Химические и радиоактивные свойства продуктов деления

Выделение в чистом виде радиоизотопов —продуктов деления— представляет весьма трудную Химическую задачу. Радиоактивные злементы присутствуют в отходах регенерации ядерного горючего в ничтожных количествах и смешаны с большими количествами посторонних неактивных веществ. Кроме того, для получения радиохимически чистых препаратов необходимо весьма тщательно отдел ь радиоизотопы друг от друга. Разнообразие химических свойств продуктов деления делает их извлечение более сложным процессом, чем регенерация облученного урана. [c.27]

Химические и радиоактивные свойства продуктов деления [c.74]

Редко приходится сталкиваться с проблемой, в которой надо было бы учитывать влияние всех продуктов деления. Выход многих из них настолько мал, что они не оказывают заметного влияния на общую активность продуктов деления или на другие эффекты, вызываемые ими в реакторном горючем. Те продукты деления, радиоактивность которых составляет основную часть общей активности смеси, охватывают относительно узкий интервал периодов полураспада, так как короткоживущие продукты уже распались, а удельная активность долгоживущих изотопов слишком мала. Короткоживущие изотопы не являются нейтронными ядами. Исключение составляет Хе , имеющий необычайно высокое сечение поглощения нейтронов. Значение отдельных продуктов деления может усиливаться в связи с их химическими свойствами и физиологическим воздействием на живой организм. Свойства основных продуктов деления, с которыми приходится серьезно считаться в атомной химической технологии, приведены в табл. 3.4. [c.85]

Использование радиоактивных индикаторов в различных химических превращениях предполагает высокую радиохимическую и радиоактивную чистоту радиоизотопа радиоизотоп должен быть полностью свободен от всякой посторонней активности. Даже в тех случаях, когда радиоактивные примеси незначительны, возможно их накопление при различных химических процессах, ведущее к существенным ошибкам. Это связано, если имеют дело с продуктами деления, с методом разделения и химическими свойствами радиоизотопа. Радиоактивные атомы, полученные из неактивных веществ при бомбардировке частицами, также могут содержать радиоактивные загрязнения. [c.267]

Вследствие необходимости количественного определения выхода и активности выделение изотона должно производиться в форме соединения с определенным стехиометрическим составом. Проверка загрязнений нерадиоактивными веществами осуществляется посредством спектрального анализа. Не все методы, применяемые в обычной аналитической практике, нашли применение в радиохимии из-за специфических условий, условий, необходимых для проведения аналитических определений. Выделение отдельных изотопов, особенно родственных по своим химическим свойствам, представляет известные трудности и ведется различными путями. В настоящее время для выделения и очистки радиоактивных изотопов применяются способы, основанные не осаждении, дистилляции, экстракции, хроматографии, а также электрохимические-методы. Для разделения смесей различных радиоактивных изотопов, нанример, продуктов деления, чаще всего пользуются комбинированными способами. В ряде случаев применяются схемы, в которых используются только реакции осаждения и растворения или сорбция ионитами. [c.30]

В последние годы глобальное распределение радиоактивных веществ, выделенных в атмосферу в результате атомных испытаний, вызывает большой общественный и научный интерес. Никогда еще с такой ясностью не возникала необходимость при изучении химических свойств