长鼻猴|基本粒子7｜如何知道α粒子就是氦核？放射性的发现和研究( 三 ) 濒危物种|长隆

不过卢瑟福这人比较严谨，任何的猜测都要经过实验验证，所以在1907年卢瑟福就收集了足够的α粒子，并且观察了它们的光谱，和太阳上发现的一致，至此α粒子就是氦离子才得到了完美的证实。
其实还有第三种射线，叫γ射线，这个名字也是卢瑟福在1903年给起的，他的穿透能力最强，而且不能被电磁偏转，所以随便一猜都能知道这东西跟X射线一样，是波长极短的电磁波， 1914年卢瑟福才证实的他的想法，通过晶体散射γ射线测出来它的波长。
现在我们了解了放射性的三种途径， α射线、β射线和γ射线，其实γ射线在放射性中不怎么重要，因为它是放射性元素的原子核在经历了衰变以后，有时会处在激发态，这种激发态也跟电子一样要落回到基态，这时就会释放出γ射线。
好，那接下来摆在卢瑟福面前的问题就是，为什么这些元素会释放出这些射线呢？这就是卢瑟福关于元素善变现象的发现，这时候卢瑟福已经来到了麦克吉尔大学，在这里他有一个来自英国的搭档，他叫索迪，就是提出同位素概念的那个人。是他俩一起发现了元素的善变。
一开始卢瑟福就注意到钍元素的放射性具有涨落，也就是波动，尤其是放在通风的地方，钍元素的放射性强度一会高，一会低很不稳定。
所以它就把钍元素周围的空气收集到一个瓶子里面，居然发现这些气体也具有放射性，很明显钍元素的周围产生了一种气体，它的放射性是钍放射性强度的一部分。
卢瑟福将这种气体叫钍射气，随后在镭元素的附近也发现了类似的气体，就叫镭射气。到了1903年，卢瑟福和索迪就发现，钍元素包括钍射气在内的总放射性强度的54%都来自于一种叫钍X的物质。
他们的实验过程是这样的，在硝酸钍的溶液中加入氨，就可以让钍离子变成氢氧化钍沉淀下来，而其他的元素会继续留在溶液当中，这样钍就被分离出来了。
那么经过分离以后的钍的沉淀物，放射性就小了很多，而且产生的钍射气也变少了，这就说明有另外一种放射性元素被留在溶液当中，我们称他为钍X ，是它提供了主要的放射性强度。
神奇的是，这些钍的沉淀物在静止了3周以后，又恢复了它原来的反射性强度，也产生了同样丰度的钍X和钍射气。
所以卢瑟福和索迪得出结论，钍在发出放射性的时候，会产生钍X ，钍X又会产生钍射气。索迪是比较有名的化学家，鉴定元素对他来说并不难，所以他们很快就确认了钍射气，包括镭射气其实就是拉塞姆发现的惰性气体中的那一列，是氡气，是氡的两种不同的同位素。
钍X是镭元素的一种同位素是镭224 ，所以说是钍先变成了镭，然后变成了氡气。氡气随风飘摇，随意放射性强度忽高忽低。
在1903年的时候卢瑟福和索迪就把以上发现写成了两篇论文，论文中最重要的结论就是，放射性其实就是一种元素变成另外一种元素，他们的转变是通过释放α粒子和β粒子实现的。
这个结论在当时也非常具有轰动性，因为元素不可变是化学公理，而卢瑟福所说的善变，在当时很难被人接受，就像是我现在走在大街上告诉你，我可以把你手机，变成纯金的，你相信不。
除了元素的善变，卢瑟福还发现了放射性元素的半衰期，也就是放射性物质，其放射性强度下降一半所需要的时间，也可以表述为，在某一时间段内，某个放射性原子具有50%的衰变概率，这段时间就是这个放射性元素的半衰期。
我们现在知道钍的半衰期将近140亿年，所以很难看到一块钍的放射性发生衰减，但是氡和镭的半衰期很短，所以在剔除这两种元素以后，钍样品的放射性就衰减了很多。
等过一段时间以后，钍元素衰变就会产生镭，然后生成氡，放射性强度又会恢复到以前的水平。
【长鼻猴|基本粒子7｜如何知道α粒子就是氦核？放射性的发现和研究】好了，那关于放射性就说到这里，下节课，卢瑟福就回到了曼彻斯特，我们在说他关于原子核研究。