Свойства изотопов и области их применения

Несмотря на исключительно многообразные возможности применения редких металлов и их сплавов, выделим здесь лишь некоторые основные области их применения. Это прежде всего ядерная техника, где необходимы такие металлы, как бериллий, ниобий и цирконий и др., в качестве материалов оболочки ядерного горючего в различных типах реакторов. Эти металлы отличаются малым сечением захвата тепловых нейтронов, высокой твердостью при рабочих температурах, хорошей теплопроводностью, устойчивостью к коррозии и т. д. Галлий и литий предложены, кроме того, в качестве рабочих жидкостей [последний— при условии его отделения от изотопа зЫ почему ) ]. Благодаря свойству значительно поглош,ать нейтроны гафний индий и европий используют для изготовления регулирующих стержней. Значительное количество редких металлов потребляет производство стали. Наряду с чистыми легирующими компонентами (например, Мо, V, , V) ряд редких и др. металлов используется в качестве раскислителей (например, редкоземельные элементы, кремний). Для современной авиационной промышленности и космической техники необходимы жаростой- [c.589]

Расскажите о сходстве и различии свойств изотопов одного и Того же элемента. Назовите области применения нескольких изотопов. [c.407]

Разделенные изотопы также находят применение в спектроскопии и в физике твердого тела [1169]. Разницы в массах изотопов вызывают колебательные и вращательные изотопные эффекты в молекулярных спектрах. Разнообразные интересные спектроскопические эффекты вызваны разницей в значениях ядерного спина, магнитного момента и электрического квадрупольного момента для различных изотопов. Изучение этих эффектов очень трудно и иногда невозможно без наличия образцов, сильно обогащенных определенным изотопом. Исследование изотопных сдвигов в оптических спектрах атомов [670, 1170, 1847] дает возможность получить информацию о распределении заряда в ядрах различных изотопов и, следовательно, о размере, форме и структуре ядра. Многие из объемных свойств твердых тел зависят от масс атомов, и хотя эти эффекты малы и трудноопределимы, они изучались при рассмотрении электрической проводимости, температуры плавления, удельного объема, удельной теплоемкости и термоэлектродвижущей силы [1346]. Исследование в области сверхпроводимости показало, что критическая температура обратно пропорциональна атомной массе [ИЗО]. Методом дифракции рентгеновских лучей было рассмотрено различие кристаллических решеток LiF и LiF. Оказалось, что решетка LiF меньше на коэффициент 1,0002. Образцы разделенных изотопов нашли применение в качестве источников излучения. Они могут быть использованы для получения монохроматического излучения и, таким образом, пригодны в качестве эталонов длин волн и точного измерения длины. [c.462]

Поскольку по химическим и кристаллографическим свойствам соединения циркония и гафния чрезвычайно близки между собой, проблема их разделения является одной из сложнейших в неорганической химии и по трудности приближается к проблеме разделения изотопов. Долгое время поискам эффективных способов разделения не уделялось должного внимания, однако с нахождением новых областей применения циркония и гафния и их соединений в новой технике возрос интерес к химии этих элементов и усилились поиски более рациональных методов их разделения. В настоящее время предложено свыше 40 методов, которые можно объединить в следующие группы дробная кристаллизация солей циркония и гафния дробное осаждение различных соединений [c.29]

Изучение строения атомных ядер, радиоактивности и искусственное приготовление радиоактивных изотопов нашло применение в различных областях науки и техники, а-, р -, р+-, -излучение и выделение свободных нейтронов прежде всего оказывают сильнейшее биологическое воздействие на живые организмы, и использование различных ядерных процессов должно производиться в соответствующих условиях и с применением надежной защиты. Мощные дозы излучения существенно влияют на свойства конструкционных материалов и металлов и, как правило, понижая их пластические свойства, делают их хрупкими. Поглощение Р -, и 7-излучения создает микродефекты в кристаллах (ближние и дальние пары вакансия и атом в междоузлии), нарушает связи в неметаллических материалах. Металлы, обладающие меньшим поперечным сечением захвата (а), в меньшей степени подвергаются воздействию излучения и могут быть использованы для изготовления деталей и узлов ядерных реакторов. Такими являются металлы V, N6, Т1, 2г и др. [c.66]

С момента открытия явления изотопии в начале нашего века свойства изотопов и вытекающие из них богатые потенциальные возможности разнообразных применений привлекли к себе внимание многих исследователей. Ещё в 1913 году венгерским радиохимиком Д. Хевеши и немецким химиком Ф. Панетом было предложено использовать вещества, имеющие отличный от природного изотопный состав, в качестве метки при исследовании различных процессов. С тех пор области применения изотопов и их соединений неизмеримо расширились и углубились, но до сих пор проведение анализов остаётся, пожалуй, одной из главных сфер их использования. Так, многочисленные эксперименты показали, что с помощью радиоактивных изотопов удаётся обнаруживать буквально отдельные атомы. Чувствительность традиционных химических методов детектирования в миллионы и миллионы раз ниже. Стабильные изотопы также могут обнаруживаться с очень высокой чувствительностью, хотя и не с такой большой, как радиоактивные. [c.11]

Теория атомного ядра, на которой базируется описание ядерных свойств изотопов, представляет собой едва ли не самую обширную область современной физики и детально излагается и обсуждается во многих учебниках и монографиях (см., например, [2, 7-10]). Ядерные характеристики нуклидов весьма полно представлены в ряде справочников [1, 4, 11-16] и международных базах данных. Поэтому в настоящем разделе мы лишь кратко представим качественное описание тех ядерных характеристик изотопов, на которых основаны основные принципы их получения, регистрации или возможных применений. К их числу помимо массы и заряда можно отнести радиус ядра, энергию связи, магнитный и квадрупольный моменты, спектр возбуждённых состояний, сечения ядерных реакций. [c.20]

Рассмотренные выше изотопные эффекты и свойства изотопов так или иначе связаны с различиями в их массе или параметрах ядер. Однако одна из главных и, пожалуй, наиболее известная область применения изотопов непосредственно не связана с различием в каких-либо их физических или химических характеристиках, а определяется тем, что в природных условиях распространённость того или иного изотопа является достаточно жёстко фиксированной величиной. Как показали многочисленные измерения, максимальные вариации относительного содержания изотопов в их естественной смеси не превосходят одного-двух процентов, а для многих из них и на порядок меньшей величины. Небольшие колебания природной распространённости изотопов у лёгких элементов связаны, как правило, с изотопными эффектами 1 рода и определяются незначительными изменениями изотопного состава при испарении, растворении, диффузии и т.д. У ряда элементов, содержащихся в земной коре и являющихся продуктами распада природных радиоактивных атомов, также несколько варьируется изотопный состав из-за разного содержания материнского изотопа в той или иной породе. При этом некоторые изотопы присутствуют в естественных условиях в очень малых ко- [c.32]

Свойства изотопов и области их применения [c.35]

В методах активационного анализа и изотопного разбавления явление радиоактивности используют непосредственно для определения веществ. Кроме того, существует еще одна область использования радиоактивных изотопов — применение их для индикации точки эквивалентности при титровании. Метод радиометрического титрования впервые был применен в 1941 г. В ходе титрования измеряют радиоактивность раствора. Точку эквивалентности можно определить так же, как, например, в методе кондуктометрического титрования, по пересечению двух прямых. Существенным преимуществом радиометрического титрования по сравнению с другими методами индикации точки эквивалентности является тот факт, что численное значение измеряемого свойства может быть любым и достаточно большим даже при очень малых концентрациях благодаря введению в [c.390]

Считается, что удельное и объемное энерговыделение выбираемого для ИИТ изотопа не должно быть ниже 0,1 вт/г и 0,2 вт/см соответственно. Однако этот предел очень условен, и вопрос о возможности или невозможности использования данного изотопа решается с учетом совокупности всех его физических и технологических свойств, а также специфики эксплуатации и области применения ИИТ в целом. [c.489]

В справочнике приведены сведения о составах, кристаллохимических, термохимических, термических, магнитных, электрических, химических и токсических свойствах гидридов металлов, данные по растворимости водорода и его изотопов в металлах, диффузии водорода в металлах. Указаны основные области применения гидридов и принципиальные методы их получения. [c.2]

В связи с резко возросшим применением гелия возникла необходимость в справочнике, содержащем подробные сведения о физических свойствах изотопов гелия Не, Не и их растворов в жидкой и твердой фазах. Экспериментальные исследования, ведущиеся в этой области уже несколько десятков лет, дали обширный материал, но он в большинстве своем содержится в оригинальных работах. Авторы имеющихся монографий [1—5] и справочных изданий [6, 7] ставили перед собой несколько иные цели, и потому эти публикации содержат далеко не полные экспериментальные данные. [c.3]

Фторорганические соединения представляют собой новую самостоятельную область химии они нашли разностороннее практическое применение в качестве охлаждающих жидкостей для холодильных устройств, аэрозолей для распыления инсектицидов, уникальных по своим свойствам высокополимерных соединений, приближающихся по химической стойкости к благородным металлам, термостойких смазочных масел, высокоактивных инсектицидов, ярких и светопрочных красителей. Органические соединения фтора используют в атомной технике фторуглероды являются единственными жидкостями, применяемыми для разделения изотопов урана термодиффузией, [c.114]

Разделение жидких и газообразных смесей на индивидуальные компоненты имеет большое значение в химической, нефтехимической и родственных с ними областях промышленности. Особенно важно выделение компонентов в чистом виде в производстве полимеров с повышенными физико-химическими свойствами,, полупроводников, изотопов и т. д. Для разделения смесей на индивидуальные компоненты среди других методов широкое применение нашел метод ректификации. [c.3]

Приведены важнейшие сведения о физико-химических, теплофизических, теплотехнических, оптических, электрических, магнитных и других свойствах водорода, в частности, его изотопов, показаны особенности процесса горения водорода. Даны характеристики различных способов получения, хранения и транспортирования газообразного, жидкого и других видов водорода, показана его совместимость с определенными конструкционными и уплотнительными материалами. Рассмотрены области, конкретные примеры и перспективы применения водорода в различных отраслях промышленности, а также проблемы экологии при его широком использовании в качестве универсального энергоносителя. Особое внимание обращено на условия безопасного обращения с водородом. [c.2]

В предыдущих разделах мы рассмотрели основные свойства, в которых проявляются различия между изотопами одного и того же химического элемента, но почти не касались их возможных применений. Поэтому, перед тем, как перейти в последующих главах к описанию основных методов получения и разделения изотопов, в заключение данной главы в самом общем виде кратко сформулируем, каким образом и в каких областях науки и техники [c.35]

Книга является практическим руководством по основам прикладной радиохимии. В ней содержится больше ста практических задач по изучению свойств радиоактивных излучений и методов их регистрации, а также по применению радиоактивных изотопов в химии и некоторых областях техники (измерение а-, Р- и у излучений при помощи газовых и сцинтилляционных счетчиков и ионизационных камер, определение толщин различных материалов при помощи Р-и 7-излучений, определение жесткой и мягкой составляющих космического излучения, получение и разделение радиоактивных изотопов различными методами и др.). [c.4]

Радиохимия — ровесница века, получившего название атомный , — сдна из тех отраслей знаний, которые в большой степени определяют современный научный и технический прогресс. Ей принадлежит ведущая роль в технологии получения новых элементов и новых изотопов, находящих все возрастающее применение в самых различных областях науки и техники, а также в изучении их физико-химических свойств и поведения в различных средах, [c.3]

Книга рассчитана на научных работников, занимающихся физикой или химией изотопов инженеров и исследователей, работающих в области разделения или применения стабильных изотопов физиков и химиков, изучающих межмолекулярное взаимодействие, свойства жидкостей и жидких растворов аспирантов и студентов, специализирующихся по физической химии или молекулярной физике. [c.2]

Ниобий Nb (лат. Niobium, старое название колумбий, СЬ). Н.— элемент V группы 5-го периода периодич. системы Д. И. Менделеева, п. н. 41, атомная масса 92,906. Имеет один стабильный изотоп Nb. Открыт в 1801 г. Ч. Хатчетом. В природе встречается в минералах совместно с танталом. Н.— светло-серый тугоплавкий металл, на воздухе устойчив. По химическим свойствам близок к танталу (отсюда название в честь древнегреческой богини Ниобеи—дочери Тантала). Проявляет в наиболее устойчивых соединениях степень окисления +5. В кислотах, за исключением плавиковой, нерастворим. Оксид ниобия NbaOs имеет кислотный характер. Н.—один из главных компонентов многих жаропрочных и коррозионно-стойких сплавов. Основные области применения Н. и его сплавов — атомная энергетика, радиоэлектроника и химическое аппаратостроение, реактивные двигатели и ракеты, вакуумная техника. [c.90]

Вследствие ограниченности областей применения хроматографии для изотопного анализа в настоящей монографии не рассматривается её теория. В большинстве случаев возможности использования какой-либо хроматографической методики для решения конкретной задачи изотопного анализа могут быть оценены только на основе уже полученного результата хроматографического разделения смеси изотопнозамещенных веществ, хотя при постановке самого эксперимента необходимо пользоваться всем огромным опытом, накопленным для хроматографии как таковой. Отметим только, что большинство работ по разделению и анализу изотопнозамещенных веществ относятся к молекулярному водороду и дейтерированным соединениям, в том числе и с большими молекулярными массами. Это связано с тем, что, в отличие от изотопнозамещенных молекул с изотопами большей массы, для водородсодержащих соединений различие в адсорбционных свойствах при изотопном замещении остаётся относительно большой. Например, относительная разница в энергии нулевых колебаний для молекул К-Н и к-О остаётся близкой к л/ntQJm = 1,41, мало завися от массы Р (см. (4.3.8)). [c.123]

Радионуклиды, применяемые в ядерной медицине, условно классифицируют по отдельным группам в соответствии с различными отличительными признаками, например, такими как ядерно-физические свойства, химические свойства ( органические , неорганические нуклиды, газы и т.д.), области применения (диагностика, радиотерапия, изучение метаболизма элементов) [1]. Среди них — широко используемые ультракороткоживущие (УКЖ) изотопы С, Е и ряд других позитронных излучателей гам- [c.331]

Применение в ядерной технике. Ядерная техника — одна из новейших областей применения редкоземельных элементов. В силу того что некоторые изотопы Сс1, 5т и Ей обладают очень высокими значениями сечения захвата тепловых нейтронов (44 ООО барн1атом у 0(1, 6500 барн/атом у 8т и 4500 барн1атом у Ей), значительно превышающими соответствующие величины таких широко применяемых для этих целей элементов, как В, С(1 и Н , они могут применяться для изготовления регулирующих стержней в атомных реакторах. Наиболее перспективен для этих целей европий, дающий долгоживущие изотопы, которые также поглощают тепловые нейтроны. Стоимость изготовления регулирующих стержней из сплава Ag—Сс1—Ей (до 5%), обладающего всеми необходимыми для этой цели свойствами, ниже стоимости стержней из стали, обогащенной бором [6]. [c.274]

Изучение влияния замены водорода на его изотопы в воде и других соединениях ценно тем, что таким путем можно вызывать значительные изменения физических констант, сохраняя почти неизменными химические свойства и строение. Это открывает новые большие возможности для неосложненного побочными факторами изучения физико-химических свойств и их взаимной связи. Такие сопоставления заставляют пересмотреть ряд обычных представлений в областях физической химии агрегатных состояний, растворов и др. Нужно, однако, отметить, что эта важная область применения изотопов еще мало разработана и заслуживает больше внимания, чем ей до сих пор уделяли. [c.234]

Таким образом, области применения урана в отличие от многих других редких и цветных металлов определяются его специфическими свойствами — делением изотопа на медленных нейтронах и способностью изотопа превращаться в плутоний при взаимодействии также с медленными нейтронами. Для осуществления этих процессов требуется, чтобы ядерпое горючее отличалось особой, ядерной чистотой и содержало соединения урана в онределенной форме. [c.8]

Хроматография — наиболее часто используемый аналитический метод. Новейшими оматографическими методами можно опрвд шпъ газообразные, жидкие и твердые вещества с молекулярной массой от единиц до 10 . Это могут быть изотопы водорода, ионы металлов, сингетические полимеры, белки и др. С помощью хроматографии получена обширная информация о строении и свойствах органических соединений многих классов. Применение хроматографических методов для разделения белков оказало огромное влияние на развитие современной биохимии. Хроматографию с успехом применяют в исследовательских и клинических целях в самых разных областях биологии и медицины, в фармацевтике и криминалистике дпя терапевтического мониторинга в связи с ростом нелегального употребления наркотиков, идентификации антибиотиков и отнесения их к той или иной группе антибактериальных препаратов, дпя определения наиболее важных классов пестицидов и дпя мониторинга окружающей среды. Такие достоинства как универсальность, экспрессность и чувствительность делают хроматографию важнейшим аналитическим методом. Более десяти работ (1957—1980), выполненных с применением хроматографических методов, были удостоены Нобелевских премий среди авторов методических работ, удостоенных премий, А. Тизелиус (1948), А. Мартин и Р. Синдж (1956). [c.265]

Свойство люминофоров возбуждаться радиоактивным излучением используется в технике уже давно для изготовления самосветящихся радиоактивных красок, которые часто называют светосоставами постоянного действия (СПД). Области их применения весьма разнообразны и определяются необходимостью в различного рода сигнальных и индикаторных устройствах, световых знаках, которые не требуют источников внепшего возбуждения. До открытия искусственных радиоактивных изотопов в самосветяЩихся красках в качестве источника возбуждения использовали исключительно соли естественных радиоактивных препаратов — радия и мезотория (вернее продукта его распада — радиотория). Однако такие светосоставы имеют два существенных недостатка первый — большая биологическая вредность, обусловленная радиоактивным излучением второй — быстрое снижение яркости свечения радиоактивных светящихся красок с течением времени. Оно объясняется разрушающим действием а-частиц на вещество основы люминофора, в результате которого згже примерно через год яркость свечения радиоактивных красок снижается наполовину. [c.162]

В основе млогих технических применений макроЦиклов лежит главное и уникальное свойство - способность избирательно захватывать строго определенные ионы в соответствии с размером полости краун-кольЦа. На основе этого свойства краун-соединений уже сейчас созданы и продолжают создаваться принципиально новые методы анализа, селективной экстракции различных веществ. Разработаны процессы извлечения из сточных вод промышленных предприятий ценных цветных и редких металлов. Большая перспектива в использовании краун-соединений открылась в области разделения изотопов. С их помощью можно отделить, например, кальДий-40 от кальция-44, разделить натрий-23 и натрий-24, литий-6 и литий-7, а также изотопы радиоактивных элементов, что имеет огромное значение в создании будущих реакторов термоядерного синтеза. [c.6]

Искусственно-радиоактиьные изотопы, используемые в качестве источников излучений, находят все более массовое применение в различных областях науки и техники, заменяя применявшиеся ранее дорогостоящие источники из естественно-радиоактивных веществ. Обладая всеми основными свойствами естественнорадиоактивных источников, они дешевы и недефицитны. Из всех известных в настоящее время искусственно-радиоактивных изотопов наиболее часто используются в качестве источников Р- и у- излучений изотопы, обладающие значительным периодом полураспада, такие, как Со , Сз з, Сз , Еи1= Ти , [c.121]

Хроматографический метод (хроматография), открытый русским ботаником М. С. Цветом (1903), впоследствии был детально разработай в экспериментальном и теоретическом отношениях и получил шир0)ше применение в различных научных областях, в том числе в химичсскоп кинетике. Не останавливаясь па описании всех разновидностей метода хроматографического анализа и иа теории хроматографических процессов 2, отметим только термохроматографию, представляющую собой один нз наиболее перспективных методов анализа газовых смесей, особенно эффективных в случае смесей, содержащих сильно различающиеся по их адсорбционным свойствам компоненты [72], а также радиохроматографию [96] — метод, основанный на применении радиоактивных изотопов, что значительно облегчает и упрощает получение и анализ кривых раснреде- [c.73]

Применение искусственных радиоактивных изотопов в области биохимических исследований и ядерной медицины началось вскоре после создания Лоуренсом первого циклотрона (1930 г.) и открытия нейтрона Чэдвиком (1932 г.). Пионерская работа Жолио Кюри (1934 г.), когда он получил изотоп °Р с Т /2 = 2,5 мин в реакции (а, п) °Р, положила начало появлению циклотронных PH, обладающих по своим свойствам определёнными преимуществами перед реакторными PH. [c.329]