Исследование ядра н ядерных реакций

Возникновение и развитие активационного метода анализа—одного из быстро прогрессирующих аналитических методов — базируется на выдающихся успехах целого комплекса наук, связанных с исследованием ядра, ядерных реакций и радиоактивности. Наибольший вклад в развитие активационного анализа внесли ядерная физика и радиохимия. Не менее важную роль сыграло стремительное развитие таких отраслей техники, как конструирование и строительство ядерных реакторов, различных ускорителей заряженных частиц, производства приборов для ядер-но-физических исследований и т. д. [c.6]

Возникновение и развитие активационного анализа базируется на выдающихся достижениях целого комплекса наук, связанных с исследованием ядра, ядерных реакций и радиоактивности. Особое влияние на этот процесс оказали ядерная физика и радиохимия. Важную роль сыграло также стремительное развитие ядерной техники. [c.5]

В ходе исследования различных ядерных реакций было установлено, что ядра некоторых тяжелых элементов способны делиться. В 1939 г. было обнаружено, что при бомбардировке урана нейтронами происходит деление ядра на два новых, причем процесс сопровождается вылетом вторичных нейтронов и выделением колоссальной энергии. Выделение при реакции вторичных нейтронов позволило осуществить цепной процесс распада ядра урана и разработать технологию получения атомной энергии. [c.22]

Выделение энергии в ядерных реакциях сопровождается измеримой потерей массы, которая соответствует соотношению Эйнштейна ЛЕ = с Ат. Разность между массами ядра и нуклонов, из которых оно состоит, называется дефектом массы. По дефекту массы нуклида можно вычислить его энергию связи, т. е. энергию, требуемую для разделения ядра на индивидуальные нуклоны. Исследование энергий связи ядер в расчете на один нуклон показало, что выделение энергии может происходить при расщеплении тяжелых ядер (ядерное деление) и при слиянии легких ядер (ядерный синтез). [c.274]

Ядерные реакции широко используются для синтеза трансурановых элементов. Большие работы в этом направлении проводятся у нас в стране в Объединенном институте ядерных исследований в г. Дубне под руководством акад. Г. Н. Флерова. Там впервые были синтезированы элементы с порядковыми номерами 102, 103, 104, 105, 106, 107. Ведутся работы по синтезу элементов с более тяжелыми ядрами. [c.23]

Исследование ядра и ядерных реакций [c.41]

Для всех остальных элементов масса атомов больше суммы масс электронов и протонов, входящих в их состав. В начале 1920-х гг. разность указанных величин стали приписывать наличию в атомах еще одного типа частиц, названных нейтронами, однако в то время эти частицы еще не были обнаружены экспериментально. Нейтроны были открыты только в 1933 г. английским ученым Чедвиком при исследованиях ядерных реакций, и с этих пор считается установленным, что нейтроны являются элементарными частицами, входящими в состав атомного ядра наряду с протонами. [c.60]

Типичный для работы с ультрамалыми количествами веществ опыт по химии фермия был выполнен в 1971 г. В нем участвовали сотрудники Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований в Дубне и сотрудники Института физической химии АН СССР нод руководством доктора химических наук Н. Б. Михеева. Несколько десятков миллиграммов окиси-закиси урана-238 в течение няти часов облучали на циклотроне ионами кислорода-18. Пучок ионов был настолько мощен (около 100 тыс. миллиардов частиц в секунду), что, не будь непрерывной циркуляции воды через массивную медную подложку мишени, последняя расплавилась и испарилась бы в считанные минуты. Ядра кислорода, сталкиваясь с ядрами урана, в небольшой доле случаев полностью сливались с ними, сбрасывая избыточную анергию испусканием четырех нейтронов. В результате получался фермий-252, излучавший альфа-частицы с периодом полураспада 25 часов. [c.443]

Активационный анализ с применением заряженных частиц характеризуется тем, что для активации используются протоны которые вызывают реакции следующих типов (р, у), (р, п), р, 2п), (р, а), (р, й) и др. дейтроны, под действием которых возможны ядерные реакции ( , р), й, п), й, а), (й, 2 п), с1, t) и др. ядра трития ядра гелия-3 и а-частицы. Ограничением этих методов анализа нефтей, нефтепродуктов является необходимость эффективного теплоотвода от облучаемой пробы во время активации и то, что заряженные частицы не проникают глубоко в пробу. Анализ с активацией заряженными частицами позволяет получить низкий предел обнаружения для легких элементов. С наибольшей эффективностью этот метод можно использовать для исследования поверхностей и тонких слоев. Следует отметить также, что облучение заряженными частицами позволяет установить изотопный состав элемента в тонком слое или небольшом количестве вещества [302]. [c.85]

Исследование ядерных реакций под действием дейтронов показало, что реакция d, р) имеет обычно более низкий порог, чем остальные реакции. Это обусловлено особым характером взаимодействия дейтронов с ядрами. При приближении к ядру дейтрон попадает в его кулоновское поле, которое, не действуя на нейтрон, отталкивает протон. А так как расстояние между нуклонами в дейтроне велико, то нейтрон может проникнуть в ядро раньше, чем протон преодолеет потенциальный барьер. При этом произойдет развал дейтрона, и если дейтрон имел небольшую энергию, то протон из-за кулоновского отталкивания не сможет [c.109]

Б. Получение радионуклидов. Для получения радионуклидов, применяемых в ядерно-физических исследованиях, биохимии и медицине, наиболее широко используют ядерные реакции, инициируемые заряженными частицами (протоны, дейтоны, ядра гелия). В значительно меньшей степени для этой цели служит тормозное излучение электронных ускорителей, возникающее при прохождении ускоренных электронов через конвертор, изготавливаемый из материала с высоким Z (тантал, вольфрам, платина). В этом случае среди фотоядерных реакций практическое значение имеет реакция (7,п) с наибольшим выходом PH в интервале граничных энергий тормозного излучения 15-50 МэВ. Ядерные реакции с тяжёлыми ионами в последние годы также стали предметом исследований с точки зрения их применения для селективного получения изотопов. [c.332]

Различные государственные организации финансируют исследования в тех областях химии, которые соответствуют специфической деятельности этих учреждений. Ведущее место среди государственных организаций по исследованиям в химии занимает Комиссия по ато.мной энергии. Химическое отделение отдела научных исследований этой организации субсидирует исследования в области атомного ядра и радиохимии, включая такие вопросы, как изучение химическими методами ядерных реакций и их продуктов, применение радиоактивных изотопов для исследования механизма, равновесия и скорости химических реакций. Биологическое и медицинское отделение финансирует исследования в области биохимии, отделение по усовершенствованию реакторов— в области химической технологии, отделение сырьевых материалов — в области методов обработки руды. [c.156]

Ясно, что привлечение любого экспериментального метода, не требующего перевода образца в раствор и дающего сведения о состоянии атомов отдачи непосредственно в твердой фазе, чрезвычайно желательно. Такая возможность появилась для радиохимии с открытием Р. Мессбауэром явления ядерного гамма-резонанса. Поскольку возникновение мессбауэровского уровня всегда бывает следствием какого-либо предшествующего радиоактивного распада (а-распада, -распада, /С-захвата, изомерного перехода) или протекшей на ядре реакции [(п, ), (d, р) и т. п.], то можно заключить, что эмиссионная мессбауэровская спектроскопия с успехом может быть применена для исследования последствий ядерных превращений в твердых телах (эмиссионной мессбауэровской спектроскопией называется, вариант метода ЯГР, когда исследуемый образец служит источником резонансных Y-квантов). [c.258]

Образуются ядра гелия и на Земле за счет ядерных реакций, вызываемых космическим излучением. Сами ядра гелия чрезвычайно устойчивы и используются при тонких исследованиях атома как снаряды, разбивающие мишени-—ядра других атомов. Следует заметить, что именно эти ядра (а-частицы) помогли раскрыть сложную внутреннюю структуру атомов. [c.199]

С целью исследования эффекта Мессбауэра на примере превращения (п, т) К, при котором получается ядро на уровне с энергией 29,4 кэв [19. В табл. 3 перечислены ядра, для которых эффект Мессбауэра был обнаружен с помощью ядерных реакций. [c.242]

Как до 1900 г. считалось, что атом в соответствии с его определением является неделимым, так и до 1919 г. атомное ядро тоже считалось неделимым. Открытие ядерного распада при исследовании радиоактивности поставило перед учеными новую задачу нельзя ли искусственным путем разделить протоны в ядрах. Сомнения, существовавшие по этому поводу, были обусловлены тем, что силы, связывающие протоны, были чрезвычайно велики. Но в 1919 г. Э. Резерфорду удалось осуществить первую ядерную реакцию. Резерфорд бомбардировал газообразный азот быстрыми а-частицами (ядрами гелия), в результате чего ему удалось превратить атомы азота в атомы кислорода. [c.109]

В 1970 г. в Объединенном институте ядерных исследований (г. Дубна) синтезирован 105-й элемент путем бомбардировки америция ускоренными ионами неона. В результате ядерной реакции и возникающего при этом возбужденного составного ядра получены атомы элемента — аналога тантала [c.3]

Другая область возможного приложения ХПЯ связана с ориентированными, поляризованными мишенями. Получение таких поляризованных мишеней представляет значительный интерес для ядерной физики, поскольку исследование ядерных реакций с поляризованными ядрами позволяет извлечь ценную информацию о спиновой зависимости ядерных сил, о спинах, четностях и магнитных моментах возбужденных состояний ядер и т. д. Практический интерес в этом случае представляют мишени со степенью поляризации 10%. Существующие методы получения такой поляризации основаны на использовании очень низких температур (менее 1К) и сильных поляризующих магнитных полей (сотни тысяч эрстед). В 2.3 было показано, что использование ХПЯ позволяет в принципе достичь степени поляризации образца 30% при комнатных температурах в очень слабых магнитных полях это открывает заманчивые перспективы для ядерной физики. [c.263]

Распространенные в природе элементы состоят обычно из нескольких стабильных изотопов, вследствие чего их атомный вес не является целым числом. Для биологических исследований особенно большое значение имеют изотопы тех элементов, которые играют существенную роль в жизненных процессах. Такие элементы могут быть получены путем искусственных превращений атомных ядер. Искусственное превращение возникает, если на устойчивое ядро атома подействовать лучами или частицами достаточно высоких энергий. Типичной ядерной реакцией является, например, получение нейтронов из бериллия под действием а-лучей [c.13]

Мы рассмотрели в последних главах успехи двух смежных наук — ядерной физики и радиохимии, наук молодых и быстро развивающихся. Все эти успехи были необходимыми предпосылками для искусственного создания химических элементов, не существующих в природе. Эти искусственные элементы были приготовлены облучением на ускорителях или ядерных реакторах старых элементов, в результате ядерных реакций, сопровождающихся изменением заряда ядра. На основании периодического закона Менделеева можно было по месту, занимаемому новыми элементами в периодической системе, предвидеть их химические свойства и соответственно подбирать различные радиохимические методы для выделения и исследования этих элементов. [c.108]

Несмотря на обилие элементарных частиц, исследования ядер элементов показали, что последние содержат только протоны и нейтроны позитронов, электронов и других частиц как самостоятельных в ядре нет. Эти частицы возникают в результате ядерных превращений за счет выделяющейся при этом энергии. Энергия из недр атома может выделяться или в виде фотонов (квант света), или же переходить в ту форму энергии, которая представляет собой массу и энергию электрона и позитрона и других частиц. Таким образом, энергия, освобождающаяся при ядерных реакциях, может выделяться в виде фотонов, электронов, позитронов, мезонов и других элементарных материальных частиц. [c.86]

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]

В данном курсе строение ядер атомов п ядерные реакции не рассматриваются. Одмако необходимо отметить, что число зарядов ядра обусловлено числом протонов в ядре. Протон — это ядро легкого изотопа водорода, положительный заряд которого численно совпадает с зарядом электрона, а масса его 1,00728 у. е.. т. е. в 1837 раз больше массы электрона. В ядрах других атомов, в том числе в ядрах изотопов водорода (дейтерия и трития), есть еще нейтроны — частицы с нулевым зарядом и массой 1,00867 у. е. Изотопы — это атомы одного и того же химического элемента, имеющие одно и то же число протонов в ядре, но различное число нейтронов, вследствие чего массы изотопов различны, а заряды их ядер одинаковы. Отсюда под химическим элементом понимают совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и с одинаковым числом электронов, окружающих ядро. Почти все элементы являются плеядами изотопов. Получено много изотопов легких элементов, обладающих радиоактивными свойствами. Такие изотопы ( С, Со, и др.), меченые атомы , играют больщую роль в исследованиях диффузии в металлах и полупроводниках, в выявлении дефектов строения их, в изучении химических реакций и процессов, происходящих в живом организме, и т. д. [c.68]

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]

Один из первых способов получения ядерной энергии заключается в бомбардировке урана ней-тронами. Было установлено, что уран не образует при этом новых изотопов, как это бывает при простейших ядерных реакциях, а вместо этого возникают ядра, обладающие приблизительно вдвое меньшей массой по сравнению с массой исходного ядра урана (например, Ва илиКг). Вскоре обнаружилось, что ядерное деление является источником огромной энергии. Исследования Энрико Ферми, Отто Гана и Лизы Мейтнер, а также многих других ученых позволили разобраться в природе ядерного деления. Об этом написано много увлекательных книг, и можно порекомендовать прочесть о подробностях этих важных открытий в литературе, цитированной в конце данной главы. [c.435]

Основные научные исследования относятся к учению о радиоактивности. Открыла (1917) совместно с Ганом и одновременно с Ф. Содди и его сотрудником Д. Крэнсто-ном радиоактивный элемент протактиний. Развила (1921) теорию строения ядер, согласно которой в их состав входят а-частицы, протоны и электроны. Доказала (1925), что испускание -излуче-ния ядром возможно лишь после вылета а- или Р-частицы. Совместно с Ганом установила (1935) механизм последовательных 3-распадов, приводящих к образованию элементов с 2 < 97. Совместно с датским физиком О. Фришем объяснила (1939), что элемент, обнаруженный Ганом в продуктах ядерных реакций, возникающих в уране под действием медленных нейтронов, является продуктом деления ядер урана (явление, лежащее в основе ядерной энергетики). [c.331]

Основные научные работы посвящены поверхностным явлениям, строению атомного ядра и ядерным реакциям. Открыл (1920) изотоп хлор-39. Предсказал существование нейтронов (1920) н тяжелых изотопов водорода. Построил (середина 1930-х) один из первых в США циклотронов и провел на нем серию важных исследований структуры атома. Разработал несколько прецизионных методов измерения поверхностного натя кения. Исследовал связь между поверхностными свойствами органических веществ и их молекулярной структурой. Развил представления И. Ленгмюра о существовании ориентированного мономолекулярного слоя на поверхности жидкостей и между двумя н<идкими фазами. Ввел понятия работа адгезии и работа когезш . Изучал адсорбцию газов порошкообразными веществами, разработал метод измерения площади поверхности порошков. [297, 318, 324] [c.536]

В 1964 г. сотрудниками лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований в СССР (г. Дубна) под руководством чл.-корр. АН СССР Г. Н. Флерова были выделены первые 150 атомов нового, ранее неизвестного 104-го элемента. Они были получены с помощью крупнейшего в мире ускорителя многозарядных ионов. Мишень из плутония-242 облучалась ускоренными ионами тяжелого изотопа неона-22. Каждые 5—6 ч образовывалось одно ядро 104-го элемента и выбрасывалось четыре нейтрона [c.66]

Потенциальные возможности ЙК- и КР-спектроскопни не используются с достаточной полнотой из-за проблемы отнесения. Однако с развитием методов синтеза можно надеяться, что введение меченых групп (обычно дейтерия) сделает возможным отнесение пиков и усилит роль этих методов. Некоторые небольшие успехи достигнуты при использовании спектроскопии Мессбауэра, в частности, при исследовании гемов (комплексов с железом), где она может дать подробную информацию относительно электронных конфигураций диамагнитных и парамагнитных состояний. Возможности этого метода, однако, ограничены, поскольку в качестве поглощающих ядер здесь используются ядра с низкой энергией первого возбужденного состояния и заселяется оно в результате ядерной реакции или распада. Поэтому в ряду металлопорфиринов были изучены только Ре, и [c.394]

На повестке дня дальнейшее продвижение к пределам устойчивости атомных ядер как при изучении уже известных трансурановых элементов, так и при исследовании области устойчивости тех изотопов более легких элементов, которые богаче или беднее нейтронами, чем наиболее стабильный изотоп, встречающийся в природе. Использование ускоренных тяжелых ядер в качестве бомбардирующих частиц в ускорителях привело к выявлению новых механизмов ядерных реакций, и это открывает доступ к обогащенным нейтронами и, следовательно, более устойчивым (по сравнению с уже известными) изотопам элементов с атомным номером 2 больше 100 (с временем жизни от минут до часов). В результате становится возможным более детальное изучение химического поведения таких интересных элементов, как замыкающие ряд актиноидов и следуюпще за ним. Поиски так назыраемых супертяжелых элементов , т.е. ядер, входящих в предсказанный остров стабильности или лежащих вблизи него около атомного номера 114 при числе нейтронов в ядре 182, пока не принесли успеха. Но ученые продолжают работать над достижением этой замечательной цели. [c.201]

Наиболее подробно исследован другой а-активный изотоп Ри , обладающий гораздо большим периодом полураспада — 24 тыс. лет. Этот изотоп нашел весьма широкое практическое применение наряду с 11 он служит основнымядерным взрывчатым веществом. Сходство Ри с и проявляется в том, что оба изотопа с большой вероятностью делятся как быстрыми, так и особенно медленными нейтронами, причем при делении испускаются вторичные нейтроны, способные вызвать ядерную реакцию. Изотоп Ри зэ является основным продуктом работы ядерных реакторов, где он получается в результате захвата ядрами медленных нейтронов и двух последующих В -распадов [c.277]

Множество возможных каналов ядерной реакции означает широкий набор ее продуктов. Разобраться в детальном механизме многоканального превращения, применяя только ядерно-физические методы, не удается, и Я. X. оказывается здесь незаменимой. Число возможных каналов реакции, как правило, возрастает с ростом энергии возбуждения исходного ядра. При малых энергиях возбуждения лишь деление тяжелых ядер характерпзуется широким набором возможных продуктов (осколков). Поскольку, однако, деление сопровождается выходом очень большой энергии, то и здесь можно говорить об очень сильном возбуждении промежуточного состояния (деформированное делящееся ядро с заготовками осколков деления) ио сравнению с конечным. Это и определило содержанпе основного круга ядерно-химич. исследований ядерных реакций исследование процессов деления или превращений под действием частиц высокой энергии. Соответственно центрами Я. х. оказались лаборатории, располагающие ускорителями высокой энергии или мощными ядерными реакторами (изучение деления медленными нейтронами). Их типовые задачп — установление спектра продуктов многоканального превращения и изучение зависимостп выхода тех илн иных продуктов от энергии возбуждения исходного ядра в широком интервале энергий бомбардирующих частиц — вплоть до 30 Бэв (что обеспечивается современными ускорителями). [c.537]

Это было поразительным открытием — осуществле-шием первой реакции превращения элементов или первой ядерной реакции. Дальнейшее исследование этой реакции в камере Вильсона показало, что после столкно- вения а-частицы с ядром азота она исчезает и появля- [c.276]

Некоторые элементы (В, Mg, А1) при обстреле их -частицами, получаемыми от разных элементов, испускали при ядерном превращении в одних случаях протоны, в других нейтроны то есть из одного ядра при обстреле его одинаковыми снарядами могут вылетать разные частицы. Для изучения этого неожиданного факта Фредерик Жолио-Кюри и Ирэн Кюри произвели в 1934 г. исследования при помощи камеры Вильсона, как помещаемой в магнитное поле, так и вне его. В качестве мишени они брали атомы Л1 и В, обстреливая их а-ча-стицами. Исследуя полученные при помощи камеры фотографии, они заметили слабые трэки, изгибавшиеся в магнитном поле соответственно положительно заряженным частицам. Очевидно, этими частицами были позитроны, но уже не из космических лучей, а как осколки мишени при искусственных ядерных реакциях. Особенно интересно было то, что позитроны продолжали вылетать и после окончания обстрела мишени со все уменьшающейся (подобно радиоактивным излучениям) интенсивностью. Сомнения не было происходил какой-то искусственно созданный радиоактивный распад. Оказалось, [c.172]

Исследование деления урана положило начало работам, связанным с атомной энергией. Выше мы говорили, что при ядерных реакциях — например при образовании ядра гелия из протонов и нейтронов — может высвобождаться огромная энергия. Однако все идущие с выделением энергии реакции, изученные до деления урана,не могли быть использованы в качестве источников энергии. Для протекания этих реакций нужно было непрерывно поставлять бомбардирующие частицы, а вероятность превращений была столь мала, что не могла итти ни в какое сравнение с затратами энергии, необходимыми для ускорения исходных частиц. [c.77]

Акад. Д. В. Скобельцын разработал метод помещения камеры Вильсона в магнитное поле, о позволило значительно расширить возможности наблюдения ядерных частиц. В настоящее время созданы различные усовершенствованные приборы, которые играют большую роль в исследовании атомного ядра и космических лучей, являются мощным средством исследования свойств новых частиц. Применяются и другие методы исследования ядерных реакций. [c.477]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология