jeg o twardości na powierzchni. składu chemicznego, sposobu wprow adzenia do gleby, własności tej gleby, nasłonecznienia itp. Badania te przeprowadza się na ogół metodą autoradiografii przez przykładanie sprasowanych roślin do klisz fotograficz
nych. Zastosowanie znajduje ta metoda w studiach nad 2. Badania nad reakcjam i katalitycznym i,
3. Badania odnoszące się do studiów nad budową molekuł złożonych z w iększej liczby atomów.
4. Badania w dziedzinie analizy chemicznej, np. ba
dania rozpuszczalności trudno rozpuszczalnych soli w wodzie, w ody w w ęglow odorach i w tłuszczach, ba
dania zupełności rozdziału substancji p rzy analizach chemicznych, w yk ryw a n ie śladowych domieszek w róż
nych ciałach, jak fosforu i siarki w tkaninach i papie
rze, m iedzi w srebrze, irydu w platynie itp.
Przytoczone w yżej przykłady w dostatecznej mierze dowodzą, ja k ważną dziedziną w ied zy jest nauka o pro
mieniotwórczości, której rozw ój zapoczątkowały prace odkrywcze naszej w ielk iej rodaczki M a rii Skłodow
skiej-Curie. Potw ierdzają też one dobitnie słuszność dobrze znanego powiedzenia, że fizyk a dzisiaj jest z najw ybitniejszych polskich przyrodników , ówcześnie profesora A kadem ii Rolniczej w Dublanach. Studia gim nazjalne odbył w K rakow ie, po czym zapisał się na w yd zia ł filozoficzn y Uniwersytetu Jagiellońskiego, po
św ięcając się studiom fizy k i i chemii, ze szczególnym uwzględnieniem rozw ija ją cej się dziedziny elektroche
mii. P ierw szą jego pracą drukowaną była rozprawa zamieszczona w e Wszechświecie pt. O unoszeniu elek
tryczności przez parę (Wszechświat X V I I I , 1899, str.
789— 792, 805— 807). Stopień doktora filo zo fii uzyskuje w r. 1903 na podstawie pracy O ciśnieniu osmotycznym niektórych roztw orów obliczonem na podstawie sił elektrom otorycznych ogniw koncentracyjnych, która została zamieszczona w Rozprawach Akadem ii U m ie
jętności.
P o uzyskaniu doktoratu udaje się Tadeusz G od lew
ski (1903) do Szw ecji, do Instytutu Svante A r r h e - n i u s a, znakomitego chemika i fizyka, tw órcy teorii dyssocjacji elektrolitycznej, stanowiącej jedną z pod
staw nowoczesnej chemii fizycznej. W ynikiem rocznego pobytu w Sztokholm ie jest praca o dysocjacji elek
trolitów alkoholowych.
Badania ciał prom ieniotwórczych, zapoczątkowane przez B e ą u e r e l a , a następnie rozw inięte przez M a i Godlewski, którego pełen entuzjazmu temperament zadecydował o w yjeźd zie za ocean, by w Montrealu pod kierow nictw em Ernesta Rutherforda rozpocząć tw órczy okres pracy naukowej.
286
W S Z E C H Ś W I A T stosować pracow nię do badań prom ieniotw órczości 1 zdobyć konieczny m ateriał w y jś c io w y do badań. P ra gicznego rozpoczyna prace p rzygotow aw cze do w ydania Polskiego ogólno-biologicznego słownika następców na stanowisku rektora Politechniki — „C zło
w iek a m iary zgoła niepow szedniej".
W szelkie m ateriały jak: hasła, instrukcje, regula
m iny, notatki metodyczne, w zo ry itp., należy nadsy
P a źd ziernik-listopad 1955
287
soką aktywność, rezultat ostateczny nie został jeszcze osiągnięty. T eoria przemian radioaktywnych p rzew iduje, że w minerałach prom ieniotwórczych zawarta rzeczą byłoby stwierdzić, czy tutaj rzeczyw iście zacho
dzi fakt niezgodny z teorią.
Ś w ieżo podjęliśm y robotę chemiczną, m ającą na celu przygotow anie preparatu polonowego w stanie bardzo w ielk iego stężenia. U żyliśm y do tego kilka ton pozo
stałości po w ydobyciu uranu, którym i m ieliśm y m oż
ność rozporządzać. Masa mineralna była traktowana gorącym, dość stężonym roztw orem chlorowodoru, cze
go następstwem było rozpuszczenie praw ie całkow itej zawartości polonu. R oztw ór nie zaw ierający w sobie radu był w fabryce poddany postępowaniu prowadzą
cemu do w ydzielan ia ciała czynnego. Postępowanie to przeprow adzone pod naszym kierunkiem, i którego opis znajduje się w innej, obszerniejszej rozprawie, dostar
czyło około 200 g substancji z prom ieniotwórczością przew yższającą 3500 razy aktywność uranu. Substan
cja ta zaw ierała przeważnie miedź, bizmut, uran, ołów, arsen; aktywność swoją zawdzięczała polonowi. Usiło
w aliśm y oczyścić tę substancję przez postępowanie w y konane już w pracowni.
W tym celu roztw ór w kwasie chlorow odorow ym został strącony amoniakiem, ażeby uwolnić mieszaninę od miedzi. Osad wodorotlenków był gotow any z roz
tw orem N aH O w celu rozpuszczenia ołowiu. Pozosta
łość w ytraw ion o gorącym roztworem węglanu amono
w ego dla rozpuszczenia uranu. W szystkie te czynności powtarzano kilkakrotnie. Otrzymane w końcu w ęglany nierozpuszczalne w w odzie rozpuszczono w kwasie sol
nym, a roztw ór traktowano chlorkiem cynawym. Ca
łość tego postępowania okazała się bardzo skuteczna, gd yż aktywność pierw otną odznaleźliśmy w osadzie ostatecznym w ilości w ystarczająco zupełnej, o czym upewniliśm y się za pomocą odpowiednich oznaczeń.
Osad w ażący około 1 g rozpuszczono na now o w k w a
sie solnym, a roztw ór strącono za pomocą siarkowodoru;
o.trzymaną mieszaninę siarczków przem yw ano siarcz
kiem sodu; pozostałość rozpuszczono ponownie i zno
Próbując oczywiście m aterię aktywną spotkaliśmy się z w ielk im i trudnościami i przekonaliśmy się, że jest pomocą siarczku potasowca. Reakcjami, które nigdy nie zawodzą, okazały się jedynie: strącenie w postaci siarczku czy to z roztworu kwaśnego, czy też zasado
w ego i strącenie za pomocą chlorku cynawego. P o znaliśm y także, że polon osadza się bardzo łatwo przez elektrolizę i że sposób ten może być użyty w celu w y dzielenia ilościowego polonu z roztworu kwaśnego.
Lecz jednocześnie osadzają się też i metale takie, jak roztworu była odparowana na blasze szklanej; ozna
czano w wartości absolutnej prąd nasycenia, otrzy tego szybkość rozpadania się polonu (zmniejszenie do połow y po dniach 140) oraz liczbę cząsteczek, zawartą
nach dobrego uranu smolistego. Nasz preparat promie
niotw órczy mógł tedy zawierać w sobie kilka odsetek polonu czystego, tak że rozbiór w idm ow y mógł być z nim przedsięwzięty z pew nym i w idokam i powodzenia. Otrzy
maliśmy i odfotografow ali kilka w idm iskrowych; nie
ściślejszej jak można identyfikacji linij, których dłu
gość fa li jest znana (z tablic Exnera i Hascheka oraz
identy-288
W S Z E C H Ś W I A T aktyw na nie daje początku prom ieniotw órczości indukow an ej ani dającej się ocenić em isji prom ieni prze
rodzie nieożyw ionej, którego celem jest przedstawienie zagadnień nauki współczesnej od m atem atyki i fizy k i poprzez chemię, m ineralogię do nauk o Ziem i oraz stworzenie terenu dla dyskusji ideologicznej podsta
w ow ych zagadnień nauki, zaw iera kronikę naukową i recen zję oraz artykuł K . M a ś l a n k i e w i c z a U ra nowe m inerały cu rit, skłodowskit i kuproskłodowskit.
L u i s e M a r i e S c h m i e d : D ie magischen S tra h -
szczone na osobnych kredow ych tablicach fotogra fie stanowią cenne uzupełnienie tej pierw szej w języku