Атомно-ядерные процессы

Спектры электромагнитного излучения, испускаемого, поглощаемого и рассеиваемого веществом, изучает раздел физики — спектроскопия. Квант поглощаемой или испускаемой веществом энергии соответствует изменению энергии при каком-либо единичном акте атомного или молекулярного процесса (табл. 11). Наиболее коротковолновое излучение (у-излучение) соответствует ядерным процессам. Квантовые переходы внутренних электронов атомов и молекул сопровождаются рентгеновским излучением. Электромагнитное излучение ультрафиолетовой и видимой области спектра отвечает квантовым переходам внешних (валентных) электронов. Колебанию атомов в молекулах отвечает инфракрасное излучение, вращению молекул — дальнее инфракрасное излучение, спиновому переходу элект-1)онов и ядер — радиоизлучение. [c.140]

СТРОЕНИЕ АТОМНЫХ ЯДЕР И ЯДЕРНЫЕ ПРОЦЕССЫ [c.62]

Самым мощным источником энергии является атомная энергия, которая в настоящее время успешно используется в силовых установках морских судов и на атомных электростанциях. Использование энергии ядерных процессов в авиационных двигателях, в первую очередь атомной энергии деления урана и плутония, считается делом ближайших лет. Преимущества атомной энергии колоссальны. Достаточно сказать, что в одном грамме урана-235 содержится примерно столько же энергии, сколько в двух тоннах керосина. Самолет весом 100—150 т, облетев со скоростью 2000 вокруг земного шара, израсходовал бы всего 0,5 кг урана-235. [c.96]

Огромное, непрерывно возрастающее промышленное значение атомно-ядерных процессов определяется рядом их особенностей и преимуществ. [c.235]

В результате тонких и сложных исследований были синтезированы новые трансурановые элементы (Z=93—102), которых нет в природе. Для проведения некоторых атомно-ядерных процессов потребовались химические элементы исключительно высокой, так называемой спектральной чистоты (содержание примесей, характеризуемое величинами поряд- [c.235]

Очень важную роль в развитии ядерной химии сыграло открытие в 1939 г. процесса деления ядер урана под воздействием нейтронов. Это открытие заложило основы атомной энергетики. Процесс распада ядер при бомбардировке урана-235 нейтронами сопровождается выделением множества различных элементов и частиц. Одну из возможных реакций отражает следующее уравнение [c.37]

Космическими лучами называется поток элементарных частиц и атомных ядер, идущий непрерывно из межпланетного пространства на Землю. Различают первичные и вторичные космические лучи. Первичные лучи в основном состоят из протонов и а-частиц и около 1% других ядер. Энергия этих частиц очень высока и достигает порядка 10 " эв у отдельных частиц энергия доходит до Ю взв. На высоте около 30 км над уровнем моря первичные космические лучи в результате столкновения с ядрами различных элементов порождают вторичные лучи, состоящие из мягкой и жесткой компонент. В состав последней входят фотоны, позитроны, электроны и мезоны. Мезоны обусловливают большую проникающую способность космических лучей. Сложные ядерные процессы, протекающие в зоне первичных и вторичных космических лучей, приводят также к образованию нейтронов. [c.68]

Изучение строения атомных ядер, радиоактивности и искусственное приготовление радиоактивных изотопов нашло применение в различных областях науки и техники, а-, р -, р+-, -излучение и выделение свободных нейтронов прежде всего оказывают сильнейшее биологическое воздействие на живые организмы, и использование различных ядерных процессов должно производиться в соответствующих условиях и с применением надежной защиты. Мощные дозы излучения существенно влияют на свойства конструкционных материалов и металлов и, как правило, понижая их пластические свойства, делают их хрупкими. Поглощение Р -, и 7-излучения создает микродефекты в кристаллах (ближние и дальние пары вакансия и атом в междоузлии), нарушает связи в неметаллических материалах. Металлы, обладающие меньшим поперечным сечением захвата (а), в меньшей степени подвергаются воздействию излучения и могут быть использованы для изготовления деталей и узлов ядерных реакторов. Такими являются металлы V, N6, Т1, 2г и др. [c.66]

Различные науки исследуют конкретные формы движения материи. Например, объектом исследования неорганической и органической химии являются химические процессы, связанные с перегруппировкой атомов в молекулах реагирующих веществ, т. е. химическая форма движения материи. Современная физика изучает физическую форму движения (тепловые, электромагнитные, атомные, ядерные, гравитационные и другие (процессы). [c.5]

Строение атомных ядер и ядерные процессы [c.63]

Деление атомных ядер. При захвате нейтронов ядрами урана происходит деление ядер на два соизмеримых по величине осколка с отношением масс примерно 3 2, из которых после ряда вторичных радиоактивных превращений образуются ядра стабильного, изотопа того или иного элемента. Деление ядер освобождает гораздо больше энергии, чем обыкновенные ядерные процессы, а именно 170—200 Мэе при каждом делении. При этом из ядра выбрасываются вторичные быстрые нейтроны, число которых в некоторых случаях больше числа захваченных нейтронов, так как взамен одного нейтрона, израсходованного на деление, образуется от двух до трех нейтронов. Благодаря этому раз начавшийся процесс может самопроизвольно прогрессировать по цепному механизму. На этом принципе основан один из вариантов атомного оружия. В атомных реакторах скоростью цепной реакции управляют с помощью замедлителей, поглощающих избыточные нейтроны. [c.716]

Изучение строения атомных ядер, радиоактивности и искусственное приготовление радиоактивных изотопов нашло применение в различных областях науки и техники, а -, Р"-и (3-+, у-излучение и выделение свободных нейтронов прежде всего оказывают сильнейшее биологическое воздействие на живые организмы, и использование различных ядерных процессов должно производиться в соответствую- [c.67]

Спектры электромагнитного излучения, испускаемого, поглощаемого и рассеиваемого веществом, изучает раздел физики — спектроскопия. Квант поглощаемой или испускаемой веществом энергии соответствует изменению энергии при каком-либо единичном акте атомного или молекулярного процесса (табл. 14). Наиболее коротковолновое излучение (7-излучение) соответствует ядерным процессам. Квантовые переходы внутренних электронов атомов и молекул сопровождаются [c.157]

Огромных успехов достиг человек в познании тайн мироздания. Он проник в глубь атома, расщепил его на составные части. Получено много новых частиц и античастиц, которые рождаются при различных ядерных процессах. Человек овладел энергией атомного ядра и успешно использует ее в своей практической деятельности. Осуществилась мечта, которая на протяжении более 20 столетий владела умами людей в их стремлении завоевать природу — ученые в. лабораторных условиях стали превращать одни элементы в другие. [c.91]

Комбинирование методов подземной переработки топлива с применением энергии ядерных процессов имеет ряд преимуществ по сравнению с раздельным использованием атомной энергии на атомных электростанциях и современных бесшахтных методов добычи топлива. [c.33]

Не останавливаясь на отдельных закономерностях, относящихся к тем или другим группам атомных ядер или ядерных процессов, отметим в заключение, что общая систематика атомных ядер и ядерных реакций только начинает еще создаваться. Ей посвящены, в частности, некоторые работы С. А. Щу-карева, И. В. Курчатова, И. П. Селинова, А. В. Грошева, [c.420]

Выбор способа достижения требуемых температур частично определяется заданным уровнем и необходимостью предотвратить загрязнение продукта, а также сравнительной экономикой различных видов энергии. Обычные процессы сгорания можно использовать для достижения температур до нескольких тысяч градусов, электрические процессы — для температур около 50 ООО °К и ядерные процессы—до миллионов градусов. Однако методы управления стационарно протекающими при столь высоких температурах быстрыми ядерными реакциями до сих пор не известны, и уровень температур, достигаемых на атомных силовых станциях, как [c.294]

Обычный химический эффект при -распаде справедливо приписывается соответствующему увеличению атомного номера. Новый элемент в том химическом состоянии, в котором находился его предшественник, является неустойчивым, и вследствие этого будет происходить последующая перестройка. Более интересные возможности открываются, однако, при исследовании редких земель и переходных элементов. В этом случае экспериментальные условия могут быть подобраны таким образом, чтобы соединения, содержащие или исходный, или новый атом, были устойчивы. Если новый химический элемент оказывается в резко отличном химическом состоянии от того, в котором находился исходный атом, то можно предположить непосредственное влияние ядерного процесса. Другая область исследования представлена электроотрицательными элементами в водных растворах. Они образуют содержащие кислород молекулярные ионы, которые могут отличаться в случае соседних элементов только числом зарядов. Это может быть проиллюстрировано на примере таких парных ионов, как фосфат-сульфат и селенит-бромат. [c.243]

Как известно, при действии нейтронного облучения в реакторе могут иметь место следующие ядерные процессы простой радиационный захват п, 7) радиационный захват с последующим р-распадом полученного промежуточного короткоживущего изотопа и образованием радиоактивного изотопа элемента, соседнего с облучаемым элементом мишени реакции с изменением атомного номера ядра, неспособного к делению [( , р) и (л, а)]. [c.670]

Эффективное сечение. В отличие от химических реакций, при которых исходные вещества, взятые в эквивалентных количествах, реагируют практически нацело, ядерную реакцию вызывает лишь небольшая доля частиц из общего потока, пронизывающего бомбардируемую мишень. Это происходит прежде всего из-за малых размеров атомного ядра но сравнению с размерами всего атома, вследствие чего вероятность соударения бомбардирующей частицы и ядра, приводящего к ядерной реакции, крайне мала (при наиболее благоприятных условиях ядром захватывается не более одной частицы из 6—8 тыс.). Для количественной характеристики вероятности протекания ядерной реакции принято использовать величину эффективного сечения (а). Эффективное сечение имеет размерность площади (см частица). Этот способ выражения вероятности ядерных процессов связан с представлением, что вероятность захвата падающей частицы ядром пропорциональна площади поперечного сечения ядра-мишени. Если в плоскости сечения ядра, перпендикулярной потоку падающих частиц, выделить площадку величиной 0, то каждая частица, прошедшая через эту площадку, должна взаимодействовать с ядром. [c.61]

Но даже не в этом заключается выдающееся значение нового ядерного процесса — процесса деления атомных ядер (так был назван распад ядер на две крупные, близкие по величине частицы). Самое важное здесь в том, что процесс деления ядер атомов урана-235 сопровождается выбрасыванием 2—3 нейтронов. [c.249]

Природа взаимодействия столь различающихся по энергии квантов с веществом принципиально неодинакова. Так, излучение уквантов связано с ядерными процессами, излучение квантов в рентгеновском диапазоне обусловлено электронными переходами во внутренних электронных слоях атома, испускание квантов УФ- и видимого излучения или взаимодействие вещества с ними — следствие перехода внешних валентных электронов (сфера оптических методов анализа), поглощение ИК- и микроволновых квантов связано с переходом между колебательными и вращательными уровнями молекул, а излучение в ра-диоволновом диапазоне обусловлено переходами с изменением ориентации спинов электронов или ядер атомов. Для решения разнообразных задач наибольшее значение имеют спектральные методы анализа, оперирующие с излучением рентгеновского, оптического, ИК- и радиоволнового диапазонов. В данном практическом руководстве по физико-химическим методам анализа рассматриваются оптические методы, которые традиционно делятся па оптическую атомную и оптическую молекулярную спектроскопию. В первом случае аналитические сигналы в области спектра от 100 до 800 нм являются следствием электронных переходов в атомах, во втором — в молекулах. [c.7]

Чем вызвано излучение р-лучей при радиоактивных процессах, если известно, что электронов внутри ядер не имеется, но р -лучи связаны не с электронами атомной оболочки, а именно с ядерными процессами [c.305]

Физики научились превращать элементы друг в друга, и эти процессы, помимо огромного теоретического интереса имеют практическое значение в медицине, биохимии, промыш ленности и биологии. Поэтому вполне понятен тот интерес к структуре атомных ядер, который захватил ученых всего мира В области изучения атомно-ядерных структур очень много бы ло сделано советскими учеными. [c.306]

Искусственное расщепление атомных ядер. Состав атомных ядер. В 1919 г. Э. Резерфорд для осуществления искусственного расщепления атомных ядер впервые использовал огромную кинетическую энергию а-частиц, выделяющихся при радиоактивном излучении. Он подвергал бомбардировке а-частицами атомы азота, в результате чего происходило превращение атомных ядер. Процессы превращения одних атомных ядер в другие получили название ядерных реакций-, они изображаются уравнениями. Например, процесс, происходящий при бомбардировке атомов азота а-частицами выражается так [c.42]

При делении каждого атомного ядра урана выбрасывается ядром 2—3 нейтрона. Так как один нейтрон приводит к выбрасыванию атомным ядром урана 2—3 новых нейтронов, а они, сталкиваясь с другими ядрами урана, в свою очередь вызывают деление ядер и появление уже 4—9 нейтронов и т. д., то происходит быстрое размножение нейтронов, и ядерный процесс нарастает с очень большой скоростью без действия внешних факторов. Такой лавинообразный, протекающий с нарастающей скоростью процесс деления атомных ядер получил название цепной ядерной реакции (рис. 11). Цепная ядерная реакция может развиваться только в достаточно большом куске расщепляющегося урана. Наименьшее количество урана, при котором возможна цепная ядерная реакция, называется критической массой. Так как в любой момент в куске урана имеются свободные нейтроны, которые проникают в его атомные ядра, то при наличии массы урана больше критической происходит цепная ядерная реакция взрывного характера. [c.67]

Сильный толчок развитию неорганической химии дали проникновение в недра атома п изучение ядерных процессов. Особое значение имело выяснение того факта, что расщепление урана-235, нлутония-239 и других радиоактивных изотопов ведет к получению изотопов многих элементов, расположенных в середине периодической системы. Поиски элементов, наиболее пригодных для расщепления в атомных реакторах, способствовали исследованию малоизученных и синтезу новых элементов с помощью ядерных реакций. Изучением их свойств, а также физико-химических основ и химических свойств радиоактивных изотопов, методикой их выделения и концентрации занялась радиохимия, возникшая во второй четверти XX в. В результате такого разветвления и специализации область неорганической химии чрезвычайно расширилась. В раздел общей химии вошли основные понятия и законы химии, теории и представления, являющиеся базисом всей химической науки, независимо от ее дифференциации. Не говоря о периодическом законе, к числу таких фундаментальных теорий относятся, например, ато.мно-молекулярное учение и теория химической связи. [c.79]

Из определения элемента, данного на атомном уровне, следует более раннее определение этого понятия элементы — это простейшие части химических соединений, комбинирующиеся различным образом, но остающиеся практически неизменными, не считая небольших изменений некоторых (Второстепенных овойств (например, заряда частиц). Это позволяет для химических явлений постулировать закон сохранения элементов, используемый цри (символическом описании химических реакций в каждом химическом уравнении количество символов всех элементов с обеих сторон должно быть одинаковым. Этот закон верен, если исключены ядерные. процессы, при протекании котс -рых меняется число протонов в ядре. Происходящее при этом превращение элементов относится к области ядерной химии. [c.344]

С) связывают с их склонностью вступать в (а, п) реакции. В результате реакции Be(a, n) впервые был получен нейтрон. Радиоактивный распад вымерших на Земле и в метеоритах тяжелых элементов привел к повышенному распространению изотопов свинца. Свинец и другие магические ядра благодаря заполненности энергетических уровней нуклонов в ядре более устойчивы к реакциям захвата нейтронов и потому более распространены. На Земле непрерывно происходят ядерные процессы, ведушие в конечном счете к изменению распространенности элементов и изменению их изотопного состава. Однако все эти процессы идут медленно и результаты анализа вещества земной коры показывают, что изотопный состав элементов на Земле практически постоянен. Например, у хлора, извлеченного из морской воды и выделенного из минералов (апатита и др.), атомная масса оказалась одинаковой. То же самое обнаружено для N1, Ре, 51, Н , Ы, 5Ь, Си и других элементов. [c.432]

ЦЕПНЬШ РЕАКЦИИ, хим. превращения и ядерные процессы, в к-рых появление промежзточной активной частицы (свободного радикала, атома, возбужденной молекулы в хим. превращениях, нейтрона - в ядерных процессах) вызывает цепь превращений исходных в-в. Примеры хим. Д. р.- радикальная полимеризация, окисление, пиролиз и галогенирование углеводородов и др. орг. соед. ядерные цепные процессы - цепное деление атомных ядер. Данная статья посвящена в основном химическим цепным реакциям. [c.345]

Цепные реакции — химические и ядерные реакции, в которых появление активной частицы (свободного радикала или атома в химических, нейтрона в ядерных процессах) вызывает большое число (цепь) последовательных превращений неактивных молекул или ядер. Свободные радикалы или атомы в отличие от молекул обладают свободными ненасыщенными валентностями (непарным электроном), что приводит к легкому нх взаимодействию с исходными молекулами. Прн первом же столкновении свободного ради кала (R ) с молекулой происходит р азрыв одной из валентных связей последней, и, таким образом, в результате реакции образуется новая химическая связь и HOBiiin свободный радикал, который в свою очередь реагирует с другой молекулой — происходит цепная реакция. В ядерных Ц. р. активными частицами являются нейтроны, так как они, не обладая зарядом, беспрепятственно сталкиваются с ядрами атомов и вызывают ядерпуюреакцию (деление ядер). КЦ. р. (в химии) относятся процессы окисления (горение, взрыв), крекинга, полимеризации и др., широко применяющиеся в химической и нефтяной промышленности. Изучение Ц. р. ядерной физики имеет большое значение для использования атомной энергии. Церезин — очищенный озокерит. [c.153]

Успехи современной астрофизики определенно указывают, что эволюция звезд органически связана с атомно-ядерными превращениями в их недрах. На ранних этапах развития Вселенной основным строительным. материалом для образования атомов химических элементов был водород, и поныне господствующий в звездном мире и рассеянном межзвездном веществе. Естественный синтез химических элементов в истории Вселенной заключался в образовании сначала легких, потом средних и в заключение самых тяжелых трансурановых элементов путем различного типа ядерных реакций в недрах массивных звезд. Современная распространенность элементов и их изотопов явилась результатом наложения ряда ядерных реакций, а не единого одноактного процесса. Современная теория происхождения химических элементов разработана в основном английскими астрофизиками Дж. Бэрбидж, М. Бэрбидж, Ф. Хойлем и В. Фаулером. Синтез наиболее тяжелых элементов, включая трансурановые, произошел накануне формирования Солнечной системы [11]. Сравнение распространенности элементов в метеоритах, на Солнце и в космических лучах представлено в табл. 36 на основании обширной сводки, сделанной в 1975 г. В. Тримбл. [c.77]

Отличительной особенностью развития естественных наук в нашу эпоху является не только использование достижений и перенесение методов исследования из одной науки в другую, но и взаимное проникновение наук. Например, свойства атомов раньше изучала только химия теперь, после открытия глубоких превращений, происходящих при ядерных процессах, ато.мы стали предметом изучения физики (возник новый большой раздел — атомная физика), так как только физи-ческилш методами можно было изучать внутреннее строение атомов. [c.11]

Карбид бора В4С. Карбид бора обладает ромбоэдрически деформированной структурой типа Na l, структурными элементами которой являются икосаэдрические группы из двенадцати атомов бора и линейные трехатомные группы из атомов углерода. Последние сообщают карбиду бора высокие механические свойства [13]. Карбид бора получают сплавлением бора или его соединений с углеродом в электрических печах. Он очень устойчив к действию кислот и щелочей. Известно, что изделия из карбида бора обладают высокой абразивоустойчивостью и применяются для обработки и полировки твердых сплавов и сталей. В последнее время карбид бора применяется в качестве поглотителя нейтронов в атомных реакторах, а также для регулирования ядерных процессов [28, 814, 1205]. [c.429]

Наиболее интересно использование прометия в атомных батарейках. Поскольку источниками тока в них являются ядерные процессы, в отличие от химических батарей атомные могут служить годами. Принцип действия проме-тиевой батарейки состоит в следующем Р" -излучение Рш воздействует на обычный фосфор (вместо фосфора можно использовать специальный люминофор, например сульфид кадмия), вызывая его свечение тем самым энергия радиоактивного распада превращается в световую. Свет фиксируется с помощью двух кремниевых фотоэлементов происходит превращение световой энергии в электрическую. Выходная мощность такой батарейки равна 20 мкв при напряжении 1 в. На рис. 16 показан схематический разрез атомной батарейки на Рш . [c.175]