Ядерные изомеры реакции

СЕЧЕНИЕ АКТИВАЦИИ —величина, показывающая вероятность образования радиоактивных изотопов при взаимодействии ядерных частиц (нейтронов, протонов, а-частиц) с атомными ядрами. Обозначается буквой а. Практически наиболее важны реакции радиационного захвата нейтронов и соответствующая им величина — сечение захвата нейтронов эти реакции приводят к образованию радиоактивного изотопа элемента, массовое число которого на единицу больше, чем у изотопа, претерпевшего превращение. Во многих случаях при захвате нейтронов тем же самым изотопом наблюдается образование ядерных изомеров, отличающихся друг от друга периодами полураспада. [c.226]

МИЭ может найти применение для разделения ядерных изомеров. Например, два изомера олова, " 8п и 8п, имеют ядерные спиновые моменты 1/2 и 11/2, соответственно. Следовательно эти ядерные изомеры в принципе могли бы быть разделены в ходе радикальной реакции оловосодержащей органической молекулы. Хотя первые попытки такого разделения ядерных изомеров олова оказались пока безуспешными, работа в этом направлении может быть продолжена. [c.58]

Искусственно можно получить радиоактивные изотопы с массовыми числами от 74 до 90. С изотопом Вг связано открытие И. В. Курчатовым, Б, В. Курчатовым и Л. И. Русиновым явления ядерной изомерии, заключающегося в существовании ядер одинакового состава в различных энергетических состояниях. Одно из ядер, обозначаемое как о Вг, находится в метастабиль-ном состоянии и, испуская энергию в виде 7-квантов, переходит в Вг в основном состоянии. Оба изомера образуются из стабильного изотопа Вг, причем эффективные сечения захвата нейтронов для реакций Вг (и, 7) Вг и Вг (и, 7) "Вг различны и составляют соответственно 8,5 и 2,9 барн. Эффективное сечение захвата нейтронов для реакции Вг (и, у) Вг равно 3 барн [640]. [c.12]

Процессы изотопного обмена имеют очень важное значение для решения многих химических, биологических и физических проблем. Особый интерес они представляют для радиохимии и изотопных методов исследования. Детальное изучение процессов изотопного обмена — одно из важнейших условий понимания природы химических реакций, индуцированных ядерными превращениями, разработки методов обогащения радиоактивных изотопов и разделения ядерных изомеров. Только с учетом количественных характеристик реакций изотопного обмена можно правильно определять выход продуктов ядерных реакций, а также получать правильные результаты активационного анализа и анализа методом изотопного разбавления. Процессы изотопного обмена лежат в основе установления природы химических связей, их равноценности в молекуле, а также методов получения меченых соединений. Особое значение эти процессы имеют для изучения механизма реакций. [c.10]

Род и энергия бомбардирующих частиц определяют направление ядерных реакций. Реакции (/г, п) (р, р) (а, а) являются частным случаем неупругого рассеяния бомбардирующей частицы. В результате таких реакций могут образовываться лишь ядерные изомеры. Если бомбардирующая и испускаемая при реакции частицы имеют одинаковый заряд, то в результате ядерной реакции получаются изотопы облучаемого элемента. К такому результату приводят (п, у) (п, 2п)-, с1, р) t, р) (у, п)-реакции. Большинство ядерных реакций приводит к образованию ядер, отличающихся от исходных атомным номером. Масса ядра при этом может сохраняться, как, например, в реакциях [п, р) (р, м) й, 2п), либо изменяться, уменьшаясь или увеличиваясь. С изменением массы идут, например, реакции (/г, а) (/г, пр) (п, /) (р, а) (р, у) (о , п) (, п) (а, п) (а, р). [c.38]

