Получение радиоактивных изотопов на циклотроне

Получение радиоактивных изотопов на циклотроне [c.29]

Метод получения радиоактивных изотопов на циклотроне является более универсальным, чем в реакторе, но экономически мене выгодным. По сравнению с получением изотопов в реакторе метод этот имеет два существенных преимущества. [c.29]

Рассмотрим несколько примеров получения радиоактивных изотопов с помощью циклотронных реакций [52]. [c.32]

Получение радиоактивных изотопов на циклотроне осуществляется также бомбардировкой а-частицами, примером чего может служить образование астата по реакции Врэ(а, 2п) при энергии а-частиц 21—28 Мэе и по реакции а, 2>п)при энергии а-частиц больше 28 Мэе. Выделение астата достигается расплавлением облученного висмута испаряющийся при этом астат улавливается в приемнике, охлаждаемом жидким азотом. Переведение астата в раствор осуществляется последовательным промыванием приемника концентрированной азотной кислотой и водой. [c.32]

Экстракцию олова(1У) из иодидных растворов бензолом использовали для отделения этого элемента от сурьмы и индия [542, 543], для отделения и определения очень малых количеств олова в чугуне и стали [1191], при определении олова с фенилфлуороном [1190], при определении олова в легированных сталях [1192], при получении радиоактивных изотопов олова из облученной на циклотроне сурьмы [556], экстракцию толуолом — при определении малых количеств олова в органических объектах [1194], метилизобутилкетоном — при определении с фенилфлуороном [1192]. [c.203]

Отметим, что нейтронное облучение в реакторе не является единственным способом получения радиоактивных изотопов. Их можно получать также в более или менее значительных количествах выделением из осколков деления урана или облучением заряженными частицами на циклотроне. [c.670]

Получение радиоактивных изотопов по ядерным реакциям осуществляется облучением мишеней в ядерном реакторе нейтронами и на ускорителях (циклотрон, бетатрон, линейный ускоритель, нейтронный генератор) дейтронами, протонами, а-частицами, нейтронами, фотонами или ядрами легких элементов (кислород, азот, углерод и т. п.). [c.233]

Кроме получения радиоактивных изотопов без носителя с помощью циклотрона получают ряд практически важных радиоактивных изотопов тех элементов, для которых в ядерном реакторе ие может быть получен радиоактивный изотоп с удобными для использования свойствами. [c.241]

Получение радиоактивных изотопов с помощью ускорителей частиц. Многие радиоактивные изотопы обычно получают в реакторе. Но есть различные атомные ядра, которые превращаются в радиоактивные изотопы не с помощью нейтронов, а только с помощью протонов, дейтронов или а-частиц. Так как эти частицы электрически заряженные, то они могут быть ускорены в электрическом поле. Такие методы использовались раньше, когда в распоряжении ученых еще не было реакторов (например, применяли каскадный генератор Кокрофта и Уолтона). Другими машинами, используемыми для этой цели, являются циклотрон, электростатический генератор Ван-де-Граафа и линейный ускоритель. Однако получение радиоактивных изотопов с помощью каких-либо устройств такого типа дороже, чем с помощью атомного реактора. [c.34]

Паиболее важными для практического получения радиоактивных изотопов являются реакции (п, 7) и для отдельных изотопов реакции (п, р) и (п, а), проводимые в ядерном реакторе, а также реакции й, р), проводимые с помощью циклотрона. [c.217]

Реакция п, 7) является самой употребительной, и наибольшее число радиоактивных изотопов получается именно по этой реакции. Она может осуществляться при помощи любого источника нейтронов, начиная от лабораторного (радий-бериллиевого, сурьмяно-бериллиевого и т. д.) и кончая циклотроном и ядерным реактором. Наибольший выход изотопа получается при облучении исходного элемента тепловыми нейтронами. В случае получения радиоактивного изотопа с большим периодом полураспада облучение должно быть продолжительным. Количество материала для реакций с нейтронами может быть значительным и соединение облучаемого элемента сколь угодно сложным. [c.219]

Реакция (ё, р) является наиболее часто применяющейся для получения радиоактивных изотопов с помощью циклотрона. [c.220]

Но это дальнейшее оказалось очень далеким. Великая Отечественная война нарушила ход исследований и всех разбросала. В условиях эвакуации нечего было и думать о получении радиоактивных изотопов. Однако сразу после возвраш,ения в Ленинград, как только начал снова работать циклотрон, А. А. Гринберг возобновил работы по изотопному обмену. [c.46]

ПОЛУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ НА ЦИКЛОТРОНЕ [c.9]

Практически важными источниками получения радиоактивных изотопов являются деление ядер урана в ядерном реакторе, ядерные реакции с нейтронами в реакторе или с помощью циклотрона и ядерные реакции с дейтронами в циклотроне. [c.7]

Необходимость использования циклотрона или возможность обойтись менее мощными методами определяется при заданной чувствительности аппаратуры выходом реакции, применяемой для получения радиоактивного изотопа, периодом его полураспада, а также потерями при его получении и использовании. В зависимости от выбранной реакции, большая или меньшая доля вещества становится радиоактивной, но во всех реакциях эта доля очень незначительна по сравнению с общим числом атомов. Поэтому часто пользуются химическими методами обогащения веществ радиоактивными изотопами. Большое влияние на получаемую интенсивность имеет величина константы распада. Активность искусственно-радиоактивных веществ при заданном количестве радиоактивных атомов обратно пропорциональна периодам их полураспадов. Так как физические и химические процессы, которые необходимо проводить в ходе исследования, занимают определенное время, то пользоваться веществами с очень малыми периодами полураспадов нельзя. Практически работают с периодами полураспадов от 10 мин. до 1 года. Кривая вероятности [c.8]

Ионами, пригодными для облучения, являются протоны, дейтоны или а-частицы. Для того, чтобы эти частицы могли проникнуть в ядро и вызвать его превращение, они должны обладать скоростью, достаточной для преодоления со значительной вероятностью сил отталкивания ядра— его потенциального барьера. Высота потенциального барьера сильно растет с увеличением порядкового номера ядра поэтому для получения частиц с достаточными энергиями практически подходит только циклотрон ). В большинстве реакций, приводящих к радиоактивным изотопам, в качестве бомбардирующих частиц используются дейтоны. Так как переделка и юстировка циклотрона, необходимые для перехода с одного типа ускоряемых частиц на другой, сопряжены со значительными трудностями, то почти всегда работают с одним родом частиц, а именно с дейтонами. Поэтому в помещенной ниже табл. 3 из всех реакций, возникающих под действием искусственно ускоренных частиц, приведены только реакции, возникающие при бомбардировке дейтонами. Большинство существующих в настоящее время циклотронов имеет диаметр полюсных наконечников порядка 1 м и напряженность магнитного поля в зазоре между полюсами порядка 13000—15000 гаусс. При таких размерах циклотрона можно получить дейтоны с энергией в 8—10 MeV. Пользуясь дейтонами такой энергии, можно с достаточным выходом получать радиоактивные изотопы до элемента с порядковым номером 53 (иод). Для получения радиоактивных изотопов с большими порядковыми номерами служат почти исключительно реакции с нейтронами, которые, являясь электрически нейтральными, не отталкиваются ядрами. [c.26]

Современные ускорители частиц являются исключительно дорогостоящими сложными техническими установками. Их сооружают для двух целей—для исследований в области ядерной физики и для получения радиоактивных изотопов. Небольшие количе- ява радиоактивных изотопов производятся при помощи циклотронов, начиная с 30-х гг. [c.248]

Для получения больших количеств радиоактивных изотопов наиболее удобно использовать ядерные реакторы. Несмотря на это, циклотроны полностью сохраняют свое значение как установки для получения радиоактивных изотопов. Прежде всего это объясняется тем, что в циклотроне можно осуществить любые ядерные реакции, а в реакторе только реакции с нейтронами. Некоторые изотопы в циклотроне получаются быстрее, другие могут быть созданы только в циклотроне. Однако циклотроны ни в какой степени не конкурируют с ядерными реакторами и не являются их придатком. Исследования ядерных реакций в циклотронах и получение в них некоторых радиоактивных изотопов является самостоятельной областью ядерной техники. [c.248]

ЛИШЬ несколько общих замечаний. Проще всего дело обстоит в том случае, когда целью работы является получение радиоактивного изотопа и не требуется количественных данных об используемой ядерной реакции. Такие задачи чаще всего возникают при работе на циклотронах с фиксированной частотой. В этих условиях возможно или даже желательно применение толстых мишеней, т. е. таких мишеней, в которых поток бомбардирующих частиц теряет большую часть своей энергии. Например, при получении радиоактивного изотопа по (а, и)-реакции под действием ионов Не с начальной энергией 40 Мэв следует установить достаточно толстую мишень, для того чтобы достичь возможно большего выхода продукта, использовав ионы гелия с энергиями вплоть до нескольких Мэв, близкими к порогу (а, и)-реакции. С другой стороны, даже при простом получении радиоактивного изотопа существует возможность возникновения осложнений, которые могут продиктовать необходимость специфических условий облучения. Например, для получения с минимальным количеством примеси КЬ целесообразно облучать Вг не ионами гелия с энергией 40 Мэв, а ионами, энергия которых с помощью поглощающих фольг понижена до порога реакции Вг (а, 2и)КЬ , даже в том случае, если при этом выход основной реакции Вг (а, также понизится. Напротив, используя пучок [c.386]

Кроме того, в качестве излучений высокой энергии можно использовать протоны, дейтоны, а-частицы, ускоренные в специальных ускорителях (циклотрон, генератор Ван-де-Граафа). Пучки быстрых электронов можно получать, используя линейные ускорители, бетатроны или радиоактивные изотопы некоторых элементов (например, " Зг, Сз и др.). Источником квантов больших энергий, кроме уже указанных искусственно получаемых радиоактивных элементов, могут служить мощные рентгеновские трубки для получения у-излучений можно также использовать торможение быстрых электронов, полученных в ускорителях (бетатроне, линейном ускорителе электронов, генераторе Ван-де-Граафа). Источниками нейтронов, кроме атомных реакторов, могут быть радио-бериллиевые и полоний-берил-лиевые источники или специальные ускорители нейтронов. [c.258]

Искусственная радиоактивность. Бомбардировкой ядрами или элементарными частицами можно превратить устойчивые атомы в радиоактивные. На ранней стадии изучения ядерных реакций единственным источником бомбардирующих ядер служил поток а-частиц, получающийся в результате распада естественных радиоактивных элементов. С развитием ускорительной техники (циклотронов, синхрофазотронов и др.) появились широкие возможности для получения искусственных радиоактивных изотопов. В настоящее время в ряде стран, в том числе и в СССР, существует разви- [c.46]

С успешным созданием генераторов частиц большой энергии, таких, как циклотрон, линейные ускорители и ядерные реакторы (см. разд. 24.7), осуществилась мечта алхимиков о превращении простых металлов в благородные. Специалисты по ядерной химии, годами занимавшиеся естественной радиоактивностью изотопов, в последнее время обрели возможность получения неустойчивых изотопов практически всех элементов, и это открыло совершенно новые области исследований. [c.431]

Во-первых, с помощью облучения на циклотроне удается выделить ряд важных радиоактивных изотопов, получение которых реакторе не представляется возможным Мп , Аз и др.). [c.30]

Во-вторых, в результате ядерных реа кций, вызываемых заряженными частицами, образуются изотопы новых элементов, отделение которых от элемента мишени возможно химическими методами без применения носителя. Бомбардировка быстры.ми ионами на циклотроне является почти единственным способом получения многих радиоактивных изотопов в виде препаратов с предельно высокой удельной активностью. [c.30]

Однако широкого распространения метод радиоактивных индикаторов не получил из-за ограниченных возможностей выбора изотопов и вследствие отсутствия соответствующих источников естественных радиоактивных изотопов. Это препятствие было снято благодаря открытию искусственной радиоактивности супругами И. и Ф. Жолио-Кюри, осуществлением получения многих радиоактивных изотопов по ядерным реакциям на циклотронах и, наконец, открытием деления тяжелых ядер. [c.12]

Введение. После завершения работ по проблеме разделения изотопов урана началась фаза новых исследований — разделение стабильных изотопов. Центробежная технология, которая с успехом использовалась для разделения изотопов урана, оказалась вполне пригодной и для этих целей. Изотопному разделению подверглась целая серия элементов (около 20). Для каждого из них необходимо было синтезировать соединение, которое имело бы упругость пара не менее 5 мм Hg при обычной температуре. Среди этих соединений главенствуют фториды элементов в высших степенях окисления, а также синтезированы другие соединения таких элементов как N1, 2г, С , 5п, Сс1 и т.д., фториды которых не отвечают вышеуказанному требованию. После изотопного разделения этих соединений и получения изотопов необходимого обогащения, как правило, возникает задача получения изотопов в нелетучей устойчивой форме. Получаемые стабильные изотопы служат также исходным материалом для производства ряда радиоактивных изотопов, получаемых путём облучения первых из них на ядерных реакторах или в циклотронах. Ниже представлены результаты исследования по осуществлению этих операций, связанных с выполнением нетривиальных химических задач, которые осложняются тем, что изотопные вещества дороги, и их потери не допустимы. [c.223]

Способы получения искусственных радиоактивных изотопов в реакциях заряженных частиц и нейтронов с веществом мишени, осуществляемых на ускорителях и в ядерных реакторах, дополняя друг друга, дают возможность получать различные по ядерно-физическим свойствам изотопы одного и того же элемента. А такие широко используемые источники получения PH как радионуклидные генераторы делают доступными продукты распада материнских изотопов для применения их, в принципе, в любое время, что особенно важно в случае короткоживущих дочерних PH. Ниже приведён перечень некоторых циклотронных, реакторных и генераторных (подчёркнуты чертой) PH, которые в той или иной степени находят применение в ядерной медицине. [c.329]

Во-первых, с помощью облучения на циклотроне удается получить в заметных по масштабу активности количествах ряд важных радиоактивных изотопов, получение которых в реакторе пока невозможно (F , Na 2, V , Mn , Ga , As , Y , d os, W и др.). Отметим, что изотопы образуются при этом с большой удельной активностью. По типу излучения среди указанных циклотронных изотопов преобладают изотопы с дефицитом нейтронов, распадающиеся путем захвата орбитальных электронов и р+-распада. Напротив, ядра изотопов, получаемых в реакторе, имеют избыток нейтронов и распадаются чаще всего путем р- распада. [c.714]

Как видно из этого примера, побочные реакции с активируемым элементом мишени, вместе с основной реакцией получения требуемого изотопа, приводят к одновременному образованию радиоактивных изотопов элемента мишени и двух соседних элементов. Для уменьшения выходов побочных реакций иногда целесообразно производить бомбардировку частицами с пониженной энергией. Уменьшить энергию на несколько мегаэлектронвольт можно, приблизив мишень к центру циклотронной камеры. В более широком диапазоне энергий это можно сделать путем помещения на пути пучка перед мишенью металлической (чаще всего медной) пластинки. [c.722]

Получение потоков заряженных частиц осуществляется в различного типа ускорителях. При этом с помощью ускорителей могут быть осуществлены самые разнообразные ядерные реакции и получены радиоактивные изотопы большинства химических элементов. Все реакции с заряженными частицами являются пороговыми. Сечение реакций является функцией энергии частиц. В циклотроне в качестве бомбардирующих частиц используют а-частицы, протоны, дейтроны, в специальных циклотронах — ионы более тяжелых элементов с, Ю, и др. В зависимости от рода бомбардирующих частиц и их энергии могут протекать реакции а, п а,р-, р,щ р,а с1,п й,р й,а С,Хп и т. п. В результате действия дейтронов на литиевую или бериллиевую мишень в циклотроне получают потоки быстрых нейтронов, которые вызывают реакции п, р п, а и п, 2п. В бетатроне в результате торможения потока быстрых электронов образуется поток фотонов высокой энергии, под действием которых может протекать реакция у, [c.241]

Если радиоактивный изотоп получают облучением мишени частицами, полученными на ускорителе (циклотроне, синхротроне и т. п.), и мишень имеет толщину много меньше величины пробега частиц в облучаемом веществе, то для вычисления выхода радиоактивного изотопа можно воспользоваться формулами (8.1) и [c.224]

Источники излучений, применяемые в радиационной химии, можно разделить на две группы радиоактивные изотопы (естественные и искусственные) и ускорители. Первая группа включает такие классические излучатели, как радий и радон, а также позже открытые кобальт-60, цезий-137 и стронций-90. Наиболее ранние и распространенные установки второй группы — это хорошо известные трубки для получения рентгеновских лучей, разработанные в современном виде Кулиджем в 1913 г. К этой же группе примыкают ускоритель Ван де Граафа, бетатрон, циклотрон и другие типы ускорителей. Ядерный реактор с некоторыми оговорками можно отнести к первой группе. [c.14]

Жизнь другого радиоизотопа — бериллия-7 значительно короче период его полураспада равен всего 53 дням. Поэтому не удивительно, что количество его на Земле измеряется граммами. Изотоп Ве может быть получен и в циклотроне, но это дорого обойдется. Поэтому широкого применения этот изотоп не получил. Его используют иногда для прогнозирования погоды. Он выполняет роль своеобразной метки воздушных слоев наблюдая изменение концентрации Ве, можно определить промежуток времени от начала движения воздушных масс. Еще реже применяют Ве в других исследованиях химики — в качестве радиоактивного индикатора, биологи — для изучения возможностей борьбы с токсичностью самого бериллия. [c.66]

Ядра атомов дейтерия — дейтроны применяют в качестве атомных снарядов для бомбардировки тяжелых мишеней при получении радиоактивных изотопов на циклотронах. Дейтерий применяют также в виде дейтерозаме-щенных химических соединений при спектроскопических исследованиях для расшифровки колебательных спектров молекул. Тритий можно использовать для определения примесей при очень низком их содержании в различных продуктах, например серы в керосине для измерения толщин очень тонких поверхностных пленок, например хромо-никелевых или других покрытий для определения проникновения воды в герметически закрытые сосуды. С помощью трития можно получать очень устойчивые связующие составы. [c.562]

Другие источники бомбардирующих частиц и Y-квaнтoв. Для получения радиоактивных изотопов, кроме ядерных реакторов, находят применение и другие источники бомбардирующих частиц и у-квантов, работа которых основана на протекании различных ядерных реакций. Мощные потоки заряженных частиц получают с помощью ускорителей (электростатических, линейных, а также циклотронов и др.), в которых заряженные частицы ускоряются под действием постоянных или переменных электрических полей. [c.67]

Циклотрон можно использовать также для получения потока нейтронов из бериллия. С этой целью берил-лиевые мишени бомбардируют ускоренными дейтронами при этой реакции выделяются нейтроны и образуется бор. Чтобы получить поток нейтронов такой же мощности, какую обеспечивает циклотрон, нужно было бы бомбардировать бериллий а-частицами, получаемыми примерно из 40 кг радия. Наряду с циклотроном существуют и другие устройства подобного типа, например бетатрон и синхротрон, которые также успешно применяются для получения радиоактивных изотопов. Наиболее современным и весьма мощным ускорителем частиц является циклотрон, изображенный на рис. 41. В 1960 году в Брукхевенской лаборатории был пущен синхротрон со знакопеременным градиентом, обладающий мощностью 30 миллиардов электронвольт. [c.49]

Ряд работ посвящен выделению кадмия в радиоактивно чистом состоянии путем многократного осаждения сульфидом [218], ионообменному разделению радиоактивных изотопов кадмия и других элементов [105], разделению d и Zn на бумажных хроматограммах [128J, получению d без носителя из циклотронных мишеней (четкое разделение d и Zn достигнуто при их соотношении от 30000 1 до 1 1000) [744]. Радиоактивный изотоп i d выпускается нашей промышленностью в виде раствора его солей — d (N03)2 и dGl 2 — с удельной активностью 1—10 мкюри г или мкюри мл. [c.139]

Потоки очень быстрых нейтронов, получаемые с помощью циклотрона, дают возможность получать искусственные изотопы и других элементов. Обычно процесс протекает в этом случае по следующей схеме нейтрон поглощается ядром атома с образованием изотопа, обладающего массой, на единицу большей этот вновь образовавшийся изотоп претерпевает с гой или иной скоростью дальнейшее превращение, боль1цей частью с выделением -лучей. Так получается, например, искусственный радиоактивный изотоп натрия цМа , период полураспада которого т = 14,8 часа. -Общее число радиоактивных изотопов, искусственно полученных в настоящее время, достигает 600 и возрастает с каждым годом (общее число изотопов, встречающихся в природных условиях, для всех элементов составляет примерно 280). [c.416]

В 1934 г. Фредерик Жолио-Кюри и Ирен Кюри открыли явление искусственной радиоактивности, возбуждая ядра устойчивых атомов ударом а-частиц с высокой энергией. При этом устойчивое ядро переходило в неустойчивый радиоактивный изотоп другого элемента, который и подвергался распаду (обычно и р -распад). Создание в 1932 г. Лауренсбм циклотрона — прибора, позволяющего ускорять в электрических и магнитных полях положительно заряженные частицы ( Не В) до высоких энергий Мэе), открыло широкие возможности для изучения ядерных реакций. С помощью этого прибора был получен поток нейтронов при облучении пластинки Ве ядрами тяжелого водорода ( бериллиевые лучи ). [c.59]

ЛОУРЕНСИЙ (Lw) — искусственно полученный радиоактивный химич. элемент, замыкающий семейство актинидов п. н. 103. Назван в честь изобретателя циклотрона Э. Лоуренса (Е. Lawren e). Синтезирован в 1961 А. Гиорсо, Т. Сиккеландом, А. Ларшем и Р. Латтимером в виде изотопа Lw (а-активен, энергия а-частиц 8,6 Мэв, ТЧц 8 сек) при бомбардировке смеси изотопов калифорния многозарядными ионами бора, в реакции типа f (В, неск. п) Lw. Идентифицирован чисто физич. методами, без исследования химич. свойств. в. И. Гольданский. [c.497]

Неудачные попытки ученых обнаружить технеций в земной коре объясняются отсутствием этого элемента в природе, что связано с наличием у технеция лишь радиоактивных изотопов, периоды полураспада которых намного меньше возраста Земли. Лишь с развитием ядерной физики и радиохимии были созданы условия для открытия и получения технеция. Синтез его впервые осуществлен в 1937 г. при бомбардировке молибдена дейтронами на циклотроне Калифорнийского университета (США) по реакции 4аМо й, п)4зТс +1 [278]. Из облученного молибдена итальянские ученые Сегре и Перрье выделили невесомые (около 10 г) количества элемента, химические свойства которого оказались подобны свойствам рения [279, 280]. Новому элементу было дано название технеций [281]. Позже были предложены другие ядерные реакции, приводящие к образованию различных изотопов этого элемента. В настоящее время в ядерных реакторах получают технеций в килограммовых количествах [260]. При работе ядерного реактора вместе с другими продуктами деления образуется один из наиболее долгоживующих изотопов технеция — Тс , выход которого при делении на тепловых нейтронах равен приблизительно 6,2%. [c.7]

Бомбардировка элементов быстрыми, частицами и получение изотопов является сло1жным техническим процессом, Имеется много методов для осуществления таких бомбардировок. Одним из наиболее важных является применение циклотрона. Циклотрон представляет собой аппарат, устроенный таким образом, что ионы протоны или дейтроны) движутся в переменном электрическом поле между двумя полукруглыми полыми электродами (дуантами) при импульсе напряжения в 50 ООО вольт при каждом прохождении между дуантами (всего 50— 100 раз) ионы испытывают ускорение, в результате чего траектория ионов имеет вид плоской спирали возрастающего радиуса, а максимальное напряжение достигает нескольких миллионов вольт. После ускорения в таком силовом поле ионы фокусируются на бомбардируемом элементе. Радиоактивные изотопы многих атомов получаются также при делении ядер тяжелых атомов (урана 238, тория 233, плутония 239 и др.). [c.18]