Атомное ядро поглощение частиц

Это означает, что при поглощении ядром атома азота (с зарядом 7 и массой 14) одной й-частицы, т. е. ядра атома гелия (с зарядом 2 и массой 4), выделяется протон (с зарядом 1 и массой 1) и, следовательно, остается частица с зарядом 8 и массой 17, т. е. ядро одного из изотопов кислорода. Процессы в электронных оболочках атомов происходят несравненно легче, чем в атомных ядрах. Поэтому обычно при записи ядерных реакций состояние электронных оболочек атомов, для упрощения, не учитывается, и, например, а -частица, представляющая собой воп атома гелия с двойным зарядом Не++, записывается просто, как атом Г .ИИЯ. [c.411]

Проникая в твердое вещество, излучение в зависимости от величины его энергии может затрагивать только валентные электроны, всю электронную оболочку атомов или же, при достаточно высокой энергии, и атомные ядра. В последнем случае оно производит не только возбуждение электронов, ионизацию, но и смещение атомов данного вещества из их нормальных положений. Зто относится как к электромагнитному излучению (видимому свету, ультрафиолетовым и рентгеновским лучам, 7-излучению), так и к потокам частиц (электронов, ионов, например, протонов или а-частиц и др.). При этом энергия излучения трансформируется частично в тепловую, вибрационную энергию твердого вещества, которая передается соприкасающимся с ним веществам, а частично в электромагнитное излучение сниженной частоты по сравнению с частотой поглощенной лучистой энергии. Местные изменения структуры твердого вещества, возникающие при его взаимодействии с излучением высоких энергий, принято называть радиационными дефектами. Радиационные дефекты, равномерно распределенные по всему сечению луча, проникающего в твердое вещество, создаются фотонами, электронами, а-частицами и т. д. [c.121]

Таким образом, проблема приобрела новый, более широкий смысл — исследование генезиса взаимопревращения атомов вообще. Сущность этих превращений сводится к довольно простой формуле — изменение состава атомного ядра путем испускания или поглощения им структурообразующих частиц. Если сказать проще, убавление или прибавление их в ядре, т. е. обычные количественные изменения, приводящие к коренным качественным изменениям. Они и должны быть положены Б основу систематизации. Так, более широкий философский закон о переходе количественных изменений в ка- [c.99]

Переходя к следующему уровню организации, необходимо рассмотреть с и с т е м ы, состоящие из центрального ядра и частиц в поле ядра. Это — атомы, привлекающие внимание химиков в гораздо большей степени, чем частицы в ящиках. Однако и в атомах устойчивость есть следствие ограничений, налагаемых на движение частиц. Из элементарного курса химии известно, что энергетические уровни, отвечающие стационарным состояниям атомной системы, дискретны и переходы между ними связаны с излучением или поглощением кванта энергии. Атомы, следовательно, тоже защищены от случайных влияний. Это относится и к еще более организованным системам — молекул и твердых кристаллических тел. Но по мере усложнения систем появляются новые факторы, роль которых незаметна на низших уровнях. Обмен энергией или массой зависит от геометрического соответствия между реагирующими молекулами, от распределения электронной плотности в пределах молекулы, наличия экранирующих групп и т. п. Возникает вопрос, в какой мере можно распространить принцип защиты на сложные системы. Можно ли утверждать, что в таких системах любые, даже слабые внешние возмущения или химические влияния поведут к развитию процесса, итогом которого будет глубокая перестройка системы [c.51]

Как известно, у-кванты непосредственно не ионизуют атомы вещества, однако при прохождении через какую-либо среду они взаимодействуют с электронами атомов, нуклонами, полем атомного ядра и т. д. с образованием заряженных частиц и передачей им всей или части своей энергии. Механизм поглощения и рассеяния у-квантов в веществе можно с достаточной точностью представить тремя [c.225]

Время жизни ядра в возбуждённом состоянии, как правило, невелико и составляет по порядку величины 10 с. Однако довольно часто при распадах, как, впрочем, и во многих ядерных реакциях, ядро образуется в метастабильных состояниях, время жизни которых может быть на много порядков больше (до 3 10 лет при распаде " В1). Как уже упоминалось (см. раздел 1.1), такие ядра называются изомерами и они играют большую роль во многих случаях применения изотопов. Длины пробегов 7-квантов в веществе много больше, чем у электронов, не говоря уже об а-частицах. Так, при энергии 7-квантов 1 МэВ интенсивность 7-излучения ослабевает в слое алюминия толщиной 6 см всего только в е раз (е = 2,781. .. ) Наличие дискретной структуры энергетических уровней атомного ядра должно проявляться и в спектрах поглощения 7-лучей, аналогичному тому, как линии резонансного поглощения наблюдаются при возбуждении светом оптического диапазона электронных уровней атома. Поскольку структура энергетических уровней ядер одного изотопа, как правило, кардинально отличается от структуры уровней ядра другого изотопа того же элемента, то их 7-спектры поглощения также будут резко отличаться. [c.29]

Нейтрон, достигший атомного ядра, может принять участие в следующих основных процессах упругом и неупругом рассеянии, поглощении с последующим испусканием других частиц и делении ядра. Для каждого такого процесса существует свое эффективное поперечное сечение (см. п. 3. 14 и 4. 12) [c.44]

Образование пар связано с полным поглощением фотона вблизи атомного ядра или реже электрона с последующим образованием двух частиц — электрона и позитрона (рис. 3.6). Энергия фотона [c.52]

Первый том нового (шестого) издания справочника состоит из пяти книг, посвященных атомной и молекулярной физике. Первая книга — правила пользования справочником, метрическая система, основные физические и химические константы, атомы и ионы (спектры, радиусы, магнитные моменты, поляризуемость, эффект Фарадея). Вторая и третья книги — свойства молекул, молекулярных ионов и радикалов межатомные расстояния, энергии химических связей, колебания и вращение молекул, барьеры внутреннего вращения, ИК-, КР- и микроволновые спектры, спектры поглощения, энергии ионизации, оптическое вращение, поляризуемость, магнитные моменты, квантовые выходы фотохимических реакций. Четвертая книга — кристаллы (строение, типы решеток, рентгеновские спектры, радиусы атомов и ионов) пятая — атомное ядро и элементарные частицы (свойства ядер, естественная радиоактивность, ядерные реакции, космические лучи). [c.44]

В твердых телах измеряется минутами или часами. В 30—40-е годы теоретики считали, что в жидкостях эта величина столь же велика. Поэтому предсказывалось, что зафиксировать поглощение энергии радиочастотного поля на опыте безнадежно. Выдающемуся советскому экспериментатору академику Е. К. Завойскому удалось доказать, что это ие тан — теоретикам осталось лишь внести в свои построения соответствующие коррективы. Оказалось, что резонансное поглощение радиоволн парамагнитными частицами, содержащими неспаренные электроны, превосходно фиксируется независимо от того, в какой среде они находятся жидкой, твердой или газообразной. Метод исследования, созданный на этой основе Завойским в 1944 г.,— электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) будет рассмотрен несколько позже. А пока займемся ЯМР — ядер-ным магнитным резонансом, основанным на поглощений энергии радиочастотного поля атомными ядрами. Впервые этот эффект также наблюдал Завойский в мае 1941 г. Исследовать его подробнее тогда не удалось началась война, а в 1946 г. ЯМР был заново открыт в США. [c.145]

Я. р. могуг протекать с вьщелением и поглощением энергии Q. Если в общем ввде записать Я. р. как А(а, Ь)В, то для такой Я. р. энергия равна Q = [(Л/д -I- М ) - (Мв + М(,)] с , где М -массы участвующих в Я. р. частиц с - скорость света. На практике удобнее пользоваться значениями дефектов масс АМ (см. Ядро атомное), тогда выражение для вычисления Q имеет ввд Q = (АМд -I- Ш ) - (ЛМ + Ш ), причем из соображения удобства 6М обычно выражают в килоэлектронвольтах (кэВ, 1 а. е. м. = 931501,59 кэВ = 1,492443 10" кДж). [c.514]

Физические основы спектроскопии ядерного магнитного резонанса определяются магнитными свойствами атомных ядер. Взаимодействие магнитного момента ядра с внешним магнитным полем Во приводит в соответствии с правилами квантовой механики к диаграмме ядерных энергетических уровней, так как магнитная энергия ядра может принимать лишь некоторые дискретные значения Я,- — так называемые собственные значения. Этим собственным значениям энергии соответствуют собственные состояния — те состояния, в которых только и может находиться элементарная частица. Они также называются ста-ционарными состояниями. С помощью высокочастотного генератора можно вызвать переходы между собственными состояниями на диаграмме энергетических уровней. Поглощение энергии можно обнаружить, усилить и записать как спектральную линию, или так называемый резонансный сигнал (рис. 1). [c.10]

Замечательный новый спектроскопический метод изучения молекул дало открытие ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Смысл этого явления заключается в следующем. Если какое-либо вещество содержит атомы, ядра которых имеют магнитный момент (такими атомами являются водород, азот, фтор, фосфор углерод и кислород имеют немагнитные ядра), то в магнитном поле ядра этих атомов стремятся ориентироваться по полю. В результате существования нескольких ориентаций ядерных моментов в магнитном поле уровни энергии атомов расщепляются на так называемые подуровни сверхтонкой структуры. Как известно из атомной теории, если спин частицы (ядра) равен /, то происходит расщепление уровня энергии на 2у4-1 подуровня, соответствующих разным ориентациям магнитиков в пространстве. Если наложить на образец, помещенный в постоянное магнитное поле, некоторое слабое переменное поле, то при определенных условиях резонанса, когда энергия квантов электромагнитного поля точно равна разности энергетических уровней магнитиков, будет наблюдаться поглощение электромагнитной энергии в образце, которое может быть легко измерено. Условие резонансного поглощения hv—Hg l, где к — постоянная Планка, V — частота электромагнитных колебаний, р — магнитный момент ядра, g — постоянная сверхтонкой структуры, Н — магнитное поле. [c.177]

Нейтроны, являясь нейтральными частицами, легко доходят до ядра атома, так как на них не оказывают влияния ни электроны атомной оболочки, ни действие кулоновских сил ядра, причем начальное число нейтронов сокращается до значения п за счет захвата нейтронов ядрами. Поэтому закон поглощения [уравнение (1. 44)] может быть в данном случае записан следующим образом [c.43]

Способность вещества задерживать Р-лучи пропорциональна их плотности. Так, толщина различных материалов, вызывающих одинаковое ослабление излучения, различается очень сильно, если она выражена в линейных единицах, и только слегка, если она выражается отношением массы на 1 см Последняя единица измерений общепринята. Ее легко получить из толщины и плотности или просто взвешиванием 1 см поглощающего вещества. Зависимость становится понятной, если вспомнить, что поглощение и рассеяние Р-лучей в основном зависят от окружающих ядро электронов. Поскольку атомный вес элемента обычно почти вдвое больше его атомного номера, равные веса всех веществ содержат примерно одинаковое количество электронов. Максимальный пробег Р-частиц с энергией 1 Мэе для различных веществ следующий [c.328]

У некоторых радиоактивных изотопов, например у изотопа железа Ре с периодом полураспада 4 года, радиоактивный распад заключается в захвате -электронов ядром, а не в эмиссии р-частиц. Г-захват может вызывать как образование характеристического мягкого рентгеновского Г-излучения, так и эмиссию электронов Ожё, тоже обладающих низкой энергией. В измерениях такого излучения применяется в основном та же методика, что и для мягких Р-лучей. Здесь имеется только одно существенное отклонение. Массовый коэффициент поглощения мягких рентгеновских лучей пропорционален примерно четвертой степени атомного номера поглощающего вещества, в то время как в случае р-излучения этот коэффициент почти не зависит от атомного номера. Таким образом, если требуется максимальная проницаемость для рентгеновских лучей, то применяют окна из веществ, обладающих минимальным атомным номером. На практике таким веществом обычно является бериллий. Промышленностью выпускаются специальные счетчики Г.—М. для рентгеновских лучей, обладающие квантовой эффективностью в области 1,5А порядка 70—80%. [c.188]

У незаряженных нейтронов не может быть электрического взаимодействия они останавливаются при столкновении с ядром подобно биллиардным щарам. Бомбардируемые атомы отскакивают со скоростью, достаточной для потери орбитальных электронов, и прохо-. дят через поглотитель в виде тяжелых заряженных частиц. Нейтроны могут быть также остановлены в результате поглощения атомными ядрами с сбразсванием новых, обычно радиоактивных, изотопов, но при облучении этот процесс, как правило, не имеет большого значения. Таким образом, все типы ионизирующего излучения приводят к образованию заряженных частиц большой энергии, которые в конечном итоге теряют ее, образуя ионизированные и возбужденные атомы или молекулы. Конечный результат такой ионизации и возбуждения зависит от природы химических связей в облученном материале. [c.157]

Возможность наблюдения ядерного магнитного разонанса основана на поглощении или испускании энергии при переходах ядра между различными спиновыми уровнями (зеемановские уровни). Атомное ядро можно представить в виде сплошного шара, содержащего электрически заряженные частицы, которые совершают орбитальное движение. Вращение заряженных частиц индуцирует магнитный момент ядра, и ядро в результате может взаимодействовать с внешним магнитным полем. Если вещество, содержащее атомное ядро с магнитным моментом х и ядерным спином /, поместить в однородное магнитное поле Я, то оно займет один из (2/ -Ь 1) зеемановских уровней. Различия локальных магнитных полей, магнитных моментов и ядерных спинов влияют на положение этих уровней и, следовательно, на спектр ЯМР. [c.456]

В результате обстрела частицами или квантами (например, р, п, Н — Т>, а-частицами, у-квантами) одни атомные ядра превращаются в другие с изменением А илЯ. 2. В большинстве случаев в результате поглощения бомбардирующей частицы сначала возникает неустойчивое промежуточное ядро (обозначается звездочкой), которое путем излучения частицы или кванта переходит в устойчивое конечное ядро. Для преодоления электростатических сил отталкивания ядра положительно заряженные бомбардирующие частицы должны иметь высокие энергии (порядка мегаэлектрон-вольт). Нейтроны вследствие электронейтральности могут проникать в ядра и при меньшей энергии (1 эВ). [c.395]

Соотношение. каждого из перечисленных процессов поглощения нейтронного излучения зависит от энергии частиц. Если ткань облучают потоком быстрых или сверхбыстрых нейтронов, то вначале преобладает упругое соударение с выбиванием ядер отдачи. После нескольких упругих соударений энергия нейтронов снижается и нейтрон переходит в разряд медленных. Теперь преобладающим становится процесс радиационного захвата с испусканием вторичного излучения. В канечном счете облучение ткани нейтронами приводит к появлению протонов отдачи, ускоренных ядер других элементов и у-излучения. Все эти продукты взаимодействия нейтронов с атомными ядрами могут вызывать значительную ионизацию в веществе. [c.26]

Деление атомных ядер и ядерный синтез. Ядерная энергетика. За рубежом в 1939 г. было показано, что уран, облученный нейтронами, испытывает необычное превращение делится на два осколка с атомной массой, примерно вдвое меньней, чем у урана. Одновременно наблюдается образование нескольких нейтронов. Этот новый тип ядерных превращений получил название деления. В этом же году советские ученые Петржак и Флеров доказали, что деление урана осуществляется не только при облучении нейтронами, но и самопроизвольно. Таким образом, для урана распад может идти одновременно по двум схемам, по типу а-распада и по типу деления. Последний процесс характеризуется большим периодом полураспада (10 лет) и поэтому в природном уране он осуществляется очень редко. Положение здесь аналогично химическим экзотермическим реакциям, которые могут протекать самопроизвольно, но с измеримой скоростью протекают лишь тогда, когда система получает необходимую энергию активации, позволяющую реагирующим частицам преодолеть потенциальный барьер. Для осуществления деления требуется также активация, например, за счет поглощения тяжелым ядром нейтрона. [c.419]

Химия горячих атомных процессов. В реакции (п, [) ядро мишени испытывает отдачу со значительной кинетической энергией, так как 5 в процессе испускания у-лучей импульс сохраняется. Кинетическая энергия ядра отдачи обычно гораздо больше, чем энергия связи, так что ядро, испытываюш ее отдачу, покидает молекулу и разрывает связи в других молекулах по мере того, как оно расходует свою избыточную энергию. Частица, испытываюш ая отдачу в результате внутренней конверсии и процесса Оже, может быть многократно ионизирована. Такой атом, обладающий гораздо большей энергией, чем тепловые энергии, называется горячим атомом . Так как химическое состояние ядер меняется нри поглощении нейтронов, то с помощью химических методов они могут быть отделены от материала мишени. Нанример, когда иодис- тый этил облучается медленными нейтронами, то реакция (п, [) с в иодистом этиле дает Энергия отдачи атома достаточна для разрыва связи С—I. Атом или ион обладает высокой энергией по сравнению с энергиями химических связей и поэтому он отделяется от молекулы иодистого этила. Такой горячий атом испытывает превращения разных типов. Он может терять кинетическую энергию нри нескольких столкновениях, не вступая в реакцию с другой молекулой иодистого этила. Если горячий атом образует молекулы или НР , то его можно отделить от иодистого этила путем экстрагирования раствором едкого натра. Этот метод получения почти совершенно чистых радиоактивных изотопов известен под названием реакции Сциларда — Чалмерса. Горячий атом или ион реагируя с молекулой иодистого этила, замещает водород или заставляет молекулу разрываться на осколки. Если молеку--лярный иод добавляется до облучения, то вероятность возвращения Р н органическое соединение очень сильно уменьшается в связи с этим молекулярный иод называется акцептором радикалов . [c.742]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология