Изотопы газообразных элементов

ИЗОТОПЫ ГАЗООБРАЗНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Изотопы — разновидность атомов одного и того же элемента, обладаюш их разными массовыми числами, но имеющих одинаковый электрический заряд и поэтому занимающих одно и то же место в Периодической системе элементов Менделеева. Изотопы обозначаются символом элемента с указанием массы слева сверху (например, О). Изотопы имеют одинаковое строение электронной оболочки и в химическом отношении почти тождественны, однако в целом ряде физических свойств существует заметное различие (различные-молекулярные массы, упругости паров и, пр.). Различают изотопы стабильные и неустойчивые, т. е. самопроизвольно разлагающиеся путем радиоактивного распада — так называемые радиоактивные изотопы. Большинство химических элементов в при--роде состоит из смеси изотопов постоянного состава. В настоящее время известно-около 250 стабильных изотопов, около-50 естественных радиоактивных и около-1000 искусственных радиоактивных изотопов. [c.191]

Изотопы газообразных элементов [c.145]

ИЗОТОПЫ ГАЗООБРАЗНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ [c.145]

Согласно имеющимся оценкам, к 2000 г. только в США ежегодное количество отходов атомной промьппленности составит около 4250 т. Для их дезактивации до полной безопасности необходимы сотни и тысячи лет ( s и Ru) При этом кумулятивное накопление s в результате использования атомной энергии составит к 2000 г. 30-40 млрд. Ки (1 Ки = 3,7 10 ° Бк, 1 Бк = 1 расп/с), а - 20-25 млрд. Ки Расчеты показывают, что общая сумма кумулятивного накопления радионуклидов может составить 400-600 млрд. Ки [185]. Среднегодовая концентрация Sr в воздухе на территории России составляет 0,7 10 ° Ки/л, Кг - 2,4 Ю Ки/л, трития - 1 10 ° Ки/л [186]. Что касается изотопов других элементов, то их поступление в атмосферу связано главным образом с испытаниями ядерного оружия. Через несколько десятков секунд после взрыва образуется около 100 различных изотопов, которые находятся в газообразном состоянии и по мере понижения температуры конденсируются в аэрозольное облако [187]. [c.101]

С применением хлоридов (или фторидов) успешно производилось разделение изотопов почти всех редкоземельных элементов (у которых они есть), а также Сг, Си, А , N1, V, Оа, КЬ и некоторых других элементов. Разработаны и другие технологии получения требуемого для работы источника давления паров трудно испаряемых элементов, например, фторирование непосредственно в тигле источника ионов с применением газообразного фтора [10. По данной технологии были разделены изотопы всех элементов платино-пал- [c.295]

В начале 70-х годов широкое внимание специалистов привлекла идея использования для разделения изотопов враш,ающейся плазмы [3-9]. Интерес к этой теме был связан с возможностью достижения высоких скоростей враш,ения ионизованного газа и больших, чем в механической центрифуге, скоростей разделения и коэффициентов обогащения в одной ступени. Кроме того привлекала простота конструкции и отсутствие механических движущихся узлов. Вращение ионизованной смеси осуществлялось за счёт взаимодействия радиального электрического тока 1г и осевого магнитного поля Bz. В плазменных центрифугах в принципе возможно осуществление разделения изотопов любых элементов, в том числе и не имеющих газообразных соединений с достаточно высокой упругостью пара при комнатных температурах. [c.326]

Изотопы данного элемента всегда находятся в строго определенном количественном соотношении независимо от происхождения взятого элемента. Например, можно получить газообразный хлор из различных образцов хлорида натрия из морской соли любого океана, из самосадочной соли любого озера или из любого образца каменной соли во всех случаях хлор будет состоять из двух изотопов при этом на долю изотопа с атомным весом 37 приходится 24%, а на долю изотопа с атомным весом 35—76 /о. Точно так же любой образец металлического магния состоит из трех изотопов с массовыми числами 24 (78 /о), 25 (11 /о) и 26 (11 /о). [c.308]

Все газообразные элементы (Н, F, О, N и др.), а также те, которые образуют газообразные соединения (С, Si и др.), имеют по нескольку изотопов. Поэтому каждое из многочисленных газообразных веществ может существовать в виде ряда соединений, содержащих те или иные изотопы элементов, из которых состоят эти газообразные вещества. [c.350]

В связи с наличием нескольких изотопов каждого элемента резко увеличивается общее число возможных газообразных веществ, могущих быть объектом аналитических исследований. С учетом радиоактивных и нерадиоактивных изотопов общее число газообразных веществ, приведенное в табл. 1, должно быть еще увеличено в несколько раз. [c.351]

Радиоактивные изотопы различных э.лементов могут быть получены искусственным путем. Примесь радиоактивного изотопа в каком-либо газообразном элементе или соединении позволяет использовать такой изотоп, как индикатор хода различных процессов. Подобный метод, называемый методом меченых атомов, или методом радиоактивных индикаторов, получил в настоящее время широкое примепение и может быть использован в газовом анализе. [c.351]

Изложенные в последнем разделе данные позволяют составить представление о современных аналитических возможностях капиллярной хроматографии. Этот метод позволяет определять состав Веществ, способных существовать в газообразном или парообразном состоянии. Непревзойденным является богатство информации, которое можно получить, располагая образцом менее 10 г. Эти возможности успешно реализуются как при разделении многокомпонентных смесей, так и нри анализе смесей близких но свойствам изомеров или молекул, содержащих атомы разных изотопов одного элемента [97—100]. [c.215]

Эффективным оказался также метод разделения изотопов, основанный на неодинаковой скорости их диффузии. Так как скорость эта при прочих равных условиях тем значительнее, чем меньше масса частицы, более легкие атомы того или иного газообразного элемента проходят сквозь различные мелкопористые перегородки несколько быстрее, чем более тяже.лые. В результате пространство перед такой перегородкой временно обогащается тяжелым изотопом, пространство за перегородкой — легким. Многократно повторяя процесс диффузии, удается в конце концов достигнуть весьма полного разделения входящих в состав исходного газа изотопов. Например, из обычного неона (ат, вес 20,2) были подобным путем получены фракции N6 и гЫе, почти свободные от примесей другого изотопа. Описанный метод применим не только к газообразным элементам, но и к летучим соединениям остальных. [c.327]

Соотношение между изотопами каждого элемента во всех веществах, в состав которых данный элемент входит, всегда постоянно. Поэтому мы их и не различаем обычными физическими и химическими методами. Но современная наука располагает средствами (хотя и очень дорогими) для сортировки изотопов. Сконструирована и аппаратура для определения содержания отдельных изотопов в их газообразной смеси. Стабильные изотопы теперь широко применяют в научных работах по изучению превращения веществ в растениях, особенно азота. [c.413]

Нейтронно-активационный анализ — метод точного определения следовых содержаний элементов как в самом угле, так и в любых его жидких, твердых и газообразных продуктах переработки. В основе его — измерение интенсивности и энергии (длин волн) -у-частиц и рентгеновских лучей, испускаемых радиоактивными изотопами в пробе после ее облучения нейтронами из реактора. С помощью ядерных детекторов в образце регистрируют спад радиоактивности пробы, т. е. энергию излучения квантов и интенсивности, определяя присутствующие в пробе элементы и их содержание. [c.68]

В это.м методе используется способность ионов газообразных веществ разделяться магнитным полем в зависимости от их масс. Таким образом, пользуясь масс-спектрометрическим методом, можно определить качественно и количественно различные изотопы элемента, различающиеся своей массой. [c.512]

Са115. Ko h J., Масс-споктрографическое разделение изотопов газообразных элементов. (Ионы Ne собирались на серебряных дисках в масс-спектрометре и освобождались в виде газа при нагревании в вакууме.) Там же, р. 566. [c.619]

