En el experimento de dispersión de partículas alfa de Rutherford, utilizó láminas de oro porque es maleable y se puede dibujar en láminas muy delgadas. ¿Por qué James Chadwick usó Berryllium mientras descubría los neutrones entonces? Podría haber usado Gold también.
Chadwick no descubrió el neutrón a propósito, por supuesto. Después del descubrimiento del núcleo por Rutherford en 1911, se utilizaron partículas alfa para investigar su estructura. Este tipo de experimentos fueron iniciados por el propio Rutherford (como ejemplo, descubrió en 1917 que el núcleo de nitrógeno contiene núcleos de hidrógeno, es decir, protones). En 1930, Bothe y Becker habían descubierto que cuando era golpeado por una corriente de partículas alfa, el berilio emitía algún tipo de radiación eléctricamente neutra. Al principio, se pensó que se trataba de radiación gamma regular. Luego, en 1932, Irène y Frédéric Joliot-Curie demostraron que las propiedades de la radiación emitida por el berilio no podían explicarse en términos de rayos gamma, por lo que Chadwick organizó un experimento para confirmar las observaciones de Joliot-Curie, y lo logró.
Ahora echemos un vistazo a las energías de separación de neutrones ( ) de los primeros, digamos, diez núcleos estables de la tabla periódica (ver por ejemplo aquí ).
Helio: 20577 keV
Litio: 7251 keV
Berilio: 1665 keV
Boro: 11454 keV
Carbono: 18721 keV
Nitrógeno: 10553 keV
Oxígeno: 15664 keV
flúor: 10432 keV
Neón: 16865 keV
Como puede ver, el berilio tiene la energía de separación de neutrones más baja entre los núcleos estables más ligeros. El oro tiene
Oro: 8072 keV
No puedo comprobar los datos de todos y cada uno de los elementos estables de la tabla periódica, pero según los gráficos de este documento (consulte la página 110), no hay elementos estables a la luz con inferior a la del berilio. Se utilizaron elementos ligeros para ese tipo de experimentos (para sondear la estructura nuclear, es más fácil comenzar desde abajo). Es fácil adivinar por qué el primer elemento que se descubrió que liberaba neutrones fue el berilio.
En 1930, dos físicos alemanes, Walther Bothe y Herbert Becker, descubrieron que cuando las partículas alfa se dirigían al berilio, se producía alguna forma de radiación ionizante, que pensaron que eran rayos gamma. Posteriormente Irene Joliot-Curie (hija de Marie Curie) y su marido descubrieron que esta radiación podía expulsar protones de la cera de parafina. El avance de Chadwick fue medir las energías de las partículas alfa incidentes y los protones producidos con mucho cuidado, y mostrar a partir de esto que la radiación no podía ser rayos gamma ya que la energía requerida sería demasiado alta. La única solución era que la radiación fuera una partícula neutra, que por supuesto era el neutrón.
Así que Chadwick usó berilio porque ya sabía que funcionaba. La siguiente pregunta es por qué Bothe y Becker usaron berilio...
danu