Получение радиоактивных изотопов реакцией деления

На управляемых реакциях деления ядер (урана, плутония) основано действие ядерных реакторов. Расщепление ядер в атомных реакторах используется для производства энергии, получения трансурановых элементов, радиоактивных изотопов других элементов и и др. [c.661]

Получение радиоактивных изотопов реакцией деления [c.32]

Реакции этого типа приводят к получению радиоактивных изотопов с носителями, т.,е. получаемые препараты содержат как радиоактивные, так и стабильные ядра какого-либо элемента. Одной из наиболее широко используемых для получения радиоактивных изотопов реакций этого типа является реакция п, ), которая особенно эффективно протекает на нейтронах с энергией 0,025 эв. Такие нейтроны называют тепловыми, так как при комнатной температуре они находятся в энергетическом равновесии с молекулами и атомами среды. Под действием тепловых нейтронов может происходить также деление тяжелых ядер подробнее этот процесс рассмотрен в конце главы. [c.64]

Извлечение рубидия и цезия из радиоактивных отходов. В связи с развитием ядерной энергетики переработка радиоактивных отходов энергетических реакторов превратилась в серьезную проблему. Появилось много исследований по выделению ряда элементов из растворов низких концентраций, что объясняется как необходимостью очистки сточных вод от продуктов деления перед сбросом, так и самостоятельным интересом к получению некоторых соединений и препаратов. Примером может служить получение у-источников, главным образом на основе s-137, которые используются в различных отраслях народного хозяйства [10]. Среди радиоактивных отходов s-137 — долгоживущий радиоактивный изотоп — занимает особое место. Он выделяется при реакции деления в относительно большом количестве и определяет активность продуктов деления после длительного периода их охлаждения . Поэтому выделение цезия (и стронция) из радиоактивных отходов — решающий вопрос для безопасности длительного хранения отходов. Селективное выделение рубидия из радиоактивных растворов представляет практический интерес из-за стабильности его изотопов - [c.131]

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]

Одним из основных методов получения радиоактивных изотопов является реакция деления, которая происходит при воздействии нейтронов и заряженных частиц на некоторые тяжелые [c.32]

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]

Как известно, при действии нейтронного облучения в реакторе могут иметь место следующие ядерные процессы простой радиационный захват п, 7) радиационный захват с последующим р-распадом полученного промежуточного короткоживущего изотопа и образованием радиоактивного изотопа элемента, соседнего с облучаемым элементом мишени реакции с изменением атомного номера ядра, неспособного к делению [( , р) и (л, а)]. [c.670]

Радиоактивные изотопы образуются при радиоактивном распаде, в результате ядерных реакций и при делении ядер, т. е. в результате ядерных превращений. В случае ядерных реакций процесс получения атомов радиоактивного изотопа идет через образование так называемого промежуточного ядра. Исключение составляют реакции, протекающие с быстрыми частицами, энергия которых во много раз превышает энергию связи нуклонов в ядре атома (более 30—50 Мэв). [c.142]

Способы получения искусственных радиоактивных изотопов весьма разнообразны синтез в результате различных ядерных реакций, в которых бомбардирующими снарядами служат нейтроны, протоны, дейтроны или а-частицы, а мишенями — индивидуальные лантаноиды или их смеси. В значительном количестве изотопы редкоземельных элементов образуются при делении медленными нейтронами. Поэтому ядерные реакторы можно рассматривать как своеобразные фабрики изотопов лантаноидов. [c.140]

Приводится только одна из двух параллельных реакций, например обозначение (п, 7), что указывает на то, что получение изотопа происходит также по й, р) реакции, а (й, 2п) означает, что происходит также (р, п) реакция. Слово естественный указывает на существование данного радиоактивного изотопа в природе. Для изотопов с очень большим периодом полураспада в скобках приводится процентное содержание в естественной смеси изотопов. Слово деление означает, что радиоактивный изотоп получается в результате деления, обычно деления под действием медленных нейтронов. [c.506]

В результате ядерной цепной реакции деления урана или плутония в реакторах устанавливается постоянный поток нейтронов. В то время как нейтроны и энергия, освобождаемые при каждом расщеплении атома, используются или для производства электро-и тепловой энергии, или для создания плутония, или для осуществления иных ядерных реакций, осколки деления накапливаются в виде отходов. По мере своего накопления осколки деления поглощают нейтроны и уменьшают число делящихся атомов, тем самым отравляя реактор. По этой причине тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) периодически извлекают из реактора и оставшееся в нем ядерное топливо очищают от осколков до первоначальной степени чистоты. Удаляемые таким образом продукты деления являются совокупностью элементов, относящихся к середине периодической таблицы. Большинство из них — радиоактивные изотопы, которые, испуская р- и у-радиацию, превращаются в стабильные элементы. Многие изотопы имеют очень короткие периоды полураспада. Ряд изотопов распадается наполовину примерно за год. В настоящее время возможно получение ТВЭЛ, в которых ядерное топливо используется до такой степени, когда уже экономически невыгодно вновь восстанавливать и выделять делящиеся вещества. Продукты деления в таком случае можно было бы оставлять в оболочке и, применяя довольно простую технику перемещения отработанных элементов из зоны реакции, использовать их еще раз как источники радиации очень высокой активности. Применение таких отработанных элементов в промышленности помогло бы разрешению проблемы удаления и использования радиоактивных отходов. [c.92]

Последние два десятилетия характеризуются крупными успехами в развитии ядерной физики и прежде всего осуществлением управляемой цепной реакции деления ядер атомов тяжелых элементов, Создание ядерного реактора и усовершенствование техники ускорения заряженных частиц открыли широкие возможности для получения искусственных радиоактивных изотопов, которые находят все большее применение в химии, медицине, биологии, технике и промышленности. Если сначала радиоактивные изотопы использовались в основном в качестве индикаторов или источников излучения, то сейчас они превращаются в доступное средство контроля различных технологических процессов и управления этими процессами. [c.6]

После отделения физическим или химическим способом мишени от подкладки мы получаем образец в количестве, вполне допускающем его применение к исследованию больших и средних систем. При этом способе получения радиоактивных образцов обогащение в 100—1000 раз выгодно или даже необходимо только при работе с очень малыми системами. В случае же приготовления радиоактивных изотопов с помощью реакций (п, р), (п, а), (п, Y) и (п, 2 п) или с помощью деления урана необходимо обогащение в 10 —10 раз. Причиной этого является то обстоятельство, что при облучении нейтронами из-за их большого [c.30]

Реакции на нейтронах широко применяют для получения разнообразных искусственных радиоактивных изотопов. Особое значение имеет рассматриваемое ниже деление ядер под действием нейтронов. [c.167]

При работе ядерного реактора испускаемые в первом акте деления нейтроны замедляются до малых энергий, вызывают новые акты деления и новое размножение нейтронов таким образом, идёт цепная реакция деления При этом непрерывно образуются различные осколки деления— устойчивые и главным образом радиоактивные изотопы многих ядер, расположенных в середине периодической системы. Поэтому ядерные реакторы являются наиболее мощным средством получения большого числа радиоактивных изотопов. [c.61]

Совершенно очевидно, что при изучении метаболических путей с помощью радиоактивной метки необходимо соблюдать определенные условия опыта и учитывать возможные ограничения этого метода. В процессе равновесно и непрерывно действующих метаболических превращений концентрации и количества различных биохимических промежуточных соединений достигают постоянных величин. Пул определенного метаболита достигает постоянного размера, когда между скоростью образования и убыли этого метаболита устанавливается равновесие, т. е. когда в системе устанавливается стационарное состояние. Так осуществляется регуляция метаболических путей у микробов, когда деление клеток протекает с постоянной скоростью при неизменяющейся внешней среде. В этих условиях радиоактивность начнет включаться в первый метаболит, удельная радиоактивность этого метаболита будет повышаться, пока не сравняется с удельной радиоактивностью источника изотопа, вводимого в клетки. Тем временем изотоп начнет включаться в следующий метаболит, и там быстро установится та же удельная радиоактивность, хотя количество включенной радиоактивности, как и в первом случае, будет зависеть от величины пула этого метаболита. Таким образом, определяя радиоактивность, можно выяснить последовательность реакций, но только в том случае, если равновесные концентрации метаболитов остаются постоянными. Ясно также, что в ходе данной последовательности реакций может происходить образование какого-то промежуточного продукта, кинетика образования и распада которого будут таковыми, что его пул будет очень незначительным. Тогда радиоактивность пула может оказаться настолько незначительной, что это соединение будет невозможно идентифицировать на хроматограмме. С другой стороны, не исключено, что меченое соединение, не являющееся членом рассматриваемой последовательности реакций, будет быстро образовываться из какого-нибудь промежуточного соединения. Так, щавелевоуксусная кислота может быть настоящим промежуточным соединением, а при радиоавтографии все-таки будет обнаруживаться аспарагиновая кислота. Этот может произойти в результате быстрого обмена углеродными скелетами между щавелевоуксусной и аспарагиновой кислотами, если пул последней будет значительно выше. Данные о существовании определенного метаболического процесса, полученные с помощью изо- [c.37]

Если при захвате тяжелым ядром нейтрона не происходит деления ядра, то наблюдается радиоактивный распад, который приводит к стабилизации и образованию новых элементов. Таким путем был получен ряд новых элементов, отнесенных к семейству актиноидов. Например, в реакции п, у) из образуются изотопы новых [c.67]

Иавестны три основных пути получения радиоактивных изотопов переработка руд урана и тория, в которых в результате радиоактивного распада и Th образуются радиоактивные изотопы элементов с порядковыми номерами от 81 до 91 проведение ядерных реакций на различного рода установках с последующим извлечением изотопов из облученных мищеней извлечение изотопов из продуктов деления урана. Кроме того, в природе содержится ряд долгоживущих радиоактивных изотопов химических элементов, способы отделения которых не разработаны. [c.199]

Ядерные реакции. Общие положения (75). Источники заряженных частиц и нейтронов (79). Классификация ядерных реакций (81 ). Ре акции деления ядер тяжелых элементов (86). Ядерные реакторы (88) Состоиние радиоактивных изотопов в ультрамалых концентрациях (91) Методы выделения и концентрирования радиоактивных изотопов (93) Реакции отдачи. Химия горячих атомов (100), Получение новых химических Элементов (102). [c.238]

Эта реакция используется в ядерных реакторах для получения вторичного топлива, поскольку ядра Ри делятся тепловыми нейтронами, а также для получения оружейного плутония, применяемого в атомных и термоядерных бомбах. Дальнейшая активация Ри нейтронами реактора приводит к получению тяжелых изотопов плутония ( " Ри, Ри, Ри) и еще более тяжелых атомных ядер изотопов амершщя, кюрия и др. Активность актиноидов, накапливающихся в реакторе за время кампании, составляет примерно 25 % от суммарной активности продуктов деления. Активация нейтронами стабильного изотопа Сз, образующегося при делении с выходом 6,6 %, приводит к накоплеьшю радиоактивного (2,062 г.). Поскольку накапливается в реакторе при активации, а при ядерных взрывах он не образуется, то отношение активностей С8 в пробах, взятых из атмосферного воздуха, грунта или водной среды, является важным тестом для определения источника выброса радиоактивных веществ — аварии ядерного реактора или взрыва ядерного устройства. Во время работы реактора за счет активации нейтронами конструкционных материалов накапливаются и другие не менее важные радионуклиды Ре (2,7 г.) и Со (5,27 г.). [c.158]

ЭманационнУй метод был также использован для изучения радиоактивных изотопов благородных газов, образующихся при реакции деления. С этой целью О. Хан и Ф. Штрассман [3] приготовляли осадки ураната аммония и гидроокиси тория с сильно развитой поверхностью. Возникающие при облучении этих препаратов нейтронами газообразные продукты деления — ксенон, криптон — эманировали в воздух и продукты их распада — цезий и рубидий — осаждались на отрицательно заряженную пластинку из кадмия. Полученный таким образом активный осадок нетрудно перевести в раствор и подвергнуть радиохимическому анализу. Исследователям удалось выделить изотопы цезия в форме кремневольфрамата цезия Сз851Ш12042 через 1,2—1,4 мин. по окончании облучения. Измерение активности изотопов рубидия, осажденного в виде хлоростанната рубидия, начиналось через 1,6—1,8 мин. после прекращения облучения. О. Хану и Ф. Штрассману удалось таким образом обнаружить новые короткоживущие изотопы цезия (Г / 40 сек.) и рубидия (Т /г 80 сек.). [c.770]

Основными источниками получения этого изотопа являются распад радиоактивного и извлечение из продуктов деления урана. При распаде Zr s только незначительная часть атомов переходит в возбужденный изомер ниобия, поэтому на практике имеют дело с 38,7-дневным изомером Nb . Этот изомер также может быть получен при бомбардировке циркония дейтронами и протонами [реакции (d, п) и (р, у)] и молибдена дейтронами [реакция (й, а)]. Выход по реакции Мо [d, а) при использовании дейтронов с энергией 14 Мэв составляет 50 микрокюри на 1000 микроамперчасов. Этот изотоп ниобия имеет мягкое -излучение и спектр у-фотонов. Отде.иение его от циркония уже было рассмотрено. [c.272]

Третий этан развития Р. начался в 1934, когда Ирен и Фредерик Жолио-Кюри впервые получили искусственные радиоактивные изотопы. Это открытие чрезвычайно расширило число элементов, доступных исследованию радиохимич. методами, распространив область их применимости на радиоактивные изотопы практически всех известных химич. элементов. Широкое нрименение нашел метод радиоактивиых индикаторов, предложенный ранее Г. Хевеши и Ф. Панетом (1926). Возникла новая область Р.— изучение продуктов ядерных реакций и химич. последствий радиоактивных превращений. Четвертый этап может быть назван этаном технологии искусственных изотопов. Его начало относится к 1944, когда в промышленном масштабе была осуществлена цепная реакция деления, открытая ранее радиохимиками О. Ганом и Ф. Штрассманом (1939). Радиохимич. методы позволили изучить ядерные реакции, происходящие в реакторе, и разработать методы концентрирования и получения в чистом виде многих продуктов облучения ядерного горючего, в частности трансурановых элементов. В ряде стран — США, СССР, Англии, Франции—были разработаны методы промышленного радиохимич. произ-ва искусственных радиоактивных изотопов, в т. ч. наиболее важного из них — изотона плутония с массовым числом 239. Путем облучения в реакторах стали получать радиоактивные изотопы многих элементов — тритий, кобальт-60 и пр. Большие перспективы открылись перед хемоядерным синтезом — методом непосредственного химич. воздействия ядерных частиц и осколков деления на вещество. [c.245]

Трансурановые элементы. Ряд радиоактивных изотопов был обнаружен Ферми и его сотрудниками в Риме в первых работах по облучению урана медленными нейтронами. В течение последующих лет было найдено еще множество радиоактивных изотопов, большинство из которых в то время считали изотопами трансурановых элементов. Такое заключение было основано на том, что эти продукты распадались путем ряда последовательных процессов испускания Р -частиц, приводящих к образованию элементов с более высокими 2. Кроме того, было показано, что по химическим свойствам эти соединения отличаются от всех известных элементов, расположенных в периодической системе вблизи урана. Ответ на этот вопрос был получен благодаря открытию Хана и Штрассмана, показавших, что данные изотопы принадлежат элементам, значительно более легким, чем уран таким образом, было доказано, что при облучении урана нейтронами происходит расщепление его ядер. При дальнейшем исследовании процессов деления и возникающих при этом продуктов Макмиллан и Абельсон [30] показали, что один из радиоактивных изотопов, характеризующийся периодом полураспада 2,3 дня, не является продуктом деления. Этот изотоп представляет собой дочерний продукт 23-минутного р-излучателя образующегося по реакции и (ге, у)и . Макмиллан и Абельсон разработали методику отделения микроколичеств элемента номер 93 от [c.219]

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]

Особенно большое значение приобрела реакция деления ядра изотопа урана 235 под действием нейтронов. При этой реакции образуется непрерывный ряд оадиоактивных изотопов от ZnH до Ей I . Большинство полученных при этом изотопов имеет избыток нейтронов и при 5-распаде переходит в другие радиоактивные изотопы. Наиболее важными долгоживущими изотопами являются Sr 3, Ba o и др. [c.539]

Осуществление цепной ядерной реакции в так называемых урановых котлах открыло совэршэнно новые возможности получения значительных количеств искусственно-радиоактивных элементов, Прежде всего, при реакции деления ядер в уране образуются радиоактивные атомы, дающие целую последовательность радиоактивных изотопов. Среди них имеются радиоактивные вещества со значительными периодами распада, которые могут быть выделены из урана химическими средствами. Помимо этого, урановый котел является мощным источником нейтронов, которые также могут быть использованы для получения искусственнорадиоактивных веществ. Ниже приводятся недавно опубликованные Риденауром и Лаусоном ) таблицы, содержащие данные о веществах и их количествах, которые получаются обоими этими методами с помощью уранового котла. [c.96]

Из изотопных источников излучений наиболее широкое применение в качестве источника у-излучения получил Со , приготовляемый в ядерном реакторе по реакции Со (п, y) Со . Используется такжо slз выделяемый из продуктов деления (осколков) тяжелых ядер. Важной проблемой является использование у- и Р-излучений смеси осколков в виде концентратов , получающихся после химич. переработки тепловыделяющих элементов ядерного реактора (ТВЭЛ). Эффективность этих И. я. и. определяется временем, прошедшим от момента остановки реактора до их использования в радиационном аппарате, и возможностью получения концентратов с необходимой уд. активностью. При использовании изотопных источников у-излучения (в частности, Со ) с большой уд. активностью удается создать мощности поглощенных доз до 10 —10 рад сек. В качестве источников р-излучения применяют Sr , выделяемый из продуктов деления урана и прорращающийся в дочернин радиоактивный изотоп Y , также являющийся Р-излучателем Р , приготовляемый в ядерном реакторе но реакции Р (п, у)Р , и др. В качестве источников а-излучения используются Rn, Po i . Изотопные источники применяются в установках, предназначенных для облучения разнообразных объектов (универсальные установки), или в специализированных аппаратах, предназначенных для проведения определенных радиационно-химич. процессов. Преимущества изотопных источников излучений состоят в их простоте и безотказности в эксплуатации время действия практически определяется периодом полураспада изотопа. [c.168]

Уран и, торий ТЬ и протактиний Ра содержатся в земной коре. Остальные актиноиды в природе не встречаются (за исключением ничтожных количеств нептуния и плутония) и были получены в 1940—1961 гг. искусственным путем с помощью ядерных реакций (см. с. 663). Все актиноиды радиоактивны. При этом чем тяжелее ядро, тем более заметной становится роль спонтанного деления ядер. Если период полураспада при спонтанном делении урана составляет примерно 10 лет, то для плутония он равен 10 годам, для кюрия — 10 годам, для калифорния — порядка 1 года, для фермия — нескольким часам. Для наиболее устойчивого изотопа нобелия Мо 1500 с. В настоящее время возможности получения ддМр и д Ри исчисляются в килограммах двЛт и эеСт — в десятках граммов, 9,Вк и ввС — в миллиграммах, адЕз — в микрограммах остальные актиноиды — лишь в штуках атомов. В соответствии с этим [c.647]