Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Ядра, деление быстрыми частицами

    Для ядер с массовым числом, близким к 250, вероятность самопроизвольного деления быстро увеличивается благодаря туннельным эффектам [4]. Когда А > 250, вероятность в сущности равна единице и частицы в ядре не настолько связаны между собой, чтобы составлять ядро как целое. Неудивительно поэтому, что ядер с таким большим А в природе не существует. [c.10]


    Радиоактивные изотопы образуются при радиоактивном распаде, в результате ядерных реакций и при делении ядер, т. е. в результате ядерных превращений. В случае ядерных реакций процесс получения атомов радиоактивного изотопа идет через образование так называемого промежуточного ядра. Исключение составляют реакции, протекающие с быстрыми частицами, энергия которых во много раз превышает энергию связи нуклонов в ядре атома (более 30—50 Мэв). [c.142]

    Быстрые частицы делят также ядра элементов средних масс, например Ре, Си, Аз, Ag, Зп и др. По-видимому, способностью делиться частицами достаточно большой энергии обладают любые сложные ядра. Кривая распределения выхода продуктов деления по массам частицами с очень большой энергией имеет существенно иной вид, чем изображенная на рис. 70 для энергии порядка 1 Мэв. С увеличением энергии минимум на седловидной кривой уменьшается [401 [ и при 0,5 Бэв совершенно исчезает [404]. Кривая распределения имеет пологий максимум, отвечающий немного меньшей массе, чем половина массы делящегося ядра. Вместе с тем, на правом конце кривой появляется новый высокий максимум с массой, на немного единиц меньше начальной. Разница в форме кривой распределения при делении частицами средней и высокой энергии видна из сравнения рис. 70 с рис. 71. На последнем дана кривая деления висмута протонами в 480 Мэв [404]. В его продуктах было идентифицировано химическими способами 70 изотопов 22 элементов с номерами от 19 до 82. [c.176]

    При делении очень быстрыми частицами индивидуальные различия делящих частиц и делящихся ядер отступают на задний план, и процесс определяется главным образом величиной энергии, а не природой частиц. Также перестают играть роль определенные наиболее устойчивые конфигурации в ядре и наиболее вероятно деление на две части приблизительно одинаковых масс. Грубо говоря, при частицах, энергия которых намного превосходит энергию связей частиц в ядре, по-следнее дробится механически , независимо от его строения. [c.177]

    Деление при высоких энергиях. Характеристики акта деления, вызванного частицами высокой энергии или тепловыми нейтронами, заметно различаются. Знакомая двугорбая кривая выхода продуктов деления (рис. 65) сменяется при высоких энергиях одиночным широким пиком, максимум которого расположен при значении А, несколько меньшем половины массового числа нуклида-мишени (ср. кривую для 400 Мэв на рис. 66). В отличие от деления при низких энергиях обнаружено большое число нейтронодефицитных нуклидов, особенно среди тяжелых продуктов. Этот факт был истолкован как указание на то, что образовавшееся после каскадной фазы реакции возбужденное ядро сначала испаряет некоторое число нуклонов (главным образом нейтронов), а затем, по достижении достаточно высокой величины 2, 1А, деление начинает конкурировать с дальнейшим испарением. К тому же существуют доводы в пользу того, что многие первичные продукты деления — как тяжелые, так и легкие (для данной мишени и данной энергии бомбардирующей частицы) — обладают примерно одинаковым отношением чисел нейтронов и протонов. Это говорит о том, что деление происходит слишком быстро, для того чтобы могло произойти перераспределение нейтронов и протонов, и что делящиеся ядра имеют примерно такое же отношение нейтронов и протонов, какое обнаруживается в продуктах деления. [c.319]


    К ионизирующим относятся электромагнитные излучения высокой энергии - рентгеновские и у-лучи, корпускулярные излучения высокой энергии - быстрые электроны, протоны, нейтроны, дейтроны, а-частицы, осколки деления ядер, ядра отдачи, возникающие при ядерных реакциях, потоки тяжелых ионов [13]. [c.101]

    В отличие от фотохимии, которая для воздействия на вещество использует только фотоны со сравнительно низкой, порядка 1—10 эв энергией, радиационная химия располагает для этого весьма большим набором высокоэнергетических частиц с энергией 10 —10 ав. К ним относятся -у-кванты, быстрые электроны, быстрые ядра — протоны, дейтоны, тритоны, а-частицы, осколки деления и нейтроны. Для получения этих частиц используются ускорители, ядерные реакторы, рентгеновские трубки и изотопные источники излучения. Подробное описание источников ионизирующих излучений и методов их использования в радиационно-химических исследованиях можно найти в монографиях [37, 48, 374]..  [c.360]

    Нейтрон может проникнуть в ядра, встречающиеся на его пути, и вызвать их распад с выделением одного или более у-квантов, протонов, вторичных нейтронов и т. д. Осколки деления будут в свою очередь производить дополнительные повреждения и в материнской кристаллической решетке будут накапливаться атомы чужих элементов. Тепловые нейтроны особенно эффективны для получения ядерных реакций. Быстрые нейтроны легко преобразуются в тепловые при соударениях с протонами веществ с большим содержанием водорода, например углеводорода, так как бомбардирующая частица теряет максимум энергии при столкновении с частицей равной массы (см. ниже). [c.316]

    К ионизирующим излучениям относятся электромагнитные излучения высокой энергии — рентгеновские и улучи, корпускулярное, излучение большой энергий — быстрые электроны, нейтроны, протоны, дейтроны, -частицы, осколки деления ядер, ядра отдачи, возникающие при ядерных реакциях, потоки ускоренных многозарядных ионов. [c.118]

    Процесс деления может осуществляться при условии привнесения энергии, по меньшей мере равной энергии активации этого процесса. В некоторых случаях достаточно той энергии связи, которая выделяется при присоединении к ядру медленного нейтрона, в других этой энергии недостаточно и деление возможно лишь на быстрых нейтронах или других частицах с большой кинетической энергией. [c.183]

    Тепловые клинья и клинья смещения. Движущаяся в решетке частица высокой энергии может быстро передать большую часть энергии ближайшим атомам, резко возбудив их. В результате вдоль пути пробега частицы или выбитого ею из решетки атома или осколков ядра (если частица вызвала ядерное деление) вещество сильно нагревается. Расчеты показывают, что в [c.314]

    Захват нейтрона ядром аналогичен конденсации газовой частицы на поверхности жидкости. При этом, естественно, выделяется энергия. Количество выделенной энергии зависит от энергии связи между элементарными частицами ядра. Энергия связи между такими частицами в ядре атома урана определяется в 7 мэв на одну элементарную частицу. В случае захвата медленного нейтрона должно выделиться не менее 7 мэв энергии. Если захватывается быстрый нейтрон, то к энергии связи нужно добавить энергию его движения. Процесс захвата нейтрона ядром, испускание ядром элементарной частицы или деление ядра развивается во времени. В момент захвата нейтрона ядром в месте захвата выделяется энергия и повышается температура на 10 ° градусов. Вследствие сильнейших тепловых движений элементарных частиц, составляющих ядро, происходит его деформация, которая приводит к делению ядра, а в некоторых случаях — к выбрасыванию элементарных частиц или Y-лучей, уносящих избыточную энергию. [c.539]

    Чрезвычайно важным свойством изотопов урана является их способность к делению при захвате нейтронов. Деление ядер и-238 происходит под действием быстрых нейтронов, энергия которых > 1 Мэе. Если в ядро 11-238 проникают нейтроны с меньшей энергией, возникает новый радиоактивный изотоп 11-239. Выделяя р-частицы, этот элемент распадается естественным путем с образованием трансуранового элемента — нептуния. Последний также радиоактивен и в результате р-распада превращается в плутоний  [c.43]

    Нейтроны. Нейтрон обладает массой приблизительно в 1800 раз большей, чем электрон, и имеет энергию от 0,01 эв (медленные нейтроны) до 10000 000 эв (быстрые нейтроны). Эти частицы вызывают радиационные эффекты только при прямом столкновении с ядрами атомов. При столкновении с атомом быстрый нейтрон передает кинетическую энергию ядру, которое увлекает за собой свое электронное облако при этом может происходить как потеря или возбуждение некоторых внешних электронов, так и деление ядра. Медленные нейтроны, будучи захвачены ядром, образуют новые ядра, которые могут оказаться радиоактивными и распадаться с эмиссией р- или "[-лучей. Действие нейтронов на полимеры подробно не изучалось, но, вероятно, оно обусловлено не этими первичными процессами, а возникающими в полимере вторичными излучениями. Изменения материала, вызванные начальным смещением атомов в результате упругого столкновения, маскируются эффектами ионизации и возбуждения. [c.146]


    Источником заряженных частиц могут быть также упругие столкновения быстрых нейтронов с ядрами некоторых легких элементов. Доля уносимой ядром энергии нейтрона уменьшается с увеличением. массы ядра и угла столкновения. Наибольшую энергию быстрый нейтрон передает протону при лобовом столкновении, в этом случае энергия протона отдачи оказывается равной начальной энергии нейтрона. Таким образом, облучая водородсодержащее соединение быстрыми нейтронами реактора, можно получить поток протонов отдачи со сплошным энергетическим спектром, простирающимся до максимальной энергии нейтронов деления. [c.142]

    НИЯ, то процесс нарастает лавинообразно, охватывая весь объем куска урана. Происходит это чрезвычайно быстро, так как каждый акт деления завершается за время около сек. Такой процесс формально аналогичен хорошо известному химикам механизму разветвляющихся цепей при взрывных реакциях, который был обнаружен и изучен Н. Н. Семеновым 61 ]. Эту аналогию не следует, однако, проводить слишком далеко. При химических взрывных реакциях цепи распространяются переносом атомов или молекул, а не ядерных частиц, и превращения затрагивают лишь внешние электронные оболочки атомов, а не их ядра. Поэтому и масштабы энергии несоизмеримы деление дает в 10 —10 раз больше энергии, чем химические реакции горения или взрыва на то же количество вещества. [c.174]

    Помимо ядра делиться под действием быстрых нейтронов способны также ядра Фа и Минимально необходимые для деления всех четырех ядер энергии нейтронов равны соответственно 1,0 мэв, 1,7 мэв, 0,1 мэв и 1,2 мэв. Характер зависимости эффективного сечения (Од) деления от энергии нейтронов показан на рис. ХУ1-58. Деление может вызываться и заряженными частицами, но лишь с энергиями, гораздо большими, чем для нейтрона. [c.582]

    Основной вид взаимодействия нейтронов с веществом — взаимодействие с атомными ядрами. Главными механизмами потери энергии для нейтронов являются упругое рассеяние (как при столкновении бильярдных шаров), неупругое рассеяние (захватное рассеяние) и ядерные реакции. Быстрые нейтроны, претерпевая упругие соударения с ядрами, особенно с ядрами легких атомов (например, водорода), могут порождать заряженные частицы. Нейтроны, участвующие в ядерных реакциях, помимо реакций деления могут также порождать заряженные [c.47]

    Кроме различных упомянутых выше ядерных превращений, существует еще один вид превращения, имеющий особую важность. Это — деление ядра. Деление состоит в расщеплении тяжелого ядра на два или более осколка средней величины с одновременным испусканием неск9льких нейтронов. Процесс деления наблюдается только для тяжелых элементов и вызывается практически все-тли типами бомбардирующих частиц. Среди них наибольшее значение имеет деление, вызываемое нейтронами. Такое деление известно как для быстрых, так и для медленных нейтронов. Большинство расщепляющихся изотопов восприимчиво к делению только от действия быстрых частиц. Некоторые изотопы, од-цако, расщепляются не только под действием быстрых, но и тепловых нейтронов, и поперечные сечения деления в этих случаях значительно большие, чем таковые в случае деления быстрыми частицами. Для поперечное сечение деления при действии тепловыми нейтронами, имеющими скорость 2200 м1сек, равно 580 барн, а для — основной составной части природного урана — поперечное сечение деления тепловыми нейтронами равно нулю. Значение 580 барн значительно больше, чем можно было бы ожидать для поперечного сечения реакции в случае быстрых бомбардирующих частиц, которое должно быть меньше геометрического поперечного сечения ядра-мишени. [c.417]

    Относительно различия выходов при делении разных ядер (или одного и того же ядра при различных степенях возбуждения) было до сих пор мало опубликовано. Нишина и др. [109, 110] показали, что продукты симметричного как по Л, так и по Z деления гораздо заметнее при делении быстрыми нейтронами, чем при делении медленными нейтронами. Кингдон [90] высказал ту мысль, что при делении быстрыми нейтронами осколкам нехватает времени, чтобы асимметрично распределиться по сортам , так, чтобы наилучшим способом использовать связывающие способности нейтронов . Количественное сравнение было предпринято для выхода при делении одного избранного продукта— Ва [17] сравнивалось количество импульсов деления от тонкого слоя урана в специальной камере деления с количеством Ва , образующегося в большом количестве UgOg, помещавшегося в специальном отделении камеры. Было обнаружено, что выход Ba на одно деление U медленными нейтронами доходит до 120% выхода Ва на одно деление U быстрыми нейтронами. Продукты деления U больше походят на продукты деления и [59]. Были также опубликованы некоторые совершенно предварительные данные относительно продуктов фотоделения [95], деления протактиния [57] и тория (Полесицкий и др. [115,61]). Совсем недавно ряд авторов [113, 52, 53, 111, 141] сообщил о том, что выходы от деления при сверхвысокой энергии (например, при бомбардировке а-частицами с энергией 380 MeV) сильно отличаются от выходов при обыкновенном делении урана, а именно, массы продуктов деления размазаны при этом очень широко для и от 55 до 180 с единственным пиком вблизи 115, а для висмута от 45 до 139 с пиком примерно при 100. Пока еще неясно, какие продукты образуются здесь при бинарном делении, а какие при более сложных типах расщеплений. Специфически новым явлением является образование осколков, бедных нейтронами, например, осколков распадающегося при /С-захвате Bai , неизвестных при обыкновенном делении, что обусловлено испарением многих нейтронов из высшей степени возбужденной системы до или после деления. Центральное понижение кривой выходов слабо выражено и при делении торня а-частицами с энергией 38 MeV [107.  [c.71]

    Проходя сквозь вещество, ядерные частицы взаимодействуют в основном с электронными оболочками атомов, а не с ядрами, так как доля пространства, занимаемая последними, весьма мала и состаршяет —10 об.%. Главный результат взаимодействия этих частиц с веществом — ионизация и (или) возбуждение молекул. Поэтому -у-лучи, быстрые электроны, протоны, нейтроны, дейтроны, а-частицы, осколки деления ядер, ядра отдачи, возникающие при ядерных реакциях, потоки ускоренных многозарядных ионов называются ионизирующими излучениями. [c.594]

    Нейтронное излучение взаимод. только с атомными ядрами среды. По энергии нейтроны (в сравнении со средней энергией теплового движения кТ где /с-постоянная Больцмана, Т-абс. т-ра) подразделяют на холодные (Е < кТ), тепловые (Е кТ), медленные (кТ< Е < 10 эБ), промежуточные (10 < < 5 10 эВ) и быстрые ( >5 -10 эВ). Нейтроны в в-ве испытывают упругое и неупругое рассеяние. Прн достаточной энергии нейтроны могут выбивать частично ионизир. атомы из среды (т. наз. ядра отдачи). При захваге нейтронов атомными ядрами могут происходить ядерные реакции, последствием к-рых является испускание у-квантов, о.- и Р-частиц, осколков деления ядра и др. Ослабление потока нейтронов происходит по экспоненциальному закону Ф = где N-число атомов дан- [c.254]

    В результате исследований И. Кюри и П. Савича, которые, облучая уран тсак быстрыми, так и медленными нейтронами, получили радиоактивное вещество, которое они предварительно обозначили символом Йз,д, потому TITO оно имело период полураспада, равный трем с половиной дням. В 1939 г. Ган и Штрасман нашли, что продукт R3,5 представляет собой смесь элементов в нее входят некоторые щелочноземельные металлы, которые в свою очередь превращаются, излучая р-частицы, в редкоземельные элементы. При бомбардировке ядро урана 235 разбивается на две -части, давая изотопы бария (атомный номер 56). Подобным же образом ведет себя торий. Подвергнутый нейтронной бомбардировке, он дает уран 233, который, как и уран 235, способен к делению. [c.423]

    По пути к устойчивому состоянию радиоактивные осколки , образовавщиеся при делении ядер атомов изотопа урана, выбрасывают различные элементарные частицы, в том числе и нейтроны. Эти нейтроны раскалывают ядра следующих атомов урана, в результате чего появляются новые нейтроны и т. д. Таким путем сама по себе развивается так называемая цепная реакция , которая очень быстро охватывает всю массу урана. На рисунке 65 схематически изображено быстрое (лавинообразное) нарастание количества нейтронов. Такая лавина нейтронов может нарастать практически мгновенно (за период времени порядка 10" сек.), в результате чего расщепление ядер атомов урана протекает со взрывом. [c.210]

    Главные области применения ионизационных камер—подсчет а-частиц, протонов отдачи, вызванных быстрыми нейтронами, и числа делений. Медленные нейтроны не обладают достаточной энергией, чтобы столкнувшиеся с ними ядра газа могли быть замечены однако их можно использовать для возбуждения достаточно экзотермических ядерных реакций, при которых наблюдаются большие ионизационные толчки. Таким образом, счетчики медленных нейтронов [4, 26 содержат пленки соединений бора или лития (например, В С) или, еще лучше, наполняются газообразным ВРд. В 0С1ЮВН0М в них происходят следующие ядерные реакции  [c.116]

    Распределение образуемых продуктов деления по массовым числам зависит от энергии элементарных частиц, которыми осуществляется бомбардировк уранового ядра. Изотоп испытывает деление от действия как быстрых, так и медленных нейтронов. Причем в этом случае применяются в основном медленные нейтроны, так как вероятность захвата их ядром больше. Простейшие соображения о причине деления ядра атома тяжелого элемента были высказаны Бором. Они сводятся к тому, что ядро можно представить себе как каплю жидкости ничтожно малых размеров. [c.539]

    Для того чтобы подчеркнуть большую разность поперечных сечений для быстрых и медленных нейтронов, имеет смысл рассмотреть, кроме деления, и другие типы реакций, вызываемых нейтронами. Тепловые нейтроны могут быть захвачены практически всеми ядрами, и захват обычно приводит к (п, у)-реакции. Этот процесс, называемый радиоактивным захватом, известен как для делящихся, так и для неделящихся ядер, и поэтому является процессом, конкурирующим с делением. Поперечные сечения таких реакций часто очень велики, и, как это можно видеть на примере кадмия (рис. 11-15), они могут быстро уменьшаться с ростом энергии бомбардирующего нейтрона. Можно было бы предположить, что в результате деления ядра происходит расщепление атома на два осколка примерно одинаковых размеров. Это, однако, неверно. Из рис. 11-16 видно, что наблюдается несимметричное делениес максимумами содержания продуктов деления с массовыми числами в области величин 95 и 139. Симметричное деление имеет место только на 0,01—0,02%. Кривая имеет несимметричный вид для деления как тепловыми, так и быстрыми нейтронами (если в последнем случае энергия нейтронов не слишком высока). При очень высокой энергии частицы, например при энергии 200 или 300 Мэв, кривая распада принимает совершенно другую форму, приближаясь к кривой симметричного типа, и имеет довольно плоский максимум. Большое практическое значение процессов деления объясняется огромным количеством энергии, которая выделяется при каждом -ядерном делении. Это можно видеть из кривой энергий связей [c.398]

    К тяжелым частицам относятся положительно заряженные протоны, дейтроны, а-частицы, ускоренные ионы, тяжелые осколки деления, а также нейтроны. Тяжелые частицы тоже вызывают ионизацию и возбуждение молекул, кроме того, они способны на упругие столкновения с ядрами вещества, сообщая последним значительную кинетическую энергию. Ядра некоторых химических элементов, входящих в состав смазочных материалов, обладают избирательной способностью активно поглощать медленные нейтроны с последующим испусканием у-квантов, а-частиц, электронов и протонов (захватное излучение). Содержание в смазочном материале небольших количеств таких элементов, как С1, Ыа, способствует быстрой потере радиационной стойкости смазочного материала. Например, при облучении различных полимеров в течение одинакового времени хлорсодер- [c.91]

    Типы испускаемых частиц. Реакции при средних энергиях сопровождаются обычно испусканием п, р, а, Н , Не , й и осколков деления. Относительные вероятности испускания различных комбинаций этих частиц и их полное число зависят, как это и следует ожидать, от природы ядра-мишени, а также от энергии и типа падающей частицы. В реакциях, протекающих через составное ядро, вероятность эмиссии некоторой частицы зависит, в сущности, от суммы ее энергии связи и высоты кулоновского барьера, который она должна преодолеть, чтобы покинуть ядро чем больше эта сумма, тем меньше вероятность вылета частицы. Это означает, что испускание нейтронов будет, вообще говоря, более предпочтительным. С другой стороны, однако, наличие симметричного члена в полуэмпирической формуле Вейцзеккера (см. гл. II) указывает на то, что энергия свя- зи нейтрона возрастает при сдвиге с кривой стабильности в область пейт-роно-дефицитных ядер таким образом, испускание заряженных частиц также может оказаться существенным. Этот эффект особенно значителен для компаунд-ядер с атомными номерами ниже примерно 30, у которых кулоновский барьер еще не слишком высок, а энергия связи нейтрона довольно быстро возрастает с увеличением недостатка нейтронов. Представляется интересным далее отметить на рис. 59 большую вероятность испускания компаунд-ядром N1 протона, а не нейтрона, несмотря на то что энергия связи нейтрона меньше суммы высоты кулоновского барьера и энергии связи протона. Этот факт объясняется особыми свойствами конечных ядер (N1 и Со в этом случае), зависящими от числа протонов и нейтронов в них. [c.308]


Смотреть страницы где упоминается термин Ядра, деление быстрыми частицами: [c.417]    [c.398]    [c.417]    [c.398]    [c.183]    [c.157]    [c.71]    [c.64]    [c.31]    [c.31]    [c.177]   
Химия изотопов Издание 2 (1957) -- [ c.175 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Деление ядер

Делении



© 2024 chem21.info Реклама на сайте