Частица реакции с ядрами

Английский физик (уроженец Новой Зеландии) Эрнест Резерфорд (1871—1937) решил, наконец, признать, что единица положительного заряда принципиально отличается от электрона — единицы отрицательного заряда. В 1914 г. Резерфорд предложил принять в качестве основной единицы положительного заряда частицу положительно заряженных лучей с наименьшей массой, равной массе атома водорода. Когда, уже позднее, Резерфорд занялся изучением ядерных реакций (см. гл. 14), он сам неоднократно получал частицы, идентичные ядру водорода, что окончательно убедило его в правильности такой точки зрения. В 1920 г. Резерфорд предложил назвать эту основную положительно заряженную частицу протоном. [c.151]

Заряженные бомбардирующие частицы, как, например, альфа-частицы, должны иметь очень большую скорость, чтобы преодолеть электростатическое отталкивание между ними и ядром-мишенью. Чем больше заряд бомбардирующей частицы или ядра-мишени, тем большей скоростью должна обладать бомбардирующая частица, чтобы вызвать ядерную реакцию. В связи с этим разработано много методов ускорения заряженных частиц с использованием сильных магнитных и электростатических полей. Такие методы осуществляются с помощью ускорителей элементарных частиц, носящих название циклотрон и синхротрон. Принципиальная схема действия циклотрона показана на рис. 20.4. Частицы, предназначенные для бомбардировки исследуемых ядер, вводят в вакуумную камеру циклотрона. Затем их ускоряют, прикладывая попеременно положительный и отрицательный потенциалы к полым О-образным электродам. Магниты, расположенные выше и ниже этих электродов, заставляют частицы двигаться по спиральным траекториям до тех пор, пока они в конце концов не выходят из циклотрона и не ударяются о вещество, играющее роль мишени. Ускорители элементарных частиц нашли применение главным образом для выяснения ядерной структуры и синтеза новых тяжелых элементов. [c.252]

АЛЬФА-ЧАСТИЦА (а-частица) - частица, идентичная ядру атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов, имеет заряд 2+, массовое число 4. А.-ч. испускаются при а-распаде радиоактивных изотопов различных элементов. При прохождении через вещество А.-ч. сильно ионизирует атомы среды, быстро теряет свою энергию, имеет очень малую длину свободного пробега, что в значительной степени зависит от природы поглощающего А.-ч. вещества. А.-ч. используют для осуществления целого ряда ядерных реакций. [c.20]

В известных условиях при облучении В а-частицами компаунд-ядро выбрасывает протон. Какое дочернее ядро получается в этом случае Написать уравнение соответствующей ядерной реакции с указанием компаунд-ядра. [c.36]

Может возникнуть вопрос почему в качестве первого этапа фигурирует присоединение протона (или катионного брома), а не присоединение аниона При обратном порядке присоединения реакцию пришлось бы уже классифицировать как нуклеофильную, начинающуюся с действия отрицательно заряженной частицы, любящей ядра , на положительно заряженные места в молекуле. Нет ли произвола в нашем выборе Прежде всего отметим, что нуклеофильные реакции действительно бывают, но в данном случае есть по крайней мере два довода в пользу электрофильного механизма [c.109]

В результате реакции присоединения бомбардирующая частица захватывается ядром, которое, в свою очередь, не испускает никакой другой частицы, а освобождающаяся при этом энергия выделяется в виде -у-излучения, например А (п,у) 2 Al, Li(p,y) Be. [c.582]

Использованию огромной энергии ядерных реакций препятствуют их чрезвычайно низкие выходы. Так как диаметр ядра очень мал ( 10 5 диаметра атома), только незначительная часть потока частиц, проходящего через вещество, сталкивается с ядрами. Кроме того, проникновение частицы в ядро происходит лишь в не- [c.585]

Спектр позитронов сплошной, и энергия ядерного превращения распределяется между тремя частицами дочерним ядром, позитроном и нейтрино. В основе р+-распада лежит реакция превращения протона ядра в нейтрон с образованием позитрона и нейтрино [c.398]

Бимолекулярные реакции являются примером процесса, требующего встречи двух частиц. К этой же категории процессов относятся упругие соударения частиц, неупругие соударения, сопровождающиеся обменом энергией между частицами, захват элементарных частиц атомными ядрами. Для количественного описания всех таких процессов принято пользоваться понятием сечения процесса. [c.103]

Отличается ли по своему значению между частицами в ядре от между атомами На основании каких данных можно сделать соответствующий вывод Почему химические реакции не сопровождаются ядерными превращениями [c.106]

Под ядернЫми реакциями понимается взаимодействие соответст вующих частиц (нейтронов, протонов, а-частиц и других атомных ядер) с ядрами химических элементов. Наиболее Простые ядерные реакции характеризуются следующим механизмом. Одна из бомбардирующих частиц захватывается ядром-мишенью и образуется промежуточное составное ядро с очень короткой продолжительностью жизни ( 10 7 с). Последнее испускает элементарную частицу или легкое ядро и превращается в новое ядро. [c.11]

Не всякое взаимодействие частицы с ядром вызывает ядерную реакцию. При бомбардировке ядра частицей может возникать эффект упругого рассеяния, при котором частица, столкнувшись с ядром, не внедряется в него, а лишь изменяет свою энергию. Естественно, столкновения, приводящие к ядерным реакциям, называются неупругими. [c.77]

Выброс альфа-частицы атомным ядром уменьшает порядковый номер (заряд) на две единицы и его массу на четыре единицы. В качестве примера приведем реакцию [c.427]

Выброс бета-частицы атомным ядром повышает порядковый номер (заряд) ядра на одну единицу и практически не изменяет его массу. Примером может служить реакция [c.427]

Схема процесса следующая (рис. 2.25). Частица радиусом Ло обтекается потоком газа с концентрацией реагента в нем Со. Частицу окружает пограничный слой, через который осуществляется массообмен между поверхностью частицы и ядром потока. Реакция начинается на поверхности и фронтально продвигается в глубь частицы. В какой-то момент времени частица будет состоять из ядра радиусом г , содержащего непрореагировавшее вещество В, и наружного слоя продукта или/и нереагирующих компонентов, т. е. инертных по отношению к протекающей реакции. Реакция протекает на границе раздела твердых фаз - на поверхности ядра, в результате ядро уменьшается, но размер частицы (У о) сохраняется. Такую схему процесса называют сжимающееся ядро . [c.72]

Ядра некоторых радионуклидов при распаде испускают а-частицы или у-кванты с энергией, превышающей порог реакций (а, п) и (у, п) на некоторых легких элементах. На основе таких нуклидов можно создавать достаточно простые и компактные источники нейтронов. Энергия а-частиц, испускаемых а-радионуклидами ( °Ро, Чс, Ст), обычно равна 5. .. 6 МэВ. Под воздействием таких частиц реакция (а, п) с относительно большой вероятностью осуществима лишь на ядрах некоторых легких элементов (бериллий, бор, фтор, литий), которые в основном и используются в качестве мишеней в рассматриваемых источниках. [c.48]

В то время как возбуждение и ионизация происходят достаточно часто, очень редко имеют место превращения ядер, так как для этого необходим контакт бомбардирующей частицы с ядром, размеры которого крайне малы по С1)авнению с общими размерами атома В естественных условиях ядерные реакции вызываются нейтронам или ядрами гелия (сг-частицы) [c.206]

Диффузионное торможение процесса обычно сопровождается и затруднениями с отводом тепла реакции, ведущими к появлению перепадов температуры внутри пористого зерна катализатора и между поверхностью частицы и ядром потока. Реальные кинетические закономерности каталитического процесса определяются как истинной кинетикой реакции на активной поверхности, так и условиями массо- и теплопереноса их изучение составляет предмет макрокинетики, или диффузионной кинетики химических процессов. [c.112]

Ввиду существования куло-новского потенциального барьера для проникновения заряженных частиц в ядро, сечение активации о, характеризующее вероятность ядерной реакции, является весьма чувствительной функцией энергии бомбардирующих частиц Е. Кривые зависимости выходов от энергии бомбардирующих частиц имеют специфический вид для каждой ядерной реакции. Такие кривые для реакций Ва (й , п)Ьа , Ва (й, 2п)Ьа и Ва (й, Зп)Ьа приведены на рис. 5. [c.30]

Краткая форма записи уравнения ядерной реакции состав-лнется по схеме исходное ядро [бомбардирующая частица, вылетающая частица] дочернее ядро [c.50]

Как же эта сила связана с энергией, выделяемой в ядерных реакциях Вспомните, что вы знаете об энергии, получающейся из нефти или пищи. В химических реакциях- энергия выделяется, если связи в проду1 тах оказываются более прочными, чем в реагентах. Часто она выделяется в виде тепла. В ядерных реакциях сила взаимодействия частиц в ядре также может быть у продуктов больше, чем у реагентов. В результате тоже выделится энергия. Однако энергия, выделяемая в ядерных реакциях, настолько больше энергии, образующейся в химических реакциях, что должен существовать еще какой-то ее источник. [c.338]

Атомное ядро может вступать в реакции и, следовательно, изменяться несколькими различными способами. Некоторые ядра неустойчивы и самопроизвольно испускают субатомные частицы и электромагнитное излучение. Такое самопроизвольное испускание частиц или излучения из атомного ядра называется радиоактивностью. Открытие этого явления Анри Беккерелем в 1896 г. описано в разд. 2.6, ч. 1. Изотопы, обладающие радиоактивностью, называются радиоактивными, или радиоизотопами. В качестве примера приведем уран-238, который самопроизвольно испускает альфа-лучи эти лучи представляют собой поток ядер гелия-4, называемьк альфа-частицами. Когда ядро урана 238 теряет альфа-частицу, оставшийся фрагмент ядра имеет атомный номер 90 и массовое число 234. Таким образом, он представляет собой не что иное, как ядро изотопа торий-234. Обсуждаемую реакцию можно описать следующим ядерным уравнением [c.245]

Чрезвычайно редко встречаются такие ядра-мишени, которые дают один специфический тип ядерной реакции. Наоборот, данное ядро в результате бомбардировки альфа-частицами подвержено нескольким различным типам ядерных реакций, например возможны (а, п)- и (а, р)-реакции и большое число других, менее вероятных реакций. Кроме того, разнообразие возможных реакций увеличивается при использовании разных бомбардирующих частиц (нейтронов, протонов, дейтронов, фотонов и даже заряженных атомов тяжелых элементов). Для каждого из этих процессов атомное ядро будет иметь специфическое поперечное сечение. В качестве примера рассмотрим облучение теллура фотонами, имеющими энергию до 70 Мэе. Такое облучение приведет в основном к у, п)-и (V. р)-реакциям, причем преобладающей будет (у, /г)-реакция. Однако можно наблюдать довольно большое число менее обычных реакций. Они могут охватывать диапазон от обычных реакций, таких, как (7, 2п), до таких редко встречающихся реакций, как (7,ЗрЗ/г)-реакция. Общее поперечное сечение превращения будет определяться первыми двумя типами реакций. Однако другие реакции также будут вносить свои вклады. Далее, если использовать другую область значений энергий фотона, то окажется, что соотношение поперечных сеченийУразличных реакций будет изменяться. Если энергия фотона уменьшится, то можно ожидать, что (у, /г)-реакция будет вносить еще больший вклад в поперечное сечение, а если энергия фотона увеличится, то увеличится вклад других реакций. В общем случае следует ожидать, что уменьшение энергии падающей частицы будет благоприятствовать испусканию незаряженной частицы. Это, по-видимому, связано с повышением потенциального барьера для излучаемой частицы при увеличении ее заряда. В общем случае, если падающая частица обладает более низкой энергией, происходит испускание нейтрона или протона. Эти тенденции хорошо иллюстрируются рис. 11-14, на котором приведена зависимость поперечного сечения индуцированных альфа-частицами реакций для N1 от энepгии . Из рис. 11-14 видно, что поперечное сечение реакции зависит не только от ядоз-мишани и типа реакции, но также и от энергии бомбардирующей частицы. [c.416]

Энергия излучаемой частицы при единичном акте радиоактивного распада при а- и 3-превращениях выражается от десятков Кэв до нескольких Мэе. Так, энергия одной а-частицы, выбрасываемой ядром Ро при его распаде, составляет Еа. = 5,3 Мэе. В пересчете на Авагадрово число частиц (что отвечает 1 -г-атому полностью распадающегося полония) это дает огромную энергию порядка ста миллионов килокалорий (химические реакции на 1 г-атом обычно дают 20—200 ккал). Другой пример естественно-радиоактивный изотоп калия К характеризуется р - и 7-излучением с энергиями у первого 1,32 Мэе, а у второго 1,46 Мэе. При самопроизвольном же делении ядер энергии выделяется значительно больше — порядка 160 Мэе, причем это Б основном кинетическая энергия осколков. [c.387]

Число а-частиц, сталкивающихся с ядрами исследуемых веществ, очень незначительно из миллиона а-частиц с ядром азота сталкивается лишь одна — две частицы. Не со всеми ядрами реакция протекает эндотермично с некоторыми ядрами она протекает сильно экзотермично, например, с ядром алюминия выигрыш энергии достигает 42%. [c.62]

Дефектом массы (Ат) называют разность между массой ядра и арифметической суммой масс протонов и нейтронов, входящих в его состав. Дефект массы связан с энергией, выделяющейся при образовании ядра, соотношением Эйнштейна Е=Атс . Чем больше Ат, тем больше энергия связи между частицами в ядре и тем выше его устойчивость. Благодаря большим значениям Ат для ядерных реакций применим не закон сохранения массы, а общий закон сохранения материи Sm+S = onst. [c.102]

Запись уравнений ядерных реакций напоминает запись уравнений химических реакций, В левой части пищут вступающие в реакцию ядра, а в правой — продукты ядерной реакции. Например, при облучении ядер атомов азота ядрами гелия гНе (а-частицы) получается неустойчивое ядро эЭ, которое вскоре выбрасывает протон р. Нетрудно определить, ядро какого элемента образуется в результате этой реакции [c.45]

Наконец, большой интерес представляют данные о влиянии типа применяемого излучения на протекание такой нецепной реакции. Возможно, что различные излучения оказывают неодинаковое химическое действие. Причины этого заключаются в том, что при облучении тяжелыми несуп1 ими большой заряд частицами (например, альфа-частицами или ядрами гелия) образующиеся в исходном веществе химические промежуточные продукты на несколько порядков величин ближе друг к другу, чем при облучении легкими частицами с меньшим зарядом [5]. Это непосредственно следует из того, что проникающая способность данной частицы в поглощающем веществе тем меньше, чем тяжелее частица и чем больше ее заряд. [c.153]

Устойчивые атомы можно превратить в радиоактивные путем бомбардировки их частицами, движущимися с высокими скоростями. В более ранних экспериментальных работах такими быстрыми частицами служили альфа-частицы, испускаемые ядрами (этот изотоп называли радием С). Первой ядерной реакцией, проведенной в лабораторных условиях, была реакция между альфа-частицами и азотом эту реакцию осуществил в 1919 г. Резерфорд с сотрудниками в Кавен-дишской лаборатории в Кембридже. При бомбардировке азота альфа-частицами происходит следующая ядерная реакция [c.612]

ПРОТОН, элементарная частица, служащая ядром атома водорода и составной частью всех атомных ядер. Число П. в ядре характеризует порядковый номер хим. элемента. П. имеет положит, элементарный электрич. заряд массу покоя, равную 1,67 10 г спин, равный /з (в единицах постоянной Планка) магн. момент, равный 2,79 ядерного магнетона. Принадлежит к адронам (см. Элементарные частицы) и участвует во всех типах взаимодействий. П., по-видимому, стабилен, он является самым легким из ба-рионов. Ускоренные до высоких энергий П. широко использ. для осуществления ядерных реакций и получения пучков нестаб. частиц. [c.484]

Однако получающиеся при реакции (5.1) изотопы не являются радиоактивными. Поэтому открытие Резерфордом возможности искусственных превращений атомных ядер следует считать предтечей открытия искусственной радиоактивности. Разработка первых способов получения искусственных радиоактивных изотопов связайй с именами Ирэн и Фредерика Жолио-Кюри. В 1934 г. эти исследователи обнаружили, что при бомбардировке а-частицами бора, алюминия и магния возникают какие-то ядра, которые обладают -активностью. Тщательное исследование этого явления показало, что при столкновении а-частиц с ядрами атомов обстреливаемых элементов происходит ядерная реакция, как, например, [c.75]

Схема процесса проиллюстрирована на рис. 4.18. Твердую частицу радиусом Rq обтекает поток газа, содержащий реагент с концентрацией q. Частицу окружает пофаничный слой Пс, через который осуществляется массообмен между поверхностью частицы и ядром потока. Реакция начинается на поверхности твердого компонента и фронтально продвигается вглубь. В какой-то момент процесса частица будет состоять из ядра радиусом содержащего не прореагировавшее вещество B,j и наружного слоя продукта или/и не реагирующих, инертных для протекающей реакции компонентов. Реакция протекает на поверхности ядра, в результате чего оно уменьшается, но размер частицы (Лд) сохраняется. Такой гетерогенный процесс называют сжимающееся ядро . [c.117]

Многие ядерные реакции сопровождаются значительным выделением энергии в том случае, если сумма масс бомбардирующей частицы и ядра Л1ишени больше суммы масс продуктов реакции. Например, энергию ядерной реакции а + 6 - с + d можно определить по формуле Эйнштейна (4), где [c.30]

И напоследок — о плутонии-238 — самом первом из ру-котворных>> изотопов плутония, изотопе, который вначале казался бесперспективным. В действительности это очень интересный изотоп. Он подвержен альфа-распаду, т. е. его ядра самопроизвольно испускают альфа-частицы — ядра гелия. Альфа-частицы, порожденные ядрами плутония-238, несут большую энергию рассеявшись в веществе, эта энергия превращается в тепло. Как велика эта энергия Шесть миллионов электронвольт освобождается при распаде одного атомного ядра плутония-238. В химической реакции та же энергая выделяется при окислении нескольких миллионов атомов. В источнике электричества, содержащем один килограмм плутония-238, развивается тепловая мощность 560 ватт. Максимальная мощность такого же по массе химического источника тока — 5 ватт. [c.404]

Из составного ядра, образованного при поглощении нейтрона, могут испускаться заряженные частицы, если энергия возбуждения составного ядра была достаточна для того, чтобы заряженная частица имела заметную вероятность проникновения через кулоновский барьер. Реакции с испусканием заряженной частицы на медленных нейтронах обычно экзо геомичны, поскольку медленный нейтрон не может сообшить ядру энергию, необходимую для испускания заряженной частицы из ядра. [c.888]

В ряде случаев для активационного анализа могут быть использованы и другие ядерные частицы, например ядра гелия, а также Y-кванты. В качестве примера рассмотрим микроа.ктива-ционный анализ кислорода в актинидах [261]. Для актинидов метод нейтронного активационного анализа не годится из-за большой активности, возникающей вследствие деления ядер этих элементов под действием нейтронов, поэтому в качестве бомбардирующих частиц применяются ядра гелия-3, вызывающие следующие реакции [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология