Состав атомных ядер. Ядерные реакции

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]

Полная масса атома называется его атомной массой и приблизительно равна сумме масс всех протонов, нейтронов и электронов, входящих в состав атома. Когда из протонов, нейтронов и электронов образуется атом, часть их массы превращается в энергию, которая выделяется в окружающую среду. (Этот дефект массы и есть источник энергии в реакциях ядерного синтеза). Поскольку атом невозможно разделить на составляющие его элементарные частицы, не подводя к нему извне энергию, которая эквивалентна исчезнувшей массе, эта энергия называется энергией связи атомного ядра. [c.18]

Методы, основанные на ядерных реакциях—радиоактивационный, или (его главная часть)—нейтронно-активационный метод анализа. Нейтронно-активационный метод возник после открытия атомной энергии и создания действующих атомных реакторов. Принцип метода заключается в следующем. Анализируемый материал подвергают действию нейтронного излучения в атомном реакторе или посредством нейтронного генератора. При взаимодействии нейтронов с ядрами элементов происходят ядерные реакции и образуются радиоактивные изотопы всех элементов, входящих в состав пробы. Затем пробу переводят в раствор и разделяют элементы химическими методами. Завершающим этапом определения является измерение интенсивности радиоактивного излучения каждого элемента пробы. [c.32]

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ, превращения атомных ядер, обусловленные их взаимод. с другими ядрами или элементарными частицами. Обычно осуществляются при бомбардировке тяжелых ядер в-ва мишени пучками более легких ядер или частиц. В отличие от процессов рассеяния, при Я. р. изменяются состав и св-ва вступающих в р-цию ядер. Я. р. типа а + А в + В сокращенно записывают Л(а, в) В, где а — бомбардирующее ядро, А — ядро мишени, В — конечное ядро (ядро-продукт), в — вылетающая частица. Суммы массовых чисел и зарядов участвующих в Я. р. ядер в обеих частях ур-ния должны быть равны между собой. По энергиям бомбардирующих частиц условно различают Я. р. при низких (<1 МэВ), средних (1—100 МэВ) и высоких (> 100 МэВ) энергиях. Разграничивают также р-ции на легких ядрах (массовое число ядра мишени А < 50), ядрах Средней массы (50 < А < 100) и тяжелых ядрах (Л > 100). [c.725]

Выяснение соотношения необходимости и случайности позволяет раскрыть внутреннюю логику развития химической науки. Известно, например, что обнаружение ряда элементов и их свойств до открытия периодического закона представляло собой случайное явление. Ярким примером ЭТОГО может служить открытие фосфора в моче алхимиком Брандтом, искавшим философский камень и исходившим при этом из мистической идеи о пребывании его в продуктах жизнедеятельности. В определенной мере случайно было обнаружено А. Беккерелем явление радиоактивности солей урана, когда он искал подтверждения выдвинутой им неверной идеи о связи явления флуоресценции стекла с невидимыми лучами, испускаемыми катодной трубкой. Вероятно, также случайно (по времени и характеру открытия, поскольку сам поиск в известной степени велся целеустремленно) обнаружили в древнем Китае состав и свойства пороха и т. д. Однако изучая, группируя и систематизируя в том числе и случайно открытые элементы Д. И. Менделеев установил периодический закон. Свойства элементов (например, окислителей, восстановителей) выступили уже не случайными, а необходимыми. Случайное открытие А. Беккереля привело к установлению сложной структуры атома, созданию теории атомного ядра, открытию цепной реакции ядерного деления урана в соответствии с теорией цепных процессов Н. Н. Семенова и С. Хиншелвуда и в конце концов целеустремленно, с необходимостью — к атомному реактору. Таким образом, как бы случайное первое открытие в процессе развития науки в условиях определенных практических и теоретических предпосылок и потребностей влечет за собой с необходимостью целый ряд событий. Это еше раз подтверждает неразрывность необходимости и случайности, диалектическую связь между ними. [c.264]

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ — превращения атомных ядер, обусловленные их взаимодействиями с элементарными частицами или друг с другом. Обычно в Я. р. участвуют 4 частицы (ядра) 2 являются исходными и 2 образуются в результате реакции. Однако возможно образование и значительно большего числа частнц (ядер). В лабораторных условиях Я. р. осуществляются, как правило, при бомбардировке более тяжелых ядер, входящих в состав мишени, пучками более легких ядер (частиц). [c.540]

При всех ядерных испытаниях большая часть радиоактивных изотопов образуется в результате деления ядер и Pu под действием нейтронов. Этот процесс приводит к образованию самых различных пар осколков, но в подавляющем большинстве случаев образуется два ядра с массовыми числами около 100 и 140. Первичные ядра весьма неустойчивы и проходят длинную цепочку радиоактивных превращений, прежде чем в этой смеси возникнут долгоживущие или устойчивые изотопы. Некоторые долгоживущие элементы образуются непосредственно при делении. Выход осколков деления определяется числом ядер, образовавшихся при делении 100 атомов расщепляющегося вещества. Все три нуклида и имеют довольно похожие кривые выхода осколков с двумя пиками, соответствующими значению около 5% и приходящи> ися па осколки с атомным весом около 100 и 140. Вследствие этого состав осколков не может сильно изменяться в зависимости от типа реакции. [c.277]

Тяжёлая вода, характеризуясь высокой теплоёмкостью, являясь апро-тонным растворителем, обладает также низким сечением захвата тепловых нейтронов дейтерием а = 0,0015 барн), которое в 200 раз меньше, чем для лёгкого изотопа водорода — протия а = 0,3 барн). Тяжёлая вода по замедляющей способности в отношении нейтронов в 3-4 раза эффективнее графита. Отмеченные обстоятельства обеспечивают использование тяжёлой воды в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов в энергетических и исследовательских ядерных реакторах, в ЯМР-спектроскопии, в фундаментальных научных исследованиях, связанных с изучением структуры атомного ядра. Тяжёлая вода, так же как и входящий в её состав дейтерий, широко используется при производстве большой гаммы дейтерий содержащих меченых химических соединений, широко применяющихся в медицине, биологии, в различных отраслях химии, в ядерной физике, в ЯМР и других видах спектроскопии. В виде дейтерида лития дейтерий входит в состав термоядерного оружия. По общему убеждению специалистов, в будущем дейтерий наряду с тритием станет компонентом топлива энергетических термоядерных реакторов, в первом поколении которых будет осуществлена реакция синтеза Т (В, п) Не + 17,6 МэВ. Эта реакция в сравнении с другими реакциями синтеза, предполагающими участие изотопов водорода, характеризуется наибольшим энерговыделением и, как следствие, наименьшим расходом дейтерия (100 кг/год на 1 ГВт электрической мощности). [c.210]

Каждый элементарный акт превращения атомного ядра (связанный с ядерной реакцией синтеза изотопов или их распадом) опровождается испусканием кванта или какой-либо частицы. При этом вследствие закона сохранения импульса возникающее ядро (и весь атом, в состав которого входит это ядро) приобретает ямпульс, равный по величине импульсу вылетевшей частицы или у-кванта. Такие ядра называют ядрами отдачи. [c.155]

С) связывают с их склонностью вступать в (а, п) реакции. В результате реакции Be(a, n) впервые был получен нейтрон. Радиоактивный распад вымерших на Земле и в метеоритах тяжелых элементов привел к повышенному распространению изотопов свинца. Свинец и другие магические ядра благодаря заполненности энергетических уровней нуклонов в ядре более устойчивы к реакциям захвата нейтронов и потому более распространены. На Земле непрерывно происходят ядерные процессы, ведушие в конечном счете к изменению распространенности элементов и изменению их изотопного состава. Однако все эти процессы идут медленно и результаты анализа вещества земной коры показывают, что изотопный состав элементов на Земле практически постоянен. Например, у хлора, извлеченного из морской воды и выделенного из минералов (апатита и др.), атомная масса оказалась одинаковой. То же самое обнаружено для N1, Ре, 51, Н , Ы, 5Ь, Си и других элементов. [c.432]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология