Гадолиний захват нейтронов

Прежде всего, гадолинию свойственно наивысшее среди всех элементов сечение захвата тепловых нейтронов 46 тыс. барн — такова эта величина для природной смеси изотопов гадолиния. А у гадолиния-157 (его доля в при- [c.144]

Анализ по поглощению нейтронов. Одной из разновидностей анализа по поглощению излучения является анализ по поглощению нейтронов [273, 274]. Этот метод основан на способности некоторых элементов (гадолиния, самария, европия, диспрозия, кадмия, бора, индия и некоторых других) аномально сильно поглощать нейтроны вследствие того, что сечение захвата нейтронов у них на несколько порядков выше, чем у большинства других элементов. Известно, что поглощение нейтронов в слое вещества подчиняется экспоненциальному закону [c.152]

Наконец, многие РЗЭ имеют большое сечение захвата нейтронов и применяются в атомной технике для поглощения тепловых нейтронов в целях управления работой реакторов и для защиты от их избытка при потере нормального режима работы реактора. В этих целях, например, используют [16] гадолиний и его соединения (сечение захвата нейтронов 44 000 барн). [c.82]

Среди таких ядерно-физических методов, например гамма-методы. Один из них основан на том, что анализируемое вещество облучают нейтронами, а возникающее при захвате нейтронов элементами гамма-излучение регистрируют. Низкий предел обнаружения достигается при определении элементов, имеющих высокое сечение захвата нейтронов. В качестве источника последних в этом методе чаще всего используют изотопные источники нейтронов или нейтронные генераторы. Есть хорошие методики определения гадолиния, кадмия, ртути. [c.77]

Заключение. В настоящее время использование поглотителей нейтронов в ядерной энергетике сводится в основном к применению борной кислоты в реакторах типа ВВЭР. Использование других элементов пока не находит широкого применения, хотя с точки зрения повышения эффективности систем аварийной остановки реактора они являются более предпочтительными за счёт большого сечения захвата нейтронов. Наиболее приемлемыми для использования в жидкостных системах регулирования мощности и повышения эффективности аварийной защиты являются соединения гадолиния и кадмия в виде водных растворов их солей (нитраты, сульфаты, ацетаты) [23]. [c.223]

Основным толчком к созданию высокочистых материалов явились требования атомной энергетики, по которым содержание примесей элементов, имеющих большое сечение захвата нейтронов (бора, кадмия, гадолиния, самария, европия, лития, гафния и т. д.), в уране, тории, графите, бериллии, алюминии, цирконии, свинце, висмуте и других материалах не должно было превышать 10 — 10 [3]. [c.7]

Лантаноиды имеют аномально высокие значения сечения захвата нейтронов, большие, чем какие-либо другие элементы периодической системы. Это объясняется их ядерной структурой. Максимум приходится на гадолиний (44 ООО барн)] несколько меньшие сечения захвата у самария и европия (6500 и 4500 барн соответственно), но и эти значения больше, чем у таких классических поглотителей нейтронов, как бор (3000 барн) и кадмий (2500 барн). [c.213]

Приведенное в табл. 3 значение поперечного сечения захвата тепловых нейтронов Оу (в барнах) характеризует степень ослабления их пучка вследствие поглощения и рассеяния атомами рубидия и цезия. Среди щелочных металлов рубидии обладает наименьшей величиной Оу. равной 0,73 барн. Для сравнения следует указать, что резонансное поперечное сечение захвата тепловых нейтронов природной смеси изотопов кадмия равно 8000 барн, у гадолиния— 45 000 барн. Низкое значение вели чины Оу для рубидия позволяет рекомендовать этот металл для использования его в сплавах с калием и натрием в качестве теплоносителя на атомных электростанциях с реактором на быстрых нейтронах. В этих реакторах нельзя применять обычную или тяжелую воду, так как введение в активную зону вещества с сильным замедляющим действием уменьшило бы энергию нейтронов и ухудшило бы воспроизводство горючего. [c.78]

Бор — не единственный элемент, хорошо поглощающий тепловые нейтроны, образующиеся при цепной ядерной реакции. Большей, чем у бора, способностью к захвату нейтронов обладают шесть элементов самарий, европий, гадолиний, диспрозий, плутоний (изотопы 2 Ри и 2 "Ри) и кадмий. Но перед каждым из них у бора есть преимущества. Он стабилен, термостоек, неядовит и до- [c.85]

Гадолиний, самарий и европий благодаря высокому сечению захвата тепловых нейтронов используются в ядерной технике их вводят в состав заш итной керамики атомных реакторов. [c.363]

Американский ученый Тэйлор подробно исследовал эти процессы. По его мнению, лантан, церий, празеодим и неодим образуются преимущественно в результате медленного захвата нейтронов. Гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий и тулий синтезируются при быстром нейтронном захвате. Для самария, европия, иттербия и лютеция оба процесса, до-видимому, примерно равнозначны. [c.206]

Изотопы гадолиния (0(1 55 и 0(1 ), образующиеся при делении урана с выходами 0,03 и 0,02%, имеют очень большие сечения захвата тепловых нейтронов, и их накопление в реакторе приводит к потере реактивности. Это свойство гадолиния используется в материалах, служащих для защиты от нейтронного излучения и для регулирую-пшх стержней реакторов. [c.817]

В заметках о лантаноидах мы уже не раз упоминали о реакторных ядах — продуктах деления урана, которые препятствуют развитию цепной ядерной реакции и даже способны ее погасить. Физики считают, что из радиоактивных изотопов наибольшую опасность в качестве реакторного яда представляет ксенон-135, а из стабильных — изотоп самария с массовым числом 149. Сечение захвата тепловых нейтронов у самария-149 огромно — 66 тыс. барн. Лишь у двух изотопов гадолиния оно еще больше. Но в реакторе образуется больше самария, чем гадолиния. В среднем на долю самария-149 (не считая других изотопов этого элемента) приходится 1,3% всех осколков, а на долю гадолиния-155 вместе с гадолинием-157— 0,5%. [c.140]

При облучении некоторых изотопов, обладающих высоким сечением захвата нейтронов (например, лития, бора, кадмия, гадолиния), образуются стабильные изотопы или радиоактивные изо- [c.231]

Столь большое сечение захвата дает возможность применять гадолиний при управлении цепной ядерной реакцией и для защиты от нейтронов. Правда, активно захватывающие нейтроны изотопы гадолиния и в реакторах довольно быстро выгорают — превращаются в соседние ядра, у которых сечение захвата на много порядков меньше. Поэтому в конструкциях регулирующих стержней с гадолинием могут конкурировать другие редкоземельные элементы, прежде всего самарий и европий. [c.104]

Некоторые силициды, в частности силициды гадолиния и европия, обладают, подобно самим металлам, большим поне-реч>ным сечением захвата нейтронов и повышенной жаростойкостью силициды церия и лантана обладают полупроводниковыми свойствами, удачно сочетающимися с высокими температурами плавления и устойчивостью этих силицидов к окислению. Эти свойства могут обусловить применение силицидов РЗЭ в новой технике. Поэтому интерес к этим соединениям как с практической, так и с теоретической стороны продолжает возрастать. [c.287]

В тех случаях, когда захват нейтронов приводит к образованию неактивных изотопов, иногда удается установить, какой именно изотоп участвует в этой реакции. Обычная смесь изотопов данного элемента помещается в котел, где происходит цепная реакция, и с помощью масс-спектрографа наблюдается изменение относительного количества изотопов. Именно так было выяснено, что главную роль в поглощении медленных нейтронов самарием играет изотоп гадолинием—Gdi и [82] и кадмием - [c.125]

Ядерное топливо, в отличие от обычного органического, сгорает в реакторах лишь частично, а оставшаяся зола слишком дорога, чтобы обращаться с нею, как с отбросом. Поэтому после какого-то периода облучения твэлы, имеющие обычно форму стержня или пластины и начиненные ядерным топливом, извлекают из реактора и направляют на переработку, которая преследует две цели. В твэлах накапливаются продукты ядерного деления, действующие отрицательно на процесс, поскольку они конкурируют с топливом в захвате нейтронов. Отравляющее действие оказывают главным образом такие продукты деления, как редкоземельные элементы, инертные газы, сильно электроположительные металлы. Удаление продуктов деления, а их насчитывается до 30—40 нуклидов — от цинка до гадолиния — и извлечение плутония является первой целью переработки. Вторая цель преследует восстановление физического состояния топлива, нарушенного облучением. [c.149]

В. Гадолиний. Финк и Кинле [77] изучали резонансные спектры поглощения 7-лучей с энергией 89 /сзв и 7-лучей с энергией 79,5 кэв, используя для заселения возбужденных ядерных уровней реакцию п, у). Для этих переходов в Gd можно ожидать малого по сравнению с их ширинами расщепления 7-линий, так как и магнитное дипольное и электрическое квадрупольное взаимодействия для вращательных состояний с / = 2 малы. Измерения проводились с использованием в качестве мишени-источника и поглотителя металлического гадолиния или его окиси. Как и ожидалось, сверхтонкая структура не была получена. Соображения Финка и Кинле о влиянии отдачи ядра при захвате нейтрона и последующем испускании жестких 7-лучей на вероятность мессбауэровского испускания (величину /) приводятся в разд. П1, И. [c.365]

Наиболее перспективной областью применения гадолиния является его использование в атомной технике в качестве материала (в виде окиси) для регулирующих стержней в атомных реакторах. Эти стержни изготовляются из керметов (металлокерамических сплавов окислов гадолиния, самария, и европия с титаном и цирконием) или из сплава нержавеющей стали с гадолинием. Благодаря исключи-гельно высокому сечению захвата тепловых нейтронов для гадолиния [c.824]

Для атомной энергетики диспрозий представляет ограниченный интерес, поскольку сечение захвата тепловых нейтронов у него достаточно велико (больше 1000 барн) по сравнению с бором или кадмием, но намного меньше, чем у некоторых других лантаноидов — гадолиния, самария... Правда, диспрозий более тугоплавок, чем они, и это в какой-те мере уравнивает шансы. [c.151]

Методы измерения основаны на различных процессах замедлении быстрых нейтронов, ослаблении потока медленных нейтронов или измерении числа актов ядерных реакций, возбуждаемых в анализируемом веществе потоком медленных нейтронов известной интенсивности. Замедление нейтронов используют при измерениях влажности и содержания водорода, так как наиболее эффективным замедлителем является водород (точнее, его ядра—протоны) ослабление потока медленных нейтронов применяют при анализе на элементы, обладающие большим поперечным сечением захвата медленных нейтронов (бор, кадмий, гадолиний и др.), причем датчики, работающие по этому принципу, действуют-аналогично рассмотренным выше датчикам с переменным ослаблением излучения. [c.145]

Гадолиний отличает аномально высокое ноглощение тепловых нейтронов. В природном гадолинии содержится шесть стабильных изотопов (табл. 13.3.1). Сечение поглощения тепловых нейтронов природным гадолинием достигает величины 46 000 барн, а у изотопа сечение захвата 255000 барн [7]. [c.148]

Еще раньше керамику с добавкой редких земель пытались использовать в качестве теплозащиты в атомных реакторах. Здесь пути церия и его аналогов разошлись. Если соединения других лантаноидов, прежде всего самария, европия и гадолиния, интересны тем, что они активно захватывают тепловые нейтроны, то соединения церия, обладая почти такими же химическими свойствами, в принципе пригодны как материалы горячей зоны величина сечения захвата тепловых нейтронов атомами церия очень мала — втрое меньше, чем атомами железа, и в 60 ООО раз меньше, чем гадолинием. [c.86]

ГАДОЛИНИИ (от имени Ю. Гадолина лат. Gadolinium) Gd, хим. элемент III гр. периодич. системы, ат. н. 64, ат. м. 157,25 относится к редкоземельным элементам (входит в иттриевую подгруппу лантаноидов). Состоит из семи стабильных изотопов с мае. ч. 152, 154-158, 160. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 4,6-10 м . Конфигурация внеш. электронных оболочек 4/ 5s 5p 5d 6s степень окисления + 3, редко н- 2 и н- 1 энергия ионизации Gd - [c.450]

Прежде всего, гадолинию свойственно наивысшее среди всех элементов сечение захвата тепловых нейтронов 46 ООО барн — такова эта величина для природной смеси изотопов гадолиния. А у гадолиния-157 (его доля в природной смеси — 15,68%) сечение захвата превышает [c.103]

Многие из изотопов лантаноидов получают в атомном реакторе при делении ядер урана. Изотопы гадолиния, самария и европия, обладая большим сечением захвата тепловых нейтронов , являются реакторными ядами и могут быть использованы в качестве добавок к стеклам и другим материалам для защиты от нейтронного излучения. В технике находят применение изотопы (Т1/2 =12,7 лет), Еи (71/2=16лет)]и Ти(Т1/2 =127 суток) для 7-дефектоскопии металлов [c.57]

Гафний — блестящий серебристо-белый металл с плотной гексагональной или кубической объемно-центрированной структурой. Он относится к тяжелым металлам плотность 13,31 г/сл при 20°. Металл тугоплавкий, т. пл. 2222°, т. кип. 5280°. В чистом состоянии металлический гафний очень пластичен, мягок (легко прокатывается и протягивается). Гафний хорошо проводит электрический ток, обладает высокой электронной эмиссией и в отличие от циркония имеет большое эффективное сечение захвата тепловых нейтронов, уступая в этом отношении только гадолинию. Эмиссионный спектр гафния богат спектральными линиями. [c.129]

Важной областью применения лантаноидов является атомная техника. Некоторые лантаноиды (0(3, 5т, Ей) обладают высокими значениями сечения захвата тепловых нейтронов В связи о этим гадолиний, самарий и европий вводят в состав защитных керамических покрытий ядерных реакторов. Эти металлы применяют в качестве регулирующих втержней или в виде рассеянных поглотителей тепловых нейтронов. Они имеют преимущество перед кадмием, так как устойчивы к повышенным температурам. [c.71]

Применение скандия, РЗЭ и их соединений. Металлический скандий применяется как фильтр нейтронов в ядерной технике и как легирующий металл в черной и цветной металлургии. Добавка 1% иттрия к нержавеющим сталям повышает температуру их окисления до 1200—1300 °С. Кроме того, применительно к магниевым и алюминиевым сплавам иттрий является хорошим упроч-иителем. Лантаноиды, несмотря на сравнительно высокую стоимость, нашли применение в атомной технике, электронике, электро- и радиотехнике, а также в черной и цветной металлургии. В атомной технике применяются лантаноиды с большими сечениями захвата нейтронов (гадолиний, самарий, европий). Церий и мишметалл входят в состав геттеров. Кроме того, церий широко применяется для легирования сталей, чугуна, алюминиевых, магниевых и других сплавов. [c.179]

На ослаблении потока нейтронов в веществе, содержащем элементы, ядра которых имеют высокое сечение захвата нейтронов, основан так называемый нейтронно-абсорбционный метод. Используя в качестве поставщика нейтронов нолониево-бериллиевый источник, можно определять содержание бора, лития, кадмия, гадолиния, правда только относительно высокие концентрации — не ниже десятых или сотых долей процента. Близкий по природе способ позволяет определять воду водород воды рассеивает нейтроны. [c.78]

Сотрудники Геологического управления Великобритании [11] исследовали ошибки, зависящие от негомогенности образца, величины зерен, плотности упаковки зерен, влажности и присутствия элементов с большим сечением захвата тепловых нейтронов, как, например, турмалина (1,5% бора) и фергюсонита (1,5% гадолиния). В результате было установлено, что нри нспользовапии высушенных образцов ошибка не превосходила 3% по сравнению с образцами естественной руды, находившимися в наихудших условиях. [c.180]

Мильнер и др. (Milner et al.) [12] использовали вышеописанную установку для онределения точности метода, основанного на реакции (у, п) применительно к жидким образцам, и, кроме того, проверили возможность онределения бериллия в присутствии элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов, нанример бора, кадмия, самария и гадолиния [13]. Было найдено, что метод нельзя применить без ущерба для точности, если можно ожидать присутствие таких элементов. В наиболее неблагоприятном случае (водный раствор и элементы с большим сечением) наблюдались ошибки примерно от —10 до —15% высокая концентрация дейтерия приводила к небольшим положительным ошибкам. Ошибки первого тина можно сильно уменьшить, помещая вокруг образца кадмиевый поглотитель [14], вследствие чего тепловые нейтроны, образующиеся в образце, не будут регистрироваться счетчиком. [c.180]

Никаких химических методов определения гадолиния еще не найдено. Может быть, возможно будет использовать нерастворимость ОсЮКОз, описанного в 1945 г. [193]. При условии отсутствия в редкоземельных элементах посторонних веществ гадолиний может быть обнаружен по исключительно сильному захвату тепловых нейтронов [194]. [c.75]

В ядерной технике РЗМ выполняют разные функции, поскольку в группу входят как нейтронопрозрачные элементы, так и сильнейшие реакторные яды. На одном полюсе находится церий, чье эффективное сечение захвата тепловых нейтронов всего 0,7 барн, а на другом — гадолиний, у которого сечение захвата достигает 46 000 барн. Рекордно велико оно у выделенного из природной смеси изотопов гадолиния-157 — более 150 000 барн. [c.142]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология