Атомное ядро превращения

Строение атома. Атомное ядро. Изотопы. Стабильные и нестабильные ядра. Радиоактивные превращения, деление ядер и ядерный синтез. Уравнение радиоактивного распада. Период полураспада. [c.500]

Виды радиоактивного распада. Атомные ядра радиоактивных элементов могут испытывать различные превращения. Некоторые из них рассматриваются ниже. [c.575]

БЕТА-РАСПАД ( -распад) — радиоактивное превращение атомного ядра, при котором испускаются р-частицы — электроны (р ) или позитроны (Р+). К Б.-р. относят также захват атомным ядром электронов с ближайшей к ядру электронной оболочки. Массовое число ядра при Б.-р. не изменяется, заряд ядра увеличивается на единицу при испускании электрона и уменьшается на единицу при испускании позитрона или захвате электрона. При этом атом химического элемента превращается в атом другого (соседнего) элемента. [c.44]

Ядерные реакции. Ядерными называют реакции, при которых данное атомное ядро претерпевает более или менее глубокие превращения, в результате которых образуются новые ядра (одно или несколько) или же изменяется состояние исходного ядра. [c.372]

Ядра являются сложными частицами они образованы из более простых частиц —протонов и нейтронов. Поэтому сами ядра могут претерпевать различные превращения, например радиоактивный распад. Однако при рассмотрении химических систем атомные ядра принято считать неизменными. Исследование превращений ядер выходит за рамки химии и является предметом другой области науки— ядерной физики. В то же время число [c.21]

Ядерными называются реакции, в которых непосредственное участие принимает атомное ядро. При этом оно претерпевает более или менее глубокие превращения, в результате которых образуются ядра атомов других элементов (одно или несколько) или же изменяется энергетическое состояние исходного ядра. [c.32]

Стабильные и радиоактивные изотопы. В настоящее время известно около 280 стабильных изотопов, принадлежащих 81 природному элементу, и более 1500 радиоактивных изотопов, 107 при родных и синтезированных элементов. При этом у элементов с нечетными I не более двух стабильных изотопов. Число нейтронов в таких атомных ядрах, как правило, четное. Большинство элементов с четным 2 характеризуется несколькими стабильными изотопами, из которых не более двух с нечетными А. Наибольшее число изотопов имеют олово (10), ксенон (9), кадмий (8) и теллур (9). У многих элементов по 7 стабильных изотопов. Такой широкий набор стабильных изотопов у различных элементов связан со сложной зависимостью энергии связи ядра от числа протонов и нейтронов в нем. По мере изменения числа нейтронов в ядре с определенным числом протонов энергия связи и его устойчивость к различным типам распада меняются. При обогащении нейтронами ядра излуч-ают электроны, т. е, становятся р -активными с превращением нейтрона в ядре в протон. При обеднении ядер нейтронами наблюдается электронный захват или р+-активность с превращением протона в ядре в нейтрон. У тя- [c.50]

Под действием излучений большой энергии могут происходить превращения и в самих атомных ядрах. Ядерные реакции могут сопровождаться выделением очень большого количества энергии и приводить к выделению из молекул (или из решетки кристалла) атомов или ионов, обладающих большой кинетической энергией. Такие атомы называют горячими атомами. Они могут вступать в самые различные взаимодействия с окружающими частицами. [c.556]

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]

ГАММА-ЛУЧИ (v-лучи) — электромагнитное излучение с о чень короткими длинами волн (до 1 А), испускаемое атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях. Г.-л., в отличие от а- и р-лучей, не отклоняются в электрических и магнитных полях и имеют большую проникающую способность. Г.-л. используются для обнаружения внутренних дефектов изделий (гамма-дефектоскопия), в медицине для гамма-терапии злокачественных опухолей, в пищевой промышленности для консервирования продуктов и др. В химии Г.-л. применяют для инициирования радиационно-химических реакций. Источником Y-лучей служат радиоактивные изотопы Со, и др. Способы индикации Г.-л. сходны с рентгеновским излучением. .) [c.65]

СЕЧЕНИЕ АКТИВАЦИИ —величина, показывающая вероятность образования радиоактивных изотопов при взаимодействии ядерных частиц (нейтронов, протонов, а-частиц) с атомными ядрами. Обозначается буквой а. Практически наиболее важны реакции радиационного захвата нейтронов и соответствующая им величина — сечение захвата нейтронов эти реакции приводят к образованию радиоактивного изотопа элемента, массовое число которого на единицу больше, чем у изотопа, претерпевшего превращение. Во многих случаях при захвате нейтронов тем же самым изотопом наблюдается образование ядерных изомеров, отличающихся друг от друга периодами полураспада. [c.226]

Основополагающей структурной единицей вещества с точки зрения химии является атом. Атом состоит из электронов и атомного ядра. Объединение атомов в более сложные частицы — молекулы, ионы, свободные радикалы — происходит в результате взаимодействия ядер и электронов, образующих атом. Любые химические превращения — это превращения молекул и других сложных частиц, заключающиеся в перераспределении ядер и электронов. Поэтому химические системы можно определить как системы, состоящие из взаимодействующих ядер и электронов. [c.21]

Энергетический эффект ядерных реакций обычно выражают в мегаэлектронвольтах (Мов) на одно атомное ядро, претерпевающее превращение. [c.375]

Изомерное превращение атомного ядра . Сюда относятся случаи перехода атомного ядра из менее устойчивого в более устойчивое состояние путем внутриядерной перестройки, без изменения нуклон-ного состава ядра. Этот переход сопровождается выделением энергии путем испускания 7-фотона. [c.381]

Самопроизвольное [спонтанное) деление атомных ядер. Это своеобразный вид радиоактивного превращения атомного ядра. Характерен для тяжелых ядер (ТН, и, Ыр, Ри и т. п.). Сущность явления состоит в том, что данное тяжелое ядро самопроизвольно распадается. Деление большей частью происходит на два сравнимых по массе осколка. Иногда третьим осколком является а-частица. Деление на большее число осколков случается редко. Осколки деления тяжелых ядер содержат избыток нейтронов. Поэтому они претерпевают несколько последовательных -превращений и затем приобретают характер устойчивых ядер. [c.381]

Получаемые в результате подобных ядерных реакций неустойчивые атомные ядра затем уже самопроизвольно претерпевают то или иное радиоактивное превращение, приводящее к образованию устойчивого ядра. [c.382]

В настоящее время нельзя провести четкую границу между ядерными физикой и химией, включая сюда и радиохимию. Эти области сливаются между собой, образуя по существу единую науку об атомном ядре и ядерных превращениях. [c.389]

Использование рассмотренных в настоящем параграфе методов воздействия на атомные ядра дает возможность искусственно осуществлять превращения всех элементов. Однако, в отличие от естественных радиоактивных превращений, описанные выше ядерные реакции протекают лишь до тех пор, пока имеет место внешнее воздействие. Мост между теми и другими процессами был перекинут открытием искусственной радиоактивности. [c.517]

Иногда при радиоактивном распаде происходит втягивание в атомное ядро электрона с ближайшей к ядру электронной оболочки. Это так называемый электронный захват, или /С-захват . Примером может служить превращение изотопа ванадия 2 i V в изотоп титана 22 Ti, которое происходит в результате захвата атомным ядром ванадия одного электрона с Л -оболочки. При этом атомный номер элемента уменьшается на единицу, хотя массовое число не изменяется. [c.215]

Дальнейшие работы Резерфорда дали возможность определить радиус атомного ядра и его заряд. Резерфорд первый наблюдал ядерную реакцию превращения атома N в изотоп кислорода. [c.31]

Твердое железо существует в трех устойчивых полиморфных модификациях. До 91 ГС устойчива ОЦК модификация. Эта модификация ферромагнитна до 768°С(а-железо). Выше 768°С а-железо переходит в парамагнитное -железо без изменения структуры. При 9П°С происходит превращение ОЦК структуры в ГЦК модификацию -(-железа. Наконец, при 1392°С снова появляется ОЦК модификация (8-железо). Эта модификация, по-видимому, плотнее, чем а-железо. Во всяком случае, в точке плавления 8-железа расстояние между соседними атомными ядрами в жидкой фазе по результатам рентгенографических измерений [c.193]

Следовательно, энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз превышает энергию химической связи. Поэтому прй химических превращениях веществ атомные ядра не изменяются. [c.7]

ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ (атомная энергия), выделяется при превращениях атомных ядер. Источник Я. э.— внутр. энергия атомного ядра, обусловленная сильным взаимод. между протонами и нейтронами, а также их движением внутри ядра. Я. э. в миллионы раз превосходит энергию хим. превращений. Изменение массы покоя ядер при их превращениях может достигать по порядку величины 0,1%, тогда как перестройка внеш. электронных оболочек при хим. превращениях сопровождается изменением массы покоя атомов и молекул не более чем на 10 %. Особенно энергетически выгоден синтез легких ядер и деление тяжелых. Так, при синтезе гелия из ядер дейтерия и трития выделяется энергия 17,6 МэВ (3,5 МэВ на нуклон), при делении урана — ок. 200 МэВ ( 1 МэВ на нуклон). Радиоакт. распад также сопровождается выделением Я. э., однако его малая скорость обусловливает ничтожно малую полезную мощность. [c.724]

Ядерные реакции — превращения атомных ядер в результате их взаимодействия с другими атомными ядрами или элементарными частицами. [c.377]

Первое искусственное осуществление ядерной реакции (Резерфорд, 1919) положило начало новому методу изучения атомного ядра. Открытие нейтронов (Чэдвик, 1932) привело к возникновению протонно-нейтронной теории атомных ядер, предложенной сначала Д. Д. Иваненко и Е, Н. Гапоном (1932) н в том же году Гейзенбергом. Вскоре Фредерик и Ирен Жолио-Кюри (1934) открыли явление искусственной радиоактивности В 1938 г. Хан и Штрассман осуществили деление атомного ядра урана, а в 1940 г. К. Д. Петржак и Г. Н. Флеров открыли явление самопроизвольного деления атомных ядер. В 40-х годах была осуществлена цепная ядерная реакция (Ферми) и вскоре был открыт новый вид ядерных превращений — термоядерные реакции. Дальнейшее развитие ядерной физики сделало возможным использование ядерной энергии. Позднее эти явления стали использовать при химических и биологических исследованиях. В настоящее время разрабатывается проблема осуществления управляемых термоядерных реакций. [c.19]

Любой атом представляет собой совокупность атомного ядра и электронов Вся система обладает определенной энергией Эта энергия (речь идет об энергии в химических превращениях) в основном представляет собой энергию электронов, являющуюся суммой кинетической и потенциальной энергий взаимодействия электронов между собой и с ядром Чем ниже зфо-вень энергии любой системы, тем большей устойчивостью обладает эта система Обобщая, можно сказать, что причина образования устойчивой молекулы из двух атомов заключается в понижении полной энергии при сближении атомов, т е в основном в понижении энергии электронов [c.30]

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]

ДДЁРНАЯ ЭНЁРГИЯ, внутренняя энергая атомного ядра, вьщеляющаяся при адерных превращениях. Обусловлена действием внугри атомных ядер сил притяжения между составляющими яч нуклонами - протонами и нейтронами. Силы притяжения между нуклонами действуют только на очень небольших расстояниях, сопоставимых с размерами ядер (10" см). В результате действия адерных сил при образовании адер из протонов р и нейтронов и вьщеляется большое кол-во энергии, подобно тому, как при хим. р-циях вьщеляется энергия, соответствующая энергаи возникающих хим. связей между атомами. [c.513]

Согласно этому соотношению уменьшение массы на 0,030376 а. е. м. при образозании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению огромного количества энергии в 28, 2 МэВ (1 МэВ = 10 эВ). Отсюда средняя энергия связи в ядре на один нуклон составляет примерно 7 МэВ. Энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз превышает энергию связи атомов в молекуле ( 5 эВ). Поэтому-то при химических превращениях веществ атомные ядра не изменяются. [c.9]

Ядерные реакции коренным образом отличаются от химических реакций, при которых атомные ядра остаются неизменными, а в процессе принимают участие лишь внешние электроны атомов. Тем не менее к ядериым превращениям могут быть приложены закономерности и уравнения химической термодинамики, так как термодинамика в своей основе не связана с определенными представлениями о структуре и свойствах отдельных частиц. Закономерности химической термодинамики поэтому приложимы к превращениям веществ, взаимодействующих в стехиометрических количествах, хотя бы эти превращения не имели химического характера. [c.343]

В 1900 г. Виллард нашел третью компоненту излучения, испускаемого радиоактивными веществами, так называемые улучи. Эти лучи испускаются атомными ядрами в результате естествейных или искусственных превращений или вследствие торможения заряженных частиц, аннигиляции пар частиц и распадов частиц. ДлинЬ волн у-лучей большинства ядер, лежит в пределах от 0,0001 до 0,1 нм. у-Лучис энергией до 100 кэВ (мягкие у-лучи) ничем кроме своего ядерного происхождения не отличаются от характеристических рентгеновских лучей. Поэтому часто термин "ii-лучи применяют для обозначения электромагнитного излучения любой природы, если его энергия больше 100 кэВ. Фотоны, возт кающие в процессах аннигиляции и распадов, называют v-квантами. [c.102]

Ч-электрон), за тщ следует D-атом (протон + нейтрон + электрон) и Т-атом (протон + 2 нейтрона + электрон). Далее идет атом Пе (2 протона + 2 нейтрона + 2 электрона) и т.д. Благодаря обменным взаимодействиям, происходящим при обркзовании ядра атома (комбинация протонов и нейтронов), выделяющаяся при этом энергия очень велика. Соответственно для разрушения ядра необходимо затратить такое же количество энергии. Например, для расщепления ядра дейтерия на протон и нейтрон нужно сообщить ядру энергию, равную 2,14 10 кДж- моль Ч При химических реакциях такое количество энергии никогда не выделяется, вследствие чего атомные ядра в химических превращениях выступают как неизменяющаяся комбинация протонов и нейтронов. Напротив, при объединении протона с электроном в атом водорода выделяется всего лишь 1310 кДж моль- . Такая же энергия необходима и для расщепления атома водорода на протон и электрон потенциал ионизации), причем эта величина имеет тот же порядок, что и количество энергии, выделяющееся в результате химических реакций. То же самое можно сказать и о величине энергии, необходимой для взаимодействия атома водорода с электроном, равной 72 кДж-моль срод- [c.50]

Одной из наиболее харакгерных особенностей элементарных частиц является возможность их рождения, уничтожения и взаимных превращений в результате взаимодействий. Так, фотоны рождаются при изменении характера движения электронов в атомах или протонов в атомных ядрах. При столкновении нуклонов большой энергии рождаются пионы. Нейтрон, излучая электрон и антинейтрино, превращается в протон. С другой стороны, прогоны, входящие в состав атомных ядер, испуская нейтрино и позитрон, могут превращаться в нейтрон. Нейтральный пион превращается в два фотона заряженный пион превращается в нейтрино и мюон. Фотоны в поле ядра могуг превратиться в электрон и позитрон и т. д. [c.234]

Превращение атомного ядра (f -pa nad). У ядер со средними значениями Z их устойчивость характеризуется определенным соотношением числа протонов и нейтронов, т. е. величиной р/п. При отклонении от этого соотношения ядро становится неустойчивым, возникает -превращение, которое может протекать различно. [c.379]

В первых опытах по искусственному расщеплению ядер использовались а-частицы. Выходы таких реакций были чрезвычайно малыми. Например, из 100 000 а-частиц, проходящих через облучаемый материал, приблизительно только одна вызывала расщепление атомного ядра. Небольшие выходы объясняются отталкиванием одноименно заряженных ядер мишени и а-частиц. Отталкивание растет с увеличением порядкового номера бомбардируемого элемента. Поэтому а-частицы, получаемые от природных радиоактивных элементов (с энергией 2—7 МэВ), уже не расщепляли элементы, следующие за кремнием. Для осуществления ядерных превращений с более тяжелыми ядрами потребовались частицы с большими энергиями, Для расщепления ядра урана нужны а-частицы с энергией больше 20 МэВ. Создание различного рода ускорителей (циклотро- [c.416]

Наиболее эффективным снарядом для осуществления ядерных превращений является нейтрон. Отсутствие собственного электрического заряда чрезвычайно облегчает нейтронам внедрение в атомные ядра при лобовых столкновениях. Поэтому вероятность осз ществления ядерных превращений под действием нейтронов гораздо выше, чем под действием а-частиц, дейтронов или протонов. [c.516]

Бета-распад — радиоактивное превращение атомного ядра, при котором оно теряет электрон е или позитрон е . В первом случае Р-распад связан с распадом нейтрона по схеме (1.3) во втором >— с распадом протона по схеме (1.4). У подавляющего большинства Р-радиоактивных изотопов распад связан с выбросом электрона, поэтому далее, за исключением особо оговаривашых случаев, говоря о р-из-лучении, будем подразумевать испускание ядром электрона. [c.54]

Постановка вопроса о коде, определяющем атомно-молекулярное строение и свойства вещества, типична для физики. Химические свойства атомов (т. е. структура периодической системы Менделеева) закодированы числом электронов в атома в соответствии с принципами квантовой механики. То же относится к атомным спектрам. Зная последовательность квантовых уровней, мы получаем кодовые условия для химии и оптики. Число и природа нуклонов в атомном ядре кодируют свбйства ядра. Систематика элементарных частиц и их превращений — одна из актуальных проблем современной физики — также [c.553]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология