Тяжелые элементы, образование

Образование тяжёлых элементов [c.65]

Благодаря малой плотности нуклонов также невозможно образование более тяжёлых элементов на основе За-реакций, как это может происходить в звёздах. [c.60]

Как уже отмечалось, в отличие от наиболее лёгких элементов Периодической системы, остальные химические элементы не могут формироваться на самой ранней стадии развития Вселенной, поскольку тепловой энергии частиц оказывается недостаточно для протекания реакции синтеза тяжёлых элементов. Дальнейшее формирование элементов происходит внутри звёзд и непосредственно связано с их эволюцией и генерацией ими энергии путём слияния лёгких ядер в более тяжёлые [56]. Однако на этом пути невозможно образование ядер тяжелее группы железа (Fe- o-Ni). Причина в том, что среди всех элементов железо обладает наибольшей энергией связи в расчёте на один нуклон, преодолеть железный барьер и образовать более тяжёлые элементы путём слияния ядер становится уже невозможным. [c.65]

Второй путь генерации энергии — СЫО-цикл обеспечивает образование только 1,6% полной энергии Солнца. Основные этапы реакции идут с участием более тяжёлых элементов — углерода, азота и кислорода в качестве катализаторов [c.68]

Имеются также данные о существовании трансурановых элементов в других звездных системах. Астрофизические исследования, и в особенности исследования с использованием спектроскопических методов, позволили получить довольно подробную информацию о распространенности элементов в звездном веществе, хотя сами трансурановые элементы непосредственно не наблюдались. Кроме того, теоретические исследования по механизму образования тяжёлых элементов из легких ока- [c.101]

При этом вклад, отвечающий первоначальному ядерному синтезу, получается в пределе Z = (). Часто из-за трудностей измерения полной распространённости тяжёлых элементов (и, следовательно, вклада от образования элементов в звёздах) в качестве оценки такой распространённости используется отношение распространённостей кислорода и водорода 0/Н. [c.52]

Рис. 3.4.5. Структура и развитие тяжёлой звезды (массой 2ЪМо). Во время фаз гидростатического горения оболочек звезды из некоторого начального состава вещества (главные компоненты которого показаны) образуются элементы с относительно большими атомными номерами, вплоть до Ре и N1. Гравитационный коллапс ядра ведёт к образованию ударной волны и выбрасыванию примерно 95% массы звезды в межзвёздное пространство (вспышка сверхновой). Внешние слои подвергаются воздействию взрывной ударной волны, которая инициирует дальнейшие термоядерные реакции и (быстрое) образование наиболее тяжёлых химических элементов (см. далее). Внутреннее ядро превращается в нейтронную звезду [57]

ЗА. Образование тяжёлых элементов 65 [c.65]

Отсутствие стабильных ядер с атомными номерами 5 и 8, а также играющие теперь существенную роль кулоновские барьеры тормозят образование элементов с Л = 7 и сильно подавляют формирование более тяжёлых изо- [c.59]

Несмотря на эти очевидные преимущества, все предыдущие попытки синтезировать новые элементы при помощи налетающих частиц Са, сделанные в период с 1977 по 1985 годы в различных лабораториях [19-21], завершились лишь получением верхних пределов сечений их образования. В то же время прогресс в экспериментальной технике, достигнутый за последние годы, и возможность получения интенсивных пучков ионов Са на ускорителях тяжёлых ионов нового поколения позволяют улучшить чувствительность данных экспериментов на два или даже три порядка. Исходя из этого, в Дубне был выбран этот путь, чтобы приблизиться к области стабильности сверхтяжёлых элементов. [c.52]

Из таблицы II очевидно, что более лёгкие изотопы технеция являются в основном или /С-активными, а более тяжёлые — -активными. Таким образом, более лёгкие изотопы, в ядрах которых недостаёт нейтронов, распадаются с превращением протонов в нейтроны и с образованием ядер элемента № 42 — молибдена, а более тяжёлые изотопы, в ядрах которых имеется избыток нейтронов, распадаются с превращением нейтронов в протоны, причём образуются ядра элемента № 44 — рутения. [c.92]

В то время как более тяжёлые изотопы нептуния являются р-активными и распадаются с образованием изотопов элемента № 94, более лёгкие изотопы испытывают или а-распад (с образованием протактиния), или /С-захват (с образованием урана). [c.117]

При образовании дальнейших элементов присоединением тяжёлых частиц каждая такая частица увеличивает атомный вес на единицу, а не на 1,008. Следовательно, каждое присоединение нового ядра водорода освобождает энергию, соответствующую атомному весу 0,008. [c.94]

В то время как космическое 3 К излучение даёт информацию о состоянии Вселенной через 10 лет после большого взрыва, распространённость легчайших ядер В, Не и может быть использована для получения информации о Вселенной на значительно более раннем этапе её развития (табл. 3.1.1). Считается, что все остальные тяжёлые элементы были образованы в звёздах. Слияние ядер во время гидростатического горения тяжёлых звёзд — это второй важный процесс образования элементов, в результате которого формируются элементы Периодической системы, вплоть до железа. Однако поскольку среди всех элементов железо обладает наибольшей энергией связи в расчёте на один нуклон (около 8 МэВ/нуклон), образование более тяжёлых элементов в результате слияния ядер становится уже невозможным. Так как в охлаждаюш,ейся Вселенной вследствие увеличения кулоновских барьеров более тяжёлые элементы не могут уже образовываться в достаточном количестве в процессах с участием заряженных частиц, основу третьего механизма составляют реакции захвата нейтронов с последуюш,им -распадом [7, 11. Процесс -распада создаёт предпосылки для увеличения на единицу атомного номера ядра. В этой связи различают, главным образом, в- и г-процессы. Согласно современной точке зрения, формированием самых тяжёлых элементов таким путём происходило во внешних оболочках массивных звёзд на стадии взрыва сверхновых (раздел 3.4). [c.47]

Некоторые из образованных в г- или -процессах изотопы хорошо подходят для изучения хода эволюции химического состава и возраста нашей Галактики, а также возраста Вселенной. Как известно, во время первоначального нуклеосинтеза образовались только лёгкие ядра. После возникновения нашей Галактики (Млечный Путь) и завершения эволюции первого поколения звёзд началось формирование более тяжёлых элементов. Позднее предсол-нечное облако (туманность, породившая Солнечную систему), подверглось сжатию и отделилось от общей химической эволюции Млечного Пути. Таким образом, все тяжёлые элементы в Солнечной системе возникли в результате ядерного синтеза до её создания. [c.82]

ИК фотодиссоциация кластеров. В описанных выше методах изотопически-селективной фотодиссоциации молекула с заданным изотопом должна поглотить световую энергию несколько электрон-вольт, чтобы достичь границы диссоциации в возбуждённом или основном состоянии. В некоторых важных случаях (при разделении изотопов тяжёлых элементов, например урана [34]) необходимо использовать газодинамическое охлаждение облучаемого газа при сверхзвуковом расширении в вакуум, что обеспечивает сужение ИК спектра и повышение изотопической селективности ИК возбуждения. В таких условиях часто наблюдается образование димеров и кластеров, ведущее к конденсации переохлаждённого газа. Например, при расширении в вакуум 5Рб в смеси с Аг происходит образование вандерваальсовых кластеров по схеме [c.372]

Кремний — один из наиболее распространённых элементов, поэтому его разделение, а особенно — процессы химической переработки требуют специальных технологий получения высокочистых веществ. В качестве рабочего газа при получении максимально обогащённых изотопов кремния используется 51р4 (ТФК). При этом в каскаде возможно появление различных кремнийсодержащих комплексов, имеющих достаточно высокое давление насыщенного пара. Эти примеси могут быть как легче, так и тяжелее 51Г4, и в составе этих примесей лёгкие изотопы кремния могут переноситься в отбор тяжёлой фракции каскада и наоборот. Поэтому без специальной технологии вывода этих примесей из каскада соотношение скорости образования таких ком- [c.167]

Захватывая нейтрон по реакции (п,7), ядро-мишень (в данном случае — изотопы плутония) увеличивает свою атомную массу на единицу, превращаясь в следующий изотоп того же элемента. Так продолжается до тех пор, пока очередь не дойдёт до такого изотопа, избыточное количество нейтронов в ядре которого определит энергетическую необходимость ядерного превращения путём /3-распада. При этом избыточный нейтрон превращается в протон и заряд ядра увеличивается на единицу — исходный химический элемент превращается в следующий. Это упрощённое описание даёт общее представление о схеме образования новых химических элементов при нейтронном облучении. В действительности ядерные характеристики изотопов ТУЭ определяют более широкую палитру конкурирующих ядерных превращений, среди которых можно назвать электронный захват (превращение протона ядра в нейтрон), различные изомерные переходы, а также характерные только для тяжёлых ядер а-распад и спонтанное деление. Важно отметить, что для того, чтобы пройти путь от 238рц 252(2 необходимо осуществить последовательность ядерных реакций, которая должна включать 14 нейтронных захватов. Чтобы провести этот процесс в разумное время и при этом накопить весовое количество целевых радионуклидов, необходимо обеспечить очень высокую плотность потока нейтронов в объёме облучаемого материала. Значения тепловых сечений и резонансных интегралов некоторых изотопов ТПЭ [4] приведены в табл. 9.1.2. [c.507]

Отношение Гп/Гю1 может быть рассчитано в рамках статистической теории при определённых предположениях о термодинамических свойствах нагретого ядра. Величина сгхп( х), характеризующая вероятность выживания продуктов испарения, резко уменьшается с ростом Ех (это равносильно увеличению числа каскадов испарения нейтронов). Ситуация усугубляется тем, что амплитуда оболочечной поправки, препятствующая делению ядра в основном состоянии, быстро уменьшается с увеличением энергии возбуждения ядра. Оба эти фактора ведут к экстремально малой вероятности выживания тяжёлых компаунд-ядер. По отношению к реакциям нейтронного захвата, ведущим к образованию актиноидов с сечением в десятки и сотни барн, сечение образования трансактиноидов в реакциях с тяжёлыми ионами составляет всего 10 -Ю барн и экспоненциально убывает при продвижении в область СТЭ. Однако, несмотря на столь низкие сечения, реакции с тяжёлыми ионами являются, по существу, единственным способом синтеза элементов с Z > 100. [c.47]

Изотопы плутония перечислены в таблице VII. Больщин-ство этих изотопов а-активно. Среди более лёгких изотопов, как и для других элементов, наблюдается также /С-захват, а среди тяжёлых изотопов — -распад с образованием элемента № 95. [c.122]

Для очень тяжёлых ядер на пути к линии стабильности вероятность спонтанного деления может превысить вероятность /3-распада. Высота барьера деления определяет также возможность образования сверхтяжёлых ядер 76], которые ожидаются вблизи протонного [2 = 114) и нейтронного [М = = 184) магических чисел. Впервые такие стабильные изотопы были предсказаны в работах [79]. В результате многолетних систематических попыток синтеза сверхтяжёлых элементов в области острова стабильности (рис. 3.5.2) в ОИЯИ были получены первые положительные результаты (в реакции синтеза + Са было синтезировано несколько нуклиидов с 2 114 116 и Л = 288, 296) [80]. В настоящее время трудно представить себе механизм формирования сверхтяжёлых изотопов в естественных условиях, поскольку реакция синтеза, типа приведённой выше, крайне маловероятна (если вообще возможна) даже в экстремальных условиях взрыва сверхновой. Скорее всего образование сверхтяжёлых элементов если и возможно, то за счёт других механизмов, не связанных с процессом слияния ядер. [c.80]

Захватывая нейтрон по реакции (п,7), ядро-мишень (в данном случае — изотопы плутония) увеличивает свою атомную массу на единицу, превращаясь в следующий изотоп того же элемента. Так продолжается до тех пор, пока очередь не дойдёт до такого изотопа, избыточное количество нейтронов в ядре которого определит энергетическую необходимость ядерного превращения путём /5-распада. При этом избыточный нейтрон превращается в протон и заряд ядра увеличивается на единицу — исходный химический элемент превращается в следующий. Это упрощённое описание даёт общее представление о схеме образования новых химических элементов при нейтронном облучении. В действительности ядерные характеристики изотопов ТУЭ определяют более широкую палитру конкурирующих ядерных превращений, среди которых можно назвать электронный захват (превращение протона ядра в нейтрон), различные изомерные переходы, а также характерные только для тяжёлых ядер ск-распад и спонтанное деление. Важно отметить, что для того, чтобы пройти путь от 252qj необходимо осуществить [c.507]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология