Ядерные реакции использование продуктов

В упоминавшихся ядерных реакциях выходы продуктов несоизмеримо малы по сравнению с выходами при обычных химических реакциях, так как при очень малых размерах атомного ядра вероятность попадания в него бомбардирующей частицей также очень мала. Вследствие этого только несколько частиц из миллиона достигают цели все же остальные частицы растрачивают свою энергию на другие процессы. Именно поэтому этот вид ядерных превращений и не мог быть применен для использования ядерной энергии, хотя во многих реакциях каждое отдельное взаимодействие сопровождается выделением энергии. Изучение различных ядерных реакций чрезвычайно обогатило наши знания об атомном ядре и сильно продвинуло науку по пути к возможности использования тех громадных запасов энер- гии, которые заключены в ядре атома. [c.416]

В результате ядерной цепной реакции деления урана или плутония в реакторах устанавливается постоянный поток нейтронов. В то время как нейтроны и энергия, освобождаемые при каждом расщеплении атома, используются или для производства электро-и тепловой энергии, или для создания плутония, или для осуществления иных ядерных реакций, осколки деления накапливаются в виде отходов. По мере своего накопления осколки деления поглощают нейтроны и уменьшают число делящихся атомов, тем самым отравляя реактор. По этой причине тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) периодически извлекают из реактора и оставшееся в нем ядерное топливо очищают от осколков до первоначальной степени чистоты. Удаляемые таким образом продукты деления являются совокупностью элементов, относящихся к середине периодической таблицы. Большинство из них — радиоактивные изотопы, которые, испуская р- и у-радиацию, превращаются в стабильные элементы. Многие изотопы имеют очень короткие периоды полураспада. Ряд изотопов распадается наполовину примерно за год. В настоящее время возможно получение ТВЭЛ, в которых ядерное топливо используется до такой степени, когда уже экономически невыгодно вновь восстанавливать и выделять делящиеся вещества. Продукты деления в таком случае можно было бы оставлять в оболочке и, применяя довольно простую технику перемещения отработанных элементов из зоны реакции, использовать их еще раз как источники радиации очень высокой активности. Применение таких отработанных элементов в промышленности помогло бы разрешению проблемы удаления и использования радиоактивных отходов. [c.92]

Предложите метод использования высокотемпературных ядерных реакций для фиксации азота (см. рис. 29.8). Вычислите выход за один проход реагентов через горячий реактор. Как можно быстро охладить продукты Почему это необходимо [c.472]

Значительно удобнее для непрерывного контроля состава вещества второй способ, при котором измеряют интенсивность ][-из лучения, сопровождающего собственно ядерную реакцию [при использовании реакции (п, у)]. При этом радиоактивные продукты реакции могут и не образоваться, а интенсивность со- [c.145]

Ядерные реакторы, потребляющие Я. г., могут иметь два назначения, часто совмещенных произ-во энергии (энергетические реакторы) и произ-во вторичного Я. г. (плутониевые и ториевые реакторы). В реакторах первого типа используется горючее сравнительно высокой концентрации — плутоний, уран 10—90%-ного обогащения по и з5. В реакторах второго типа используются природный уран, содержащий 99,3% и зз, или торий ТЬ зз (. добавкой и зб цди и зз. Задачей энергетич. реакторостроения является достижение как можно большей степени использования Я. г. Этому препятствуют, однако, следующие основные причины 1) Уменьшение концентрации горючего, приводящее к уменьшению избытка массы горючего сверх критической и прекращению ценной реакции. 2) Накопление продуктов деления горючего, поглощающих нейтроны и тем самым ухудшающих нейтронный баланс системы, что также ведет к прекращению цепной реакции. 3) Изменения инженерно-физич. свойств горючего вследствие нагрева и интенсивного облучения нейтронами, гамма- и бета-частицами, проявляющиеся, напр., в разрушении ТВЭЛ реакторов, заполненных Я. г. [c.539]

Метод количественного определения бора с использованием наведенной искусственной радиоактивности [27, 36] основан на облучении продукта, содержащего бор, нейтронами и регистрации наведенной активности. Другие радиоактивные элементы, которые образуются в результате ядерной реакции с медленными нейтронами. [c.8]

Это выражение, предполагающее отсутствие побочных осложняющих факторов, может служить как для определения эффективных сечений по кривым поглощения, так и для вычисления использования облучения, если эффективное сечение известно. Выход iS =AiV продукта ядерной реакции в единицу времени может быть вычислен, при достаточно тонких мишенях, в виде первого члена разложения (37) в ряд [c.122]

При реакциях скалывания, протекающих при высоких энергиях, каждое первичное взаимодействие может приводить к появлению ряда вторичных частиц — нейтронов, протонов, дейтронов, ионов гелия и даже более тяжелых фрагментов, которые сами часто обладают достаточной энергией для инициирования дальнейших ядерных реакций. Это подтверждается, например, образованием продуктов с атомными номерами (2 + 2) — (2 + 4) при облучении элемента с атомным номером X протонами очень высоких энергий. Эти вторичные эффекты обычно можно свести к минимуму при использовании мишеней, тонких по сравнению с пробегом вторичных частиц. [c.441]

Дальнейшие эксперименты Карнаухова с сотрудниками, изложенные в работе [27], были выполнены с заменой второго пропорционального счетчика в телескопе на кремниевый поверхностно-барьерный детектор и с использованием метода вращающегося диска для переноса к детектору продуктов ядерных реакций ионов неона с никелем. Таким способом удалось более четко разграничить две компоненты протонного излучения по периодам полураспада < 0,1 сек и Г) 25 сек и по энергиям про- [c.541]

Полимеризация изобутилена с получением продуктов с очень высокой молекулярной массой при использовании некоторых гетерогенных систем[228,229], радиационном [219] и ядерно-химическом инициировании [230, 231] показывает возможность существенного ограничения реакций обрыва цепи за счет либо стерических факторов, либо отсутствия в системе анионов. Последний случай особенно интересен, поскольку демонстрирует удивительную стабильность растущих карбкатионов ПИБ при низких температурах (195 К) и роль мономера как стабилизирующего фактора. Эти исключительные примеры лишь [c.94]

Заманчивые перспективы газификации с применением газообразного теплоносителя открывает способ, основанный на использовании тепла ядерного реактора. Такой вариант позволяет полностью превратить органическую массу угля в газообразные продукты, тогда как во всех рассмотренных выше методах до 30—40% ее расходуется на получение тепла, необходимого для осуществления эндотермических реакций газификации. [c.125]

При облучении тепловыми нейтронами в ядерном реакторе основной реакцией является радиационный захват нейтрона Х(п,7) + Х. Продукт реакции имеет избыток нейтронов и обычно является / -эмиттером. По -активности или по сопутствующему гамма-излучению может быть определено исходное количество стабильных ядер интересующего нуклида, а если его содержание в смеси изотопов известно, то и общее содержание элемента. Необходимо учитывать и другие реакции (п,р), (п,о ) и (n,f). Первые две реакции, как правило, протекают на нейтронах с повышенной энергией, но для некоторых лёгких ядер проходят и на тепловых нейтронах. Последняя реакция деления на тепловых нейтронах может быть использована для определения делящихся изотопов урана и плутония в природных объектах, а при использовании быстрых нейтронов — для анализа других нуклидов актинидов. [c.110]

Высокая ионизирующая способность образующихся в результате реакции °В (п, а) осколков широко используется в радиационной химии для ускорения радиационно-химических процессов, а также для более эффективного использования нейтронного излучения ядерного реактора. Последнее достигается вводом в реакционную среду °В. Важной особенностью использования обогащённого бора-10 в этом случае является то, что он, равномерно распределяясь в реакционной смеси, позволяет добиться образования ионизирующих частиц во всём объёме реакционной массы, чего нельзя достигнуть при поверхностном её облучении, ввиду интенсивного поглощения ионизирующих частиц верхними слоями реагирующих веществ. В литературе [2, 34, 62, 63] также отмечалось, что объёмное введение бора-10 в реакционную смесь способствует уменьшению в продуктах реакции радиоактивных примесей, возникающих за счёт нейтронной активации облучаемых веществ. [c.202]

Совершенно независимо от использования термодинамических данных, таких, как теплоты и энтропии адсорбции, для изучения промежуточных продуктов каталитической реакции на поверхности катализатора можно использовать прямые методы изучения состояния молекул. Недавно в этой области были достигнуты значительные успехи при использовании такого хорошо известного метода, как инфракрасная спектроскопия, который был соответствующим образом модифицирован для изучения адсорбции. Было сделано такн е несколько попыток исследовать электронные спектры адсорбированных молекул. Использовались и другие спектроскопические методы, особенно методы ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса. Кроме того, для изучения свойств веществ в адсорбированном состоянии оказались полезными и другие методы, позволяющие обнаружить изменения определенных характеристик твердых катализаторов [c.111]

Превращения в металлических и керамических материалах в результате ядерных реакций при облучении нейтронами приводят к образованию атомов примесей. Как правило, это не очень существенно, за исключением случаев, когда образуются газы (например, при реакции нейтронов с бериллием образуется гелий). Газы в решетке могут накапливаться, образуя пузырьки, и приводить к сильному распуханию [31 ]. Особенно сильное радиационное распухание (свеллинг) наблюдается при делении урана и плутония. Оно является результатом накопления осколков деления, значительная часть которых (около 30% выгоревших атомов) состоит из газовых атомов, в первую очередь криптона и ксенона. Это явление в настоящее время служит главным препятствием, ограничивающим использование металлического ос-урана в качестве топлива в реакторах, где требуются высокая степень выгорания и работа в условиях повышенных температур. В связи с этим охотнее пользуются двуокисью урана (иОа). Двуокись урана — химически довольно стойкое вещество, слабо реагирует с водой, совместима (не вступает в химические реакции) со многими конструкционными материалами (тантал, молибден, нержавеющие стали и др.), выдерживает нагрев до высоких температур. Главным же достоинством плотной спеченной иОа является ее способность довольно прочно удерживать продукты распада урана, в том числе газовые атомы, без значительного изменения внешних размеров. 212 [c.212]

Изучалось поведение атомов отдачи, заторможенных в газовой среде, при транспорте газовым потоком в присутствии паров Zr l4 и ]МЬС15 ( носителей ). Атомы V, Зп, и Н эффективно транспортируются, в то время как атомы Ка, Зс и лантаноидных элементов осаждаются на стенках газового тракта. С использованием полученных данных на установке, работаюш ей с продуктами ядерных реакций, вызываемых ускоренныдш тяжелыми ионами, осуш ествле-но непрерывное количественное выделение изотопов Н из продуктов реакции. Коэффициент очистки от Ка, Зс и [c.476]

Несмотря на то, что ионообменные процессы были открыты еще в 60-х годах XIX в., иониты в хроматографических опытах (ионообменная хроматография) начали применять лишь в конце 30-х годов нашего столетия и особенно интенсивно — с момента развития работ в области атомной энергетики для анализа и выделения продуктов ядерных реакций [13]. В 40-х годах были предложены распределительная и осадочная хроматографии— процессы, связанные с использованием сорбентов, пропитанных раствором (распределительная) или химически-активным веществом, дающим осадки с компонентами смеси (осадочная). В 50-х годах были предложены газо-жидкостная хроматография [14] и ее вариант — хроматография капиллярная [15] и, наконец, сравнительно недавно — так называемая тонкослойная хроматография (см., например, [16]), отличающаяся не механизмом сорбционного процесса, а способом использования сорбента опыт проводится не па колонках сорбента, а в тонком слое измельченных веществ самой различной природы. Особый интерес для определения микропримесей представляет вакантная хроматография [17], в которой в анализируемую смесь, циркулирующую через сорбент, вводится порция растворителя или газа-носителя. [c.316]

В процессе деления и побочных ядерных реакций образуется значительное количество высокоактивных продуктов деления, из которых наиболее существенными являются рутений, цирконий, ниобий и редкоземельные элементы. Чтобы удовлетворить предъявлямые к чистоте плутония требования, необходимо снизить первоначальное содержание продуктов деления в 10 —10 раз. В основе всех методов отделения плутония от большинства продуктов деления лежит использование переменной валентности плутония, который в состоянии окисления + 3 и +4 близок по химическому поведению к ионам редкоземельных элементов, а в шестивалентном состоянии резко отличается от них. [c.343]

Ядерные реакторы как И. я. и. могут быть использованы в нескольких направлениях. Проведение радиационно-химич. процесса при непосредственном контакте реагирующего вещества с делящимся материалом позволяет использовать кинетич. энергию осколков деления урана. Эта энергия составляет основную часть мощности реактора, поэтому такой вариант использования реактора эффективен для энергоемких радиационно-химич. реакций. Однако реализация этого способа связана с необходимостью ровюния довольно сложной технич. проблемы очистки продуктов реакции от радиоактивных загрязнений. Применение смешанного потока нейтронов и уизлу-чення, а также использование энергии частиц, образующихся в результате ядерных реакций иа легких ядрах, в меньшей степени связано с радиоактивными загрязнения.ми, но позволяет использовать только небо.льшую часть энергпи деления. Использованио у-излучения отработанных ТВЭЛ во время их выдержки, а также радиационных контуров (РК), в к-рых какое-либо вещество (в частном случае делящийся изотоп) активируется в реакторе и отдает энергию у-излучения в установке для облучения, не приводит к загрязнению реагирующих продуктов радиоактивностью. [c.168]

Дистилляционные методы, основанные на большой летучести элементарного астатина, использованы для выделения астатина из висмута, золота и других элементов, облученных а-частицами или многозарядными ионами [31, 40, 46, 59, 62, 63, 83, 117, 128, 141]. Образующийся в этих ядерных реакциях астатин является основным продуктом, вклад других радиоактивных ядер незначителен [17, 153], и получение радиохимически чистого астатина сводится к отделению его от материала мишени, а также от радиоактивных изотопов полония, свинца и таллия [46]. Поэтому дистилляционные методы позволяют получать астатин в радиохимически чистом состоянии без переведения мишени в раствор. После облучения мишень нагревают в токе воздуха, инертного газа или вакууме до температуры 300—600° С и улавливают астатин, конденсирующийся на охлаждаемой жидким азотом поверхности стеклянной ловушки [46, 128, 141]. Для уменьшения содержания полония проводят повторную дистилляцию. Выход астатина при использовании висмута в качестве мишени и сравнительно низких температур очень мал (5—15%), что является недостатком этого метода (при температурах свыше 600 °С начинает возгоняться и висмут). Предполагают [42], что низкий выход астатина обусловлен образованием нелетучих соединений астатина с висмутом. Так, нагревание висмутовой мишени на воздухе при 700—800° С способствует более эффективной дистилляции астатина (— 80%), по-видимому, за счет разложения этих нелетучих соединений астатина. Для повышения выхода астатина до 30% Аппельман [31] предложил проводить дистилляцию следующим образом. [c.254]

Использование ядерных реакций представляет совершенно новую возможность для изготовления образцов с известной концентрацией примесей. Феррар и Нокс (1967) облучали нейтронами однородные образцы стали, легированной бором. В результате распада бора (/г, а) образуется гелий, равномерно распределенный (неопределенность распределения меньше 8%) по образцу. Аналогичный весьма перспективный метод изготовления точных серий урано-циркониевых стандартов предложен Ферра-ром и сотр. (1969). Продукты распада, содержащие 34 элемента, равномерно распределенные в материале при любой заданной концентрации с абсолютной точностью 5%, получены путем облучения нейтронами однородной смеси любой основы с небольшим содержанием Уровень радиоактивности становится минимальным через один год. Продукты распада элементов представляют все группы и подгруппы периодической системы, что дает прекрасные возможности для изучения влияния параметров масс-спектрометра на коэффициенты относительной чувствительности. Наиболее важным применением таких стандартов служит случай, когда обычные стандарты непригодны и значения чувствительности можно получить экстраполяцией к чувствительности другого элемента той же группы. В заключение следует отметить, что долгое время удовлетворительных стандартов вообще не было, поэтому существует необходимость в изготовлении хорошо спланированной серии стандартов, пригодных для изучения как влияния основы, так и параметров прибора на элементную чувствительность. В настоящее время для обеспечения достаточной точности аналитик должен либо изготавливать собственные стандарты, либо использовать вторичные стандарты и стандарты-справки со сравнительно высокими концентрациями примесей, что препятствует использованию искровых масс-спектрометров для очень важных определений на уровне частей на миллиард. [c.287]

Этот раздел посвящен рассмотрению проблем очистки и выделения радиоактивных изотопов, образованных в результате ядерных реакций. Такого рода задачи возникают перед исследователями в области ядерной химии или радиохимии по крайней мере в двух случаях 1) когда надо определить выход известного продукта ядерной реакции или просто получить и изолировать его в целях дальнейшего использования. При этом может возникнуть необходимость выделения из мишени определенного изотопа в радиохимически чистом виде (иногда даже свободным от ряда неактивных примесей) и в форме определенного химического соединения 2) когда возникает задача определения атомного номера, массового числа или периода полураспада вновь открытого или неидентифицированного изотопа. Применение химических методов разделения необходимо в обоих случаях в силу следующих причин [c.395]

Если количественный перенос вещества не является необходимым, тонкие однородные образцы можно приготовить одним из методов, описанных в разделе, посвященном способам приготовления мишеней напылением в вакууме, электроосаждением, методами электрофореза или электрораспыления [1, 2, 26]. Напыление путем испарения с накаленной проволоки можно использовать для прдготовления образцов из большинства элементов. В некоторых случаях процесс можно проводить даже на воздухе например, при нагревании таких летучих элементов, как полоний или астатин, их можно сконденсировать непосредственно на подложке, расположенной над нагреваемым объектом. В большинстве случаев используют простые вакуумные установки. Применение установок с хорошо продуманной конструкцией испарителя и приемника позволяет производить перенос радиоактивного вещества преимущественно в заданном направлении и, таким образом, избежать потерь. Конденсацию вещества можно проводить даже на тонкой полимерной пленке, если в условиях напыления она не разрушается теплом, исходящим от накаленной проволоки. При использовании метода напыления желательно сначала нагреть проволоку до температуры несколько более низкой, чем необходимая для испарения наносимого материала. Таким образом избавляются от летучих примесей и только после этого помещают подложку образца в нужное положение и доводят температуру до необходимого уровня. Специальные методы получения тонких радиоактивных препаратов разработаны для тех случаев, когда соответствующий изотоп образуется в ходе радиоактивных превращений, в особенности при а-распаде. В этом случае энергию отдачи ядра, образующегося приа-распаде, используют для отделения дочернего продукта от исходного вещества и для его переноса на расположенную рядом пластину-коллектор. Аналогично энергию отдачи можно использовать для перенесения продуктов ядерной реакции из тонкой мишени на фольгу-коллектор, расположенную по ходу пучка, выходящего из облучаемой мишени. Такого рода методы особенно широко используются при исследовании короткоживущих изотопов трансурановых элементов, образующихся при облучениях на ускорителе. [c.411]

Из излоя енпого выше ясно, что перед нами лежит обширная область сверхтяжелых элементов, а вдали находится остров стабильных ядер, и мы должны изобрести средства, чтобы его достигнуть. Все говорит за то, что он может быть достигнут только одним путем, а именно — путем бомбардировки ядер-мишеней тяжелыми ионами с достаточной энергией. Однако на этом пути необходимо преодолеть многие экспериментальные трудности. Теория предсказывает очень малый выход ядер продукта вследствие значительного преобладания ядерных реакций, ведущих к спонтанному делению, а не к синтезу путем слияния ядра-снаряда и ядра-мишени. При использовании имеющихся в настоящее время ядер-мишеней и ядер-снарядов наблюдается образование ядер с дефицитом нейтронов эти ядра лежат за пределами острова стабильности. Бомбардирующие ионы с достаточной энергией, которые вскоре будут в нашем распоряжении, позволят получить ядра, расположенные на самом краешке этого острова, и, следовательно, отличающиеся столь коротким периодом полураспада, что их трудно будет обнаружить. Для достижения центра острова стабильности могут понадобиться ускорители нового тина или модификации существующих ускорителей для получения достаточно интенсивных пучков необычных тяжелых ионов с достаточной энергией. Для этой цели используются главным образом линейный ускоритель тяжелых ионов (HILAG) в Беркли и циклотроны в лаборатории Дубны. Эти приборы уже модифицированы для осуществления экспериментов, позволяющих достигнуть островов стабильности. [c.37]

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР), получивший широкое прима-неиие, в частности, для определения строения некоторых видов органических молекул, основан на использовании различия магнитных свойств атомных ядер. Так. спин ядра в атомах С, 0 равен нулю, в атомах Н, С он равен половине, а в атомах N. — единице. Метод ЯМР дает возможность определять строение молекул некоторых органических соединений, подвижность частиц в кристаллах в разных условиях. Он все шире применяется при изучении кинетики и механизма химических реакций, состояния веществ в растворах, процессов протонного обмена между молекулами в растворах, для анализа сложных смесей продуктов реакций и для других целей. [c.90]

Смысл явления ХПЯ заключается в том, что при проведении химической реакции в магнитном поле в тех случаях, если реакция идет с промежуточным образованием свободных радикалов, в спектрах магнитного резонанса продуктов может обнаруживаться или аномально большое поглощение, или радиоизлучение, которое может быть зафиксировано в течение времени ядерной релаксации (1—30 с). Наличие ХПЯ в продукте может служить признаком того, что он образовался в результате рекомбинации свободнора-дикальной пары, а вид спектра дает возможность судить о природе этой пары. Использование ХПЯ позволило подтвердить свободно-радикальный характер некоторых перегруппировок, а также сделать вывод о механизме распада азосоединений, С помощью метода ХПЯ удается различить, про.чодят реакции карбенов через синглетное или триплетное состояние карбена. В ряде случаев метод ХПЯ позволяет не только сделать качественные выводы о механизме процесса, но и оценить скорости быстрых элементарных стадий. Так, при помощи ХПЯ были измерены скорости взаимодействия бензильного радикала с ССЦВг и ССЦЗОгС [44, 1971, т. 93, с. 546 44, 1972, т. 94, с. 2007]. В настоящее время изучение ХПЯ все шире используется при исследовании механизмов реакций [11, [c.208]

Смотреть страницы где упоминается термин Ядерные реакции использование продуктов: [c.1276] [c.480] [c.3] [c.353] [c.288] [c.538] [c.152] [c.175] [c.65] [c.31] [c.494] [c.197] [c.320] [c.569] [c.538] [c.197] [c.16] [c.16] [c.359] [c.78] [c.28] [c.168]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология