Нейтроны захват ядрами

Рис. 20.2. Изменение числа протонов и нейтронов в ядре радиоактивного изотопа в результате испускания альфа-частицы ЙНе), бета-частицы ( е), позитрона ( е) и электронного захвата. Квадратиками обозначены неустойчивые ядра, а кружками-устойчивые. Перемещение справа налево или снизу вверх на одно деление масштаба соответствует возрастанию числа протонов или нейтронов на единицу. Перемещение в обратном направлении соответствует потере протона или нейтрона.

По сравнению с естественными источниками гамма-излучения (препараты естественно-радиоактивных элементов) в настоящее время значительно большей мощностью и большей доступностью обладают искусственные источники, т. е. различные радиоактивные изотопы. Среди последних наибольшее распространение получил изотоп кобальта Со , образующийся в ядерном реакторе из обычного кобальта Со за счет захвата ядрами медленных нейтронов. Кобальт-60 испускает гамма-лучи с энергией 1,3 мэв и имеет период полураспада 5,25 года. Для характеристики мощности кобальтовых источников гамма-излучения укажем, что если активность естественного источника, представляющего собою 1 г чистого [c.459]

Стабильные и радиоактивные изотопы. В настоящее время известно около 280 стабильных изотопов, принадлежащих 81 природному элементу, и более 1500 радиоактивных изотопов, 107 при родных и синтезированных элементов. При этом у элементов с нечетными I не более двух стабильных изотопов. Число нейтронов в таких атомных ядрах, как правило, четное. Большинство элементов с четным 2 характеризуется несколькими стабильными изотопами, из которых не более двух с нечетными А. Наибольшее число изотопов имеют олово (10), ксенон (9), кадмий (8) и теллур (9). У многих элементов по 7 стабильных изотопов. Такой широкий набор стабильных изотопов у различных элементов связан со сложной зависимостью энергии связи ядра от числа протонов и нейтронов в нем. По мере изменения числа нейтронов в ядре с определенным числом протонов энергия связи и его устойчивость к различным типам распада меняются. При обогащении нейтронами ядра излуч-ают электроны, т. е, становятся р -активными с превращением нейтрона в ядре в протон. При обеднении ядер нейтронами наблюдается электронный захват или р+-активность с превращением протона в ядре в нейтрон. У тя- [c.50]

Ядра с низкими нейтронно-протонными отношениями, расположенные ниже пояса устойчивости, испускают позитроны или совершают электронный захват. Любой из этих распадов приводит к уменьшению числа протонов и увеличению числа нейтронов в ядре, как это видно из уравнений (20.7) и (20.9). Испускание позитрона для легких ядер представляет собой более распространенный процесс, чем электронный захват, однако по мере повышения заряда ядра электронный захват становится все более распространенным процессом. [c.249]

Стадия так называемого равновесного процесса протекает как наиболее горячий термоядерный процесс при температурах 3-10 К. Между ядрами и элементарными частицами устанавливается статистическое равновесие. При этом возникают изотопы элементов, прилегающие к л<елезу Сг, Мп, Ре, Со, N1, Си. Эта стадия в жизни звезды очень коротка, она заканчивается взрывом и рассеянием в пространстве части материала звезды из сформировавшихся атомов от водорода до титана. В центральной части звезды сохраняются элементы железного максимума . В очень массивных звездах после катастрофического взрыва наступает стадия нейтронного захвата. Ядра элементов типа (4п-(-1), имеющие в составе один нейтрон сверх кратного числа, представляют собой мощный источник нейтронов [c.426]

При таком ядерном превращении происходят захват ядром одного электрона из окружающего ядро электронного облака (из ближайшей к ядру А -оболочки) и соединение этого электрона с протоном с образованием нейтрона. Примером может служить превращение бериллия-7 в литий-7 [c.412]

Другой непроизводительный процесс — неупругое рассеяние — не приводит к потере нейтронов, а лишь снижает их кинетическую энергию. В рамках теории составного ядра процесс неупругого рассеяния представляется как захват ядром нейтрона при одной энергии и освобождение его при другой [c.15]

Так, в основе изобарных рядов лежат реакции р -распад и захват электрона (е -захват) Р -распад и захват позитрона (е -захват). Эти реакции относятся к превращению нуклонов Б ядре и приводят к увеличению или уменьщению числа протонов (нейтронов) в ядре, в результате их взаимопревращения при сохранении суммы (А). [c.114]

При р-распаде происходит испускание ядром электрона е или позитрона е" или захват ядром электрона с одного из ближайших к ядру энергетических уровней. При этом нейтрон превращается в протон или протон — в нейтрон. р-Распад сопровождается выделением незаряженных частиц нейтрино или антинейтрино, практически не имеющих массы. Нейтрино и антинейтрино обозначаются символами соответственно V и V. При электронном р-распаде [c.34]

Регистрация рассеянных электронов осуществляется с помощью фотопластинок, а нейтронов — с помощью счетчиков, наполненных трехфтористым бором. Ядра бора сильно поглощают нейтроны. Захватив нейтрон, ядро бора превращается в ядро лития с испусканием а-излу-чения [c.99]

Он состоит в последовательном захвате ядрами нейтронов и последующем Р-распаде. В качестве примера — схема образования изотопов осмия из Та [c.9]

Первая реакция может проходить как в атомном ядре, так и со свободным нейтроном, так как масса последнего (1,0086650 а.е.м.) больше суммы масс протона (1,0072764 а.е.м.) и электрона (0,0005486 а.е.м.). В свободном состоянии нейтрон испытывает р-распад с периодом полураспада (см. ниже) 7=11,7 мин. А вторая реакция возможна только внутри ядра и за счет его энергии, так как масса протона меньше массы нейтрона и позитрона. Третьим видом р-распада является захват ядром электрона из электронной оболочки своего атома ( -захват, или /(-захват). Во всех трех случаях р-распад сопровождается испусканием нейтрино (V) или антинейтрино (у). В результате р"-распада количество протонов в ядре возрастает и его заряд повышается на единицу. Например [c.576]

Еще одним видом непроизводительных реакций является упругое рассеяние. При упругом рассеянии падающий нейтрон после столкновения с ядром-мишенью имеет иную кинетическую энергию, чем перед столкновением. Однако кинетическая общая энергия частиц перед столкновением и после него одинакова. По феноменологической точке зрения взаимодействие нейтрона с ядром при упругом рассеянии имеет черты как реакции захвата , так и реакции типа отклонения (defle tion). [c.15]

Поэтому ядерные реакции захвата нейтронов могут быть осуществлены во всех частях звезды и с нейтронами любых энергий. Эти реакции приводят к образованию тяжелых элементов с атомной массой более 60, в том числе всех известных и сейчас существующих на Земле р-активных естественных радиоактивных изотопов. Прямым доказательством протекания процесса захвата нейтронов в звездах служат астрофизические и спектроскопические данные о нахождении в некоторых звездах (состояние которых отвечает этой стадии эволюции) изотопа элемента технеция. Распространенность химических элементов в веществе звезд тем больше, чем меньше для них вероятность захвата нейтронов. Ядрами, устойчивыми по отношению к захвату, и являются изотопы с магическими числами нейтронов. Такие ядра обладают повышенной распространенностью. Эта стадия эволюции осуществляется иа звездах, называемых красными гигантами. В недрах красного гиганта температура продолжает расти. При 10 К медленные реакции захвата нейтронов уступают место все более быстрым. Процесс приобретает ла- [c.426]

Нейтронное излучение регистрируют различными способами. Один из них — использование детекторов нейтронов (веществ, которые взаимодействуют с нейтронами, причем ядра атомов расщепляются, а образующиеся при расщеплении заряженные частицы, например сс-частицы, имеют энергию, достаточную для ионизации газа). Наиболее распространенные детекторы нейтронов — бор и литий. Природный бор представляет смесь двух изотопов В (18 7о) и В (82%). Захват нейтрона ядром В сопровождается следующей ядерной реакцией [c.794]

Многие радиоактивные изотопы можно получить, помещая устойчивые изотопы в ядерный реактор Они бомбардируются нейтронами, при этом происходит захват ядром одного и. пт двух нейтронов. [c.31]

Превращение протона в нейтрон может происходить не только путем выделения позитрона, но и путем захвата ядром атома собственного электрона. Это явление получило название электронного захвата. Чаще всего происходит /С-захват, т. е. захват электрона из ближайшего к ядру уровня К. Относительно реже встречается захват электрона с уровня L ( -захват). [c.226]

Несут отрицательный заряд Быстрые нейтроны. Тепловые нейтроны захватываются ядрами. Эффективность захвата определяется поперечным сечением захвата поглощающих ядер [c.115]

Впоследствии были открыты и другие типы радиоактивного распада 3 -рас-пад (испускание позитронов), электронный захват (захват ядром орбитального электрона), испускание запаздывающих нейтронов, спонтанное деление ядер, а в 1961 г. под руководством академика Флерова - протонный распад. [c.21]

В дальпе1шгем под общим понятием <(Сто.лкновение будем иметь в виду перечисленные взаимодействия нейтрона с ядрами. Когда речь идет о вероят-1шсти ядерного столкновения, иод этим подразумевается любой из четырех процессов захват, деление, упругое рассеяние и неупругое рассеяние. [c.25]

Все А., кроме Th, Ра и U, получают искусственно-облучением и и др. элементов нейтронами. Так, Np и Ри выделяют из отработанного ядерного топлива (они образуются при захвате ядрами нейтронов, возникающих при де- [c.78]

Прямым доказательством протекания процесса медленного захвата нейтронов в ядрах красных гигантов являются астрофизические данные нахождения в их спектрах линий радиоактивного элемента технеция. Один из самых долгоживущих изотопов технеция Тс , образующийся в этом процессе, имеет период полураспада 2,12 10 лет. Наличие его в атмосферах красных гигантов, возраст которых равен нескольким миллиардам лет, свидетельствует как об образовании технеция в настоящее время, так и о возможном существовании в них постоянных источников нейтронов. [c.125]

Однако то полезное свойство кюрия-245, ради которого его стремятся получать,— большое сечение деления тепловыми нейтронами — здесь оказывается вредным. Ядра кюрия-244, захватив нейтроны, превращаются в кюрий-245, но нод действием тех же нейтронов эти ядра делятся па осколки. Нейтроны — инструмент синтеза — сами же оказываются орудием разрушения. В результате в смеси изотопов элемента № 96 кюрия-245 обычно оказывается лишь несколько процентов. А если учесть, что эти изотопы еще обязательно падо разделить, станет понятно, почему кюрий-245 пока не может быть использован в качестве делящегося материала. [c.422]

Единственным методом отделения радиоактивных атомов от стабильных, входящих в состав мишени, является метод атомов отдачи (метод Сцилларда — Чалмерса) [34]. Сущность этого метода заключается в следующем. При облучении соединения стабильного изотопа медленными нейтронами, захват нейтрона ядром этого изотопа сопровождается образованием составного возбужденного ядра, которое переходит в основное состояние путем эмиссии у-квантов захвата. Получаемая атомом энергия отдачи обычно во много раз превышает энергию химической связи атомов элемента в облучаемом соединении. В результате происходит разрушение молекулы и радиоактивный атом выделяется в свободном состоянии или в виде иона. Если между облучаемым соединением и формой стабилизации радиоактивных атомов не происходит изотопного обмена и химические формы, в виде которых стабилизируется радиоактивный изотоп, сравнительно легко отделяются от исходного соединения, то выделение этих форм приводит к обогащению изотопа. Таким образом, чрезвычайно трудная проблема разделения изотопов сводится к разделению различных химических форм одного и того же элемента. [c.24]

Для медленных нейтронов энергией до 100 эв характерным является процесс их захвата ядрами атомов. Это приводит к возникновению неустойчивого ядра, претерпевающего превращение с испусканием, как правило, у лучей. При поглощении тепловых нейтронов может происходить также образование заряженных частиц и атомов отдачи, которые и производят ионизацию и возбуждение молекул среды. Для быстрых нейтронов основным является процесс рассеяния на ядрах атомов. [c.276]

По характеру взаимодействия нейтронов с ядрами атомов реакции делятся на две группы. Первую составляют реакции, которые более чувствительны к нейтронам низкой энергии радиационного захвата п, у) и реакция деления п, /). Во вторую входят реакции, которые происходят при энергии нейтронов, превышающей пороговое значение. Основными пороговыми реакциями являются реакции расщепления ядра с вылетом заряженных частиц (п, р), п, а) неупругого рассеяния нейтронов (л, п ) эмиссии нейтронов п, 2п) и реакции деления (п, /). Реакции второй группы обычно происходят с поглощением энергии [c.80]

Радиационный захват. Основной процесс взаимодействия тепловых и медленных нейтронов с ядрами элементов — радиационный захват. В этом процессе образующееся составное ядро переходит в основное состояние путем испускания одного или нескольких у-квантов. Время жизни составного ядра в случае радиационного захвата равно примерно 10 сек. При переходе в основное состояние каждый изотоп испускает характерный и обычно сложный спектр 7-излучения [26], по которому его можно идентифицировать и определить количественно. [c.29]

Еще более детальную информацию о схеме распада в случае анализа очень малых количеств данного изотопа в большом количестве другого элемента можно получить при использовании метода изотопного разбавления. Хейдену, Рейнольдсу и Инграму [840] впервые таким образом удалось получить значения сечения захвата для тепловых нейтронов, периода полураспада и соотношения ветвей распада для пяти изотопов европия. Принцип метода определения соотношения ветвей распада можно уяснить при рассмотрении аналогичного, но более простого исследования [1687] Си, образующегося из стабильного Си по реакции (я, у). Нечетно-нечетный Си (атомный номер 29, число нейтронов в ядре 35) распадается с Р-излучением, образуя Zn, и с К-захватом, образуя Ni. Добавление обычных Zn и Ni с последующим масс-спектрометрическим измерением позволяет установить относительные количества и Ni и, следовательно, найти соотношение ветвей распада. [c.462]

Оиределеиная часть нейтронов постоянно исчезает пз объема в результате яоследиих двух процессов. Ядра замедлителя, теплоносителя и конструк-цнонных материалов обладают непродуктивным захватом. Только нейтронЫ поглощенные ядрами горючего, могут воспроизвести новые нейтроны. Однако не любой захват в ядерном горючем приводит к делению, так как ядра всех делящихся элементов имеют также определенные поперечные сечения радиационного непродуктивного захвата. [c.41]

Изотопы оказываются устойчивыми только прд определенном соотношении протонов и нейтронов в ядре, характерном для заданного X. Изотопы с массовыми числами, отклоняющимися от характерного соотношения, будут неустойчивыми, )адиоактивными. На рис. 180 они размещаются выше и ниже полосы устойчивости. Наиболее тяжелые изотопы элементов, расположенные над полосой устойчивости, имеющие избыточное число нейтронов, как правило, оказываются р-активными. Например, у стабильного изотопа Ьа массовое число 139 изотопы с атомной массой от 140 до 144 Р-радиоактивны. Наиболее легкие изотопы элементов, которые попадают в область под полосой устойчивости и имеют в ядре недостаток нейтронов, проявляют склонность к позитронному распаду или электронному захвату. Неустойчивость ядер к процессам самопроизвольного деления встречается только для изотопов наибо.пее тяжелых элементов. [c.411]

ВИННЫЙ характер, и ироисходит взрыв. Огромное количество материи рассеивается в космическом пространстве в Еиде межзвездного газа, который в дальнейшем служит материалом для образования звезд второго поколения. Область взрыва в теч( ние длительного времени является источником мошных космического и радиоизлучений. Взрыв и колоссальные ио мощности потоки нейтронов создают условия для синтеза самых тяжелых ядер с атомной массой более 250. Имеются данные о том, что ири взрыве некоторых звезд синтезируются ядра фермия и калифорния. Изотоп калифорния подвергается делению, и энергия его превышает энергию всех других изотопов тяжелых элементов, которые могли бы образоваться ири многократном захвате нейтронов другими ядрами в момент взрыва. [c.427]

И. э. II рода обусловлены различиями ядерных спинов, энергией 7-квантов, испускаемых после захвата ядром нейтрона, наличием у нек-рых ядер изомеров и т. п. Проявляются, напр., в неодинаковом распределении изотопов и ядерных изомеров между разл. формами в-ва, в к-рых содержатся ядра, образовавшиеся в результате захвата исходными ядрами нейтронов. с, С. Беодонжов. ИЗОТОПНЫЙ АНАЛИЗ, определение относит, содержания изотопов данного элемента в исследуемом в-ве. Примен. при изучении природы и механизма изотопных эффектов, при анализе проб с использ. изотопных индикаторов, для контроля за разделением изотопов, а также в геохимии и биохимии для исследования закономерностей естеств. вариации изотопного состава элементов. Наиб, точный и достаточно чувствит. метод И. а.— масс-спектрометрия. [c.214]

Для ядер ста.6ильаых Н. с Z приблизительно до 20-25 число протонов примерно равно числу нейтронов, по мере дальнейшего увеличения Z для стабильных Н. отношение числа нейтронов в ядре к числу протонов постепенно увеличивается до 1,5. Ядра Н., содержащие большее число нейтронов, чем это соответствует стабильным ядрам данного элемента, при радиоактивном распаде обычно испускают Р -частицы, причем Z увеличивается на 1 ядра Н., обедненные нейтронами, м. б. как -радиоактивными, так и претерпевать электронный захват, при этом Z уменьшается на 1 (см. Радиоактивность). [c.307]

Кристаллы СаР2(Еи) представляют большой интерес для регистрации у-квантов на фоне нейтронов. Это связано с тем, что сечения радиационного захвата нейтронов ядрами Са и Р малы по сравнению с сечениями взаимодействия у-квантов. Ядра отдачи, получающиеся при упругом рассеянии нейтронов на ядрах Са и Р, имеют сравнительно малую энергию и большую удельную ионизацию. [c.73]

Два магнитных сектора могут быть, конечно, связаны с электростатической отклоняющей системой с целью получения двойной фокусировки. Трехступенчатый масс-спектрометр такого типа, сконструированный Уайтом, Роурке и Шеффилдом [2166], позволил получить чувствительность определения распространенности 10 °. При определении сечений нейтронного захвата различными ядрами масс-пектрометр открывает широкую возможность измерения как скорости исчезновения бомбардируемых ядер, так и скорости образования новых ядер. Наиболее чувствительное измерение малых сечений возможно в том случае, когда новообразованные ядра отличаются по массе от ядер, имеющихся в системе.В этом случае сочетание спектрометра (с высокой чувствительностью определения распространенности) с чувствительным детектором обеспечивает лучший метод изучения продуктов, позволяющий проводить определение массового числа. [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология