§ 37.6. Открытие искусственного превращения атомных ядер.
Исследуя пробег а-частиц в различных газах, Резерфорд в 1919 г. сделал важное открытие. В спинтарископе, наполненном воздухом, сцинтилляции наблюдались и в том случае, когда расстояние от источника а-частиц до экрана было значительно больше длины пробега а-частиц в воздухе. При замене воздуха кислородом или углекислым газом сцинтилляции исчезали, а при наполнении азотом появлялись снова.
Рис. 37.8.
Резерфорд предположил, что сцинтилляции вызываются какими-то частицами, испускаемыми ядрами азота при попадании в них а-частиц. Исследования подтвердили это предположение, а опыты по отклонению в магнитном поле показали, что частицы, вылетающие из ядер азота, представляют собой протоны. Оказалось, что а-частица при прямом столкновекии с ядром атома азота проникает в него; ядро азота после поглощения а-частицы становится неустойчивым и, выбрасывая протон, превращается в ядро атома кислорода. Таким образом, Резерфорд наблюдал превращение ядра гелия и азота в ядра кислорода и водорода.
Превращение ядер атомов одних элементов в ядра других получило название ядерных реакций. Большая заслуга 3. Резерфорда заключается в том, что он показал возможность осуществления искусств енных ядерных реакций. Позднее английский физик Г. Блэкет сделал в камере Вильсона более 
фотографий следов а-частиц в азоте, и на восьми из них
оказалась заснятыми описанные ядерные реакции. Одна из таких фотографий показана на рис. 37.8: след одной из а-частиц заканчивается вилкой; короткий жирный след принадлежит ядру кислорода, а более тонкий и длинный — протону.
Э. Резерфорд и Д. Чэдвик обнаружили и другие ядерные реакции, вызываемые а-частицами. В некоторых из них энергия вылетающих протонов оказалась больше энергии поглощенных а-частиц. Это свидетельствует об освобождении энергии при такой ядерной реакции. Примером подобной реакции может служить превращение ядра атома алюминия при захвате 
-частицы в ядро атома кремния с выбрасыванием протона высокой энергии.
Испускание протонов из атомных ядер различных элементов в описанных реакциях и кратность заряда ядер заряду протона свидетельствуют о том, что протоны являются одними из тех элементарных частиц, из которых построены ядра. Однако если бы ядра состояли только из протонов, то массы ядер были бы в 
раз больше массы протона, где 
— зарядовое число (атомный номер элемента). В действительности массы ядер значительно больше. Следовательно, кроме протонов в атомных ядрах имеются и другие частицы.
Рис. 37.9,