Следует отметить, что явления заторможенности реакций изотопного обмена играют весьма важную положительную роль при процессах обогащения радиоактивных изотопов и разделения ядерных изомеров, при изучении распределения радиоактивных атомов между различными формами, при изучении вопроса о равноценности химических связей и т. п. В то же время эти явления могут служить источником серьезных ощибок при радиохимических исследованиях (определение выхода осколочных элементов, применение радиоактивных изотопов при индикаторных исследованиях и т. д.). [c.175]

При помощи оксалатного комплекса удалось осуществить также разделение ядерных изомеров Со . Из полученного в результате обогащения радиоактивного препарата кобальта, содержащего Со и Со , был синтезирован оксалатный комплекс, пропусканием которого через катионит достигалось изолирование Со в основном состоянии. Разделение ядерных изомеров кобальта позволило вычислить относительные выходы Со иСо , образующихся по реакциям Со (7, л) Со и Со (7, 71)00 . [c.286]

Сравнение числа стабильных изотопов с числом периодов, возникающих при реакции п, f), является еще одним способом обнаружения ядерных изомеров. [c.302]

Метод экстрагирования может быть применен для извлечения радиоактивных изотопов, образовавшихся по любой из ядерных реакций, и для разделения ядерных изомеров. [c.238]

Значком ( ) отмечено сечение для реакции, в которой получается ядерный изомер на высшем энергетическом уровне. [c.672]

Значком (°) отмечено сечение для реакции получения ядерного изомера с более коротким периодом полураспада. [c.672]

Метод экстрагирования можно применять для извлечения радиоактивного изотопа, образовавшегося по любой ядерной реакции, в том числе и для разделения ядерных изомеров. [c.18]

В некоторых случаях (п, у)-реакция приводит к образованию другого стабильного изотопа элемента с массовым числом па единицу больше в его основном состоянии (после испускания у-лучей радиационного захвата). Такие реакции не используют в обычной форме нейтронного активационного анализа. В других случаях, однако, продуктом п, 7)-реакции может быть радиоактивный изотоп данного элемента или ядерный изомер (с достаточно большим периодом полураспада) стабильного изотона этого элемента. Последующий радиоактивный распад образовавшегося радиоизотопа можно измерить с большой чувствительностью, поэтому такие ядра с индуцированной радиоактивностью используют в нейтронном активационном анализе. [c.243]

Реакции отдачи могут быть также применены для разделения ядерных изомеров. При облучении брома нейтронами, наряду с Вг 1, образуется другой его изотоп Вг по реакции [c.135]

Реакции отдачи являются единственным практическим способом разделения ядерных изомеров. Рассмотрим этот вопрос на примере разделения изомеров Вг °. При облучении брома нейтронами его стабильные изотопы Вг и Вг по реакциям (п, у) дают радиоактивные Вг и Вг . Первый из них существует в двух изомерных формах Вг с повышенной энергией, который с полупериодом 4,5 час. превращается в низший изомер Вг ° с полупериодом дальнейшего распада 18 мин. Изомерный переход сопровождается испусканием у-лучей и электронов внутренней конверсии, которые уносят избыточную энергию, а образующийся изомер Вг ° получает энергию отдачи. Ее недостаточно для того, чтобы атом этого изомера мог разорвать связи в молекуле и вырваться из нее. Действительно, суммарная энергия у-фотонов при изомерном переходе брома равна 0,084 Мэв, что согласно (5—27) сообщает атому брома энергию всего лишь в 0,05 эв, соизмеримую с энергией тепловых движений при обыкновенных температурах. Согласно (5—29), внутренняя конверсия (при той же энергии испускаемых электронов) сообщает атому Вг энергию отдачи на один порядок больше, но и ее недостаточно для разрывания химических связей. Тем не менее в этом и во многих других случаях изомерный переход путем внутренней конверсии ведет к освобождению атомов образующегося изомера в таких формах, в которых он может быть отделен от исходного изомера. Происходит это благодаря эффекту Оже. После того как конверсионные электроны уходят с К- или -уровней, вакантные места заполняются переходом электронов с более высоких уровней, а освобождающаяся при этом энергия излучается в виде фотонов рентгеновских частот. Они могут вызывать внутренний фотоэффект на внешних валентных электронах и вырывать их из оболочки атома. При этом изомерный атом превращается в многозарядный ион, который может покинуть молекулу, так как ее стабильность нарушается при такой ионизации. [c.207]

ГОРЯЧИЕ АТОМЫ — атомы, возникшие в результате ядерных превращений. Каждое ядерное превращение сопровождается выделением энергии, к-рая распределяется между ядром, претерпевающим превращение, и испускаемой частицей, в соответствии с законом сохранения импульса. Образовавшиеся возбужденные атомы наз. Г. а., т. к. их энергия соответствует энергии атомов, нагретых до миллионов градусов. Их наз. также атомами отдачи, поскольку они воспринимают кинетич. энергию отдачи материнского ядра. При испускании а-частицы энергия атома отдачи достигает 10 ООО эе, а для реакций типа (п, у) — 100 эв. В момент образования Г. а. может потерять большее число электронов, чем следует ожидать по его положению в периодич. системе и образовать высокозарядный ион. Так, напр., при изомерном переходе Вг , образующийся ядерный изомер имеет заряд, равный -]-10. Наряду с большой кинетич. энергией для Г. а. характерно возбужденное электронное состояние. [c.501]

Курчатов Игорь Васильевич (1903—1960). Советский физик, академик (с 1943). Научные труды в области физики диэлектриков и полупроводников, физики атомного ядра. Открытие явления ядерной изомерии у искусственного радиоактивного изотопа бром-80. Исследовал ядерные реакции, вызываемые быстрыми п медленными нейтронами. Под его руководством введен в действие самый мощный в Европе для того времени циклотрон (1939), пущен первый советский атомный реактор (1946). Принимал участие в создании атомной (1949) и водородной (1953) бомб, первой в мире промышленной атомной электростанции (1954). Лауреат Ленинской премии (1957) и Государственных премий СССР (1942, 1949, 1951, 1954). Трижды Герой Социалистического труда. Его имя носит Институт атомной энергии, в его честь назван элемент курчатовий. [c.174]

Из изотопов данных элементов отметим " Вг и радиоактивные изотопы иода. На изотопах Вг И. В. Курчатовым было открыто явление ядерной изомерии. Ядерными изомерами называются изотопы с одинаковым зарядом ядра, одинаковым массовым числом, одинаковым типом радиоактивного излучения, но с различными периодами полураспада. Энергетически ядра-изомеры неравноценны. Одно из ядер находится в нормальном энергетическом состоянии, а другое в возбужденном. Возбужденное ядро брома, прежде чем излучать электрон, излучает га ма-квант. Радиоактивный изотоп иода зЧ (Т.,, 8,08 дней) применяе в медицине при лечении заболе- ваний, связанных с нарушением нормальных функций щитовидной железы. Астат получается ядерной реакцией нзВ + о = - At + 3[о 1. Изотоп с массовым числом 210 наиболее устойчивый Ti/, = 8,3 ч. [c.597]

К у-распаду относится также испускание у-квантов метастабильными нуклидами (ядерными изомерами). Метастабильные состояния характеризуются значительно большим временем жизни, чем обычные возбужденные состояния ядер. Ядерные изомеры отличаются от нуклидов, находящихся в основном состоянии, не только энергией возбуждения, но и другими ядерными характеристиками (спином, мапштным и квадрупольным моментами, сечением взаимодействия с нейтронами и т. д.). Образуются такие нуклиды как при Р- и а-распаде, так и в ядерных реакциях [c.10]

Наиболее селективными неподвижными фазами являются фазы, действие которых основано на реакции комплексообразования разделяемых летучих соединений с нелетучим активным компонентом неподвижной фазы. Комнлексообразование является частным случаем химического взаимодействия (реакции), и поэтому использование комплексообразующих фаз несомненно является одним из примеров эффективного использования химических методов в газовой хромато1Прафии. Селективность фаз этого типа является в ряде случаев столь высокой, что она достаточна для разделения изомеров органических соединений, в том числе ядерных изомеров органических соединений, молекулы которых отличаются, например, содержанием атомов протия, дейтерия, трития [1]. [c.163]

Ядерная изомерия. При облучении естественной смеси изотопов брома Вг и Вг нейтронами продукты реакции показывают наличие трех видов радиоактивных ядер с периодами полураспада 18 мин, 4, 5 ч и 34 ч. То же явление наблюдается при облучении брома у-Дучами. Периоды полураспада синтезированных по (y, п) реакции атомов брома здесь равны 6,4 мин, 18 мин и 4,5 ч. Из этих данных следует, что изотоп брома-80 существует в виде двух изомеров с периодами полураспада 18 мин [c.160]

Как станет ясно из дальнейшего, вопрос о реакциях изотопного обмена и их кинетике является одним из основных при разработке методов обогащения радиоактивных изотопов и разделения ядерных изомеров. Если между атомами, входящими в состав исходного соединения, и возникающими в результате ядерного процесса радиоактивными изотопами или ядерными изомерами имеет место более или менее быстрый изотопный обмен, то это делает невозможным их отделение от соответствующих стабильных изотопов или изотопов, находящихся в высшем изомерном состоянии. Неудивительно поэтому, что преледе чем решить вопрос о применении какого-либо соединения с целью обогащения или разделения ядерных изомеров, необходимо получить надежные сведения о реакциях изотопного обмена изучаемого элемента между исходным соединением и возможными формами радиоактивного изотопа или основного ядерного изомера. [c.213]

Обогащение Со , получающегося по реакции Со 7,/г) Со , и разделение ядерных изомеров этого изотопа было достигнуто с помощью оксалатного комплекса Кз[Со(С204)з] ЗН2О, который облучался на синхротроне 7-лучами с максимальной энергией 70 Мэе [6,7]. Атомы отдачи Со " и Со отделялись от исходного соединения хроматографическим методом. При этом удалось получить факторы обогащения порядка 30—100 при выходе активности —97%. Снятие кривых распада препаратов активного кобальта, полученных в результате обогащения, показало, что фотонейтронный процесс приводит к возникновению двух ядерных изомеров Со5 (Т1/ = 9,2 часа) и Со Тч, —72 дня). [c.286]

Химическое разделение ядерных изомеров было впервые осуществлено Сегрэ Галфордом и Сиборгом [S30] и независимо от них Дево и Либби [D18], Сегрэ, Галфорду и Сиборгу удалось отделить химическим путем изомер Вг ° (18 мин.) от изомера с периодом полураспада 4,4 часа с более высокой энергией, который входил в состав третичного бромистого бутила, с помощью реакции, аналогичной процессу Сциларда — Чалмерса. При синтезе третичного бромистого бутила в него вводился Вг °. Полученное соединение взбалтывали с водным раствором метилового спирта и затем извлекали ( H)g Br из водной фазы с помощью бензола. К водной фракции добавляли бромный носитель в форме бром-иона, осаждали бромид серебра путем добавления ионов серебра и затем измеряли активность полученного осадка. Результаты этих опытов, представленные графически на рис. 47, показывают, что Вг ° с периодом полураспада 18 мин., являющийся дочерним продуктом изомера с периодом полураспада 4,4 часа, был сконцентрирован в водной фазе. [c.218]

Выводы. Химическое резделение ядерных изомеров обусловлено, повидимому, диссоциацией молекул в результате сильного возбуждения их электронных уровней, связанного с потерей электрона конверсии. В химических реакциях, протекающих после изомерных переходов, участвуют преимущественно возбужденные атомы и ионы, образующиеся как из молекулы, содержащей атом ядерного изомера, так и из соседних молекул. Если реакция происходит в конденсированной фазе, возбужденный изомер и осколки молекул остаются на близком расстоянии друг от друга, тогда как в случае газовой фазы эффект ячейки отсутствует, и поэтому степень протекания реакций замещения в газовой фазе, меньще. [c.222]

Поскольку сечения реакций Вг з (п, у) и Вг (л, у) Вг близки, а процентное содержание стабильных изотопов в броме почти одинаково, соотношение количеств образующихся радиоактивных изотопов брома полностью зависит от времени облучения при короткой экспозиции образуется бром-80 с периодом полураспада 18 мин. облучение в течение 18 час. дает преимущественно 4,54-часовой ядерный изомер брома-80 получение брома-82 тоебует облучения в течение нескольких дней [1, 10]. [c.187]

Кроме описанных изотопов, имеет практический интерес Jiso периодом полураспада 12,6 часа. Он обладает -излучением (0,61 и 1,03 Мэв) и у-излуче-нием (0,417, 0,537, 0,667, 0,744 Мэв) и получается при бомбардировке теллура дейтронами. При этом протекают три параллельные реакции, в результате которых получаются и Tei i. Последний через свой ядерный изомер превращается в J131. Так как период изомерного перехода равен 1,25 дня, а превра- [c.262]

Быси1ем энергетическом да для реакции получения ядерного изомера с более коротким. [c.392]

Особо следует отметить образующуюся по реакции Н5 (п, ) радиортуть Н , превращение которой посредством е-захвата в протекает с двумя различными периодами полураспада — 24 и 65 часов. Этим наглядно демонстрируется наличие у довольно распространенной среди радиоэлементов ядерной изомерии. Рассматриваемая реакция интересна и с другой точки зрения — как принципиальное осуществление мечты алхимиков о получении золота из рТути. [c.570]

Особо следует отметить образующуюся по реакции Hg (га, y) Hg радиортуть Hg, превращение которой посредством е-захвата в Au протекает с двумя различными периодами полураспада — 23 и 65 часов. Этим нагяядно демонстрируется наличие у Tig довольно распространенной среди радиоэлементов ядерной изомерии. [c.356]

Третий тип структурной нежесткости связан с молекулярными перегруппировками, обусловленными процессами разрыва — образования химических связей. Быстрые и обратимые перегруппировки этого типа называют таутомерными. Одним из ярких примеров структурной нежесткости, вызванной таутомерными перегруппировками, является реакция взаимопревращения вырожденных изомеров (топомеров) бульвалена, регистрируемая методом спектроскопии ядерного магнитного резонанса [c.457]

В методе ядерного магнитного резонанса минимальная естественная ширина пинии составляет 0,1 с (Гц). Следовательно, уширение снеггральных пиний, регистрируемое этим методом, позволяет, согласно (12.5), фиксировать обменные процессы с временами ХИ31Ш ниже 2 с или со скоростями, превышающими 0,5 с . Для слияния одиночных пиков сигналов, принадлежащих двум вза-имопревращающимся изомерам или топомерам и разделенных, например, на 200 Гц (обычный диапазон химических сдвигов в спектрах ЯМР- С), скорость процесса химического обмена должна быть равна 10 с Поскольку скорость реакции является функцией температуры (8.104), для одного и того же процесса при разных температурах можно выполнить условия как очень быстрого (г >Та), [c.462]

Сорок третий элемент, названный позже технецием, был получен К. Перье и Э. Сегрэ по реакции Мо ( , 2л) Тс . Впоследствии был осуществлен еще ряд ядерных реакций, с помощью которых было получено четырнадцать изотопов технеция шесть из них имеют изомеры. Наиболее долгоживущий изотоп 43-го элемента Тс имеет период полураспада 2,6 10 лет (/С-захват) Тс (период полураспада 2,12 10 лет) с весьма большим выходом (6%) образуется при делении урана в ядерных реакторах. Поэтому Тс в настоящее время производится в мире в тысячах килограммов и находит весьма ценное практическое применение очень разбавленные растворы солей технеция (порядка [c.102]