Фотохимические методы развиваются преимущественно с ориентацией на разделение изотопов одного элемента в препаративных и технологических целях. В качестве источника монохроматического электромагнитного излучения обычно используют лазеры. В этом случае относительная сложность процесса разделения компенсируется уникальной селективностью метода, определяемой малой спектральной шириной лазерного излучения. Для эффективного разделения необходимо, чтобы в спектре поглощения выбранного газообразного соединения или паров элемента наблюдался изотопный сдвиг, т.е. различие положений линий в спектрах отдельных изотопов. С максимальной точностью также должна совпадать длина волны лазерного излучения и длина волны, соответствующая энергии перехода из основного в возбужденное состояние одного из изотопов. Дополнительным обязательным условием является необратимое превращение исходного соединения изотопа в новую химическую форму в результате индуцированной фотохимической реакции или достаточное время жизни изотона, возникшего в результате фотовозбуждения, следствием чего может бытьреализован процесс последующего выделения изотопа под действием электрического поля. [c.246]

Радиочастотное возбуждение рассматривается как альтернатива лазерному возбуждению в оптической области спектра. Но пока еще недостаточно опубликованных данных, чтобы делать обоснованные выводы об относительных преимуществах того или иного способа возбуждения. Большинство предложенных схем фотохимического разделения по-прежнему основывается на использовании лазеров [141]. Главное внимание уделяется проблеме разделения изотопов урана. Сложности при практической реатизации метода возникают при выборе газообразной химической формы разделяемых изотопов с приемлемыми спектральными характеристиками и соответствующих лазеров. Обсуждаются различные варианты использования летучих молекулярных соединений гексафторида урана, его Р-дикетонатов и атомного пара. Несмотря на большие энергозатраты на испарение металла, пока предпочтение отдается лазерному разделению изотопов в парах металлического урана. При переходе к разделению изотопов других элементов проблема упрощается пропорционально многовариантности выбора летучих соединений и увеличению изотопного сдвига в спектрах поглощения с уменьшением изотопных масс [139]. [c.247]

Изотопный обмен водорода с гидридами металлов и ИМС. При разделении изотопов лёгких элементов наибольшее распространение получили противоточные процессы, основанные на гетерогенных реакциях изотопного обмена в системах газ — жидкость. Однако значительные термодинамические изотопные эффекты наблюдаются и в системах с твёрдой фазой. Они могут быть обусловлены как реакцией химического изотопного обмена между двумя разными веществами (газообразным и твёрдым), так и физической сорбцией, приводящей к термодинамической неравноценности изотопов в молекулах газа и таких же молекулах, сорбированных твёрдой фазой. Первый случай наиболее характерен для водородного изотопного обмена в системах, состоящих из молекулярного водорода и гидридообразующих металлов или их интерметаллических соединений с переходными металлами (ИМС). При этом обычно тяжёлым изотопом обогащается твёрдая фаза. Исключение составляют некоторые металлы — Рс1, и интерметаллидные соединения (ИМС) — Т1Со, Т1Ре, Mg2Ni. [c.260]

Б. Не газообразные устойчивые продукты деления с большим пощуренным сечением захвата (>1000 барн). Основную часть этой группы составляют изотопы редкоземельных элементов (см. табл. 9). В реакторах с большим нейтронным потоком они достигают равновесной концентрации обычно за несколько дней. Несомненно, наиболее важным продуктом деления из этой группьь является самарий-149. Как и в случае продуктов деления группы А, его удаление требует химической обработки всего топлива каждые несколько дней и, по-видимому, осуществимо только для реакторов с гомогенным топливом. [c.51]

Наш краткий обзор общих принципов радиоактивной датировки, быть может, создаст у читателя впечатление, что эти методы относительно просты и позволяют получать прямые ответы. Однако такое впечатление будет ошибочным. Не говоря уже о том, что для точного измерения ничтожных количеств радиогенных изотопов требуется чрезвычайно сложн ое оборудование , приходится учитывать также недостаточную надежность предпосылок, на которых основан этот метод. В частности, это касается допущения, согласно которому данный образец горной породы всегда представлял собой замкнутую систему. Это в особенности относится к свинцовым методам, так как при этом в качестве одного из промежуточных продуктов образуется газообразный элемент— радон (фиг. 10), способный диффундировать в породах на протяжении геологических эпох в результате возраст, определенный описанным методом , оказывается заниженным. Известно также, что кислые грунтовые воды удаляют из торийсодержа- [c.72]

Эффект Вавилова — Черенкоаа — излучение света, возникающее при движении в веществе (газообразном, жидком, твердом) заряженных частиц со скоростью, превышающей скорость распространения световых волн (фазовую скорость) в этой среде [51. Это условней требование когерентности ограничивают спектральный диапазон излучения Вавилова — Черенкова в коротковолновой области — началом рентгеновской части спектра, в длииноволаовой — областью радиочастот. Излучение возникает во всех биообъектах под действием естественного радиоактивного облучения (космические излучения и излучения изотопов химических элементов как внешней среды, так и внутренней среды биообъекта) и искусственного облучения при энергиях, превышающих пороговую энергию возникновения излучения в водной среде [51. Для воды пороговая энергия электрона = = 0,26 мэВ. (Зсновной излучатель в клетке ион калия К с = 1,325 мэВ и периодом полураспада т = 1,2. 10 лет. Содержание — [c.161]

С помощью радиоактивных изотопов исследовалось поведение в процессе плавки многих неметаллических элементов. Так, индикация радиоизотопом 8 позволила исследовать переход серы из газовой фазы в ванну мартеновской печи и переход серы из металла в шлак и газовую фазу. В первом случае радиосера вводилась в газообразное топливо, во втором в металл. Было найдено, что металлическая шихта йоглощает около 30% всей серы из газа, причем из этого количества около 0,1 % поглощается за время прогрева шихты. Десульфурация металла протекает тем лучше, чем больше окиси железа содержится в шлаке. [c.222]

Исследования по сжиганию радиоактивных отходов, по очистке отходящих газов от радиоактивных аэрозолей и по концентрированию радиоактивных, редких и рассеянных элементов в золе сжигаемого материала показали возможность эффективной переработки горючих материалов [1—3]. Удовлетворительные результаты дала очистка газообразных продуктов сгорания от радиоактивных аэрозолей в многоступенчатых системах, в которых применялись аппараты мокрой очистки газов. Однако до настоящего времени ряд важных сторон этой проблемы (например, рациональная организация процесса горения с минимальным химическим и механическим недожогом, величина уноса золы и фиксация радиоактивных изотопов в золе сжигаемого матариала) исследован еще недостаточно. Как правило, твердые радиоактивные отходы сжигаются в слое. [c.97]

Разделение изотопической смеси химически чистых элементов наиболее эффективно проводится в газовой фазе методом Клузиуса. Элемент в газообразном состоянии или в виде одного нз своих летучих соединений пропускается через ряд стеклянных трубок, стенки которых поддерживаются ири низкой температуре, а по оси каждой из них протянута нагреваемая током проволока. Объединенное действие конвекции и диффузии в конце концов приводит к разделению изотопов в этой весьма простой установке, известной под названием колонки Клузиуса. Однако для водорода, который обычно содержит одну часть изотопа Н на 6000 частей изотопа Н , используется метод электролиза подкисленной воды с применением никелевых электродов и тока высокой плотности. Обогащенный дейтерием водяной пар конденсируют и снова подвергают электролизу до тех пор, пока не получится тяжелая вода с постоянной плотностью. Затем ее разлагают на поверхности раскаленного рольфрама и, наконец, очищают медленной диффузией через палладий. [c.214]

В случае обезвоживания активная зона перегреется и оплавится под действием остаточного тепловыделения. Первичный теплоноситель, соприкасаясь с перегретым топливом, переходит в пар и наряду с облаком газообразных продуктов деления вызывает повышение давления в боксах и под защитным колпаком ЯЭУ. Если эти помещения локализации, как их называют в инженерной практике, будут разрушены, то газообразные продукты деления выйдут во внешнюю среду. При этом в числе биологически значимых радионуклидов оказываются не только РБГ, но и радиоактивные изотопы элементов, летучих при температуре плавления ядерного топлива. [c.317]

В наши дни возникла уфоза локального и регионального повышения концентрации соединений азота до уровня, токсичного для человека. Данные по балансу азота, полученные с помощью изотопа свидетельствуют о том, что в полевых условиях растениями усваивается лишь около 40 %, в отдельных случаях — 60—70 % действующего вещества азотных удобрений 18—33 % азота иммобилизуется в почве, а 10—30 % его улетучивается в виде различных газообразных соединений. Потери азота зависят от дозы вносимых удобрений и соотношения содержания азота и других питательных элементов, сроков и способов внесения, формы азотных удобрений и особенностей технологии их применения, а также от почвенно-климатических условий местности. [c.39]

Газ радон (Нп) является продуктом радиоактивного распада урана (У), элемента, присутствующего в оксидах (например, уранините — УОз) и в виде примеси в силикатах (например, цирконе — 2г3102) и фосфатах (например, апатите — Саб(Р04)з (ОН, Р, С1)) земной коры. Эти минералы часто встречаются в гранитных породах, но бывают также в других породах, осадках и почвах. Уран распадается до радия (Ра), который в свою очередь распадается до радона (Нп) (см. вставку 2.6). Изотоп 222рп существует всего несколько дней перед тем, как распадается, но если поверхностные породы и почвы проницаемы, то у этого газа есть время мигрировать в пещеры, рудники и здания. Здесь радон или продукты его радиоактивного распада может вдыхать человек. Первичные продукты его распада, изотопы полония Ро и вро, не газообразны и прилипают к частичкам в воздухе. Когда их вдыхают, они оседают в бронхах легких, где распадаются в конце концов до стабильных изотопов свинца (РЬ), испуская частицы а-излучения во всех направлениях (см. вставку 2.6), включая выстилающие бронхи клетки. Излучение вызывает мутацию клеток и в конце концов рак легких. Отметим, что в Британии радон, по оценкам, вызывает рак легких в одном случае из 20, гораздо более серьезной причиной является курение. [c.71]

В 1912 г. Дж. Дж. Томсон с помощью масс-спектро-метра обнаружил, что недавно открытый газ неон после облучения электронами дает два вида газообразных катионов один с атомной массой около 20, второй — около 22. Такие атомы с разной массой, но занимающие одно место в Периодической системе, были названы изотопами (от греческих слов iso — такой же и topos — место). Позже выяснилось, что все известные элементы имеют два или более изотопов. В некоторых случаях, например, у А1 и Аи, в природе встречается лишь один изотоп, а остальные изотопы неустойчивы и могут быть получены только искусственным путем. Наибольшее число устойчивых изотопов (десять) у олова. Открытие изотопов позволило решить сразу две проблемы выбрать шкалу [c.105]

В тепловыделяющих элементах (твэлах) атомных реакторов используют иОз- Уран обогащается изотопом с помощью термодиффузии, центробежными и другими методами, основанными на разности атомных масс изотопов. Для разделения обычно используют газообразный гексафторид природного урана 11Гв, содержащий природную смесь изотопов (99,3%) и (0,7%). [c.193]

Группа методов изотопного уравповешивапия, обладающих рядом бесспорных достоинств — высокими точностными параметрами, отсутствием необходимости построения градуировочных характеристик на основе применения адекватных стандартных образцов и слабой зависимостью результатов анализа от его условий и состава пробы. Суть подхода состоит в следующем. В обезгажен-иый реакционный сосуд (обменник) помещают анализируемый образец металла. Туда же вводится либо в газообразном состоянии, либо в составе дозировочного металлического образца дозированное количество редкого стабильного изотопа определяемого газообразующего элемента ("В, 0, С), При достаточно высоких температурах в обменнике осуществляется уравновешивание изотопов, в результате которого в газовой фазе над метал- [c.931]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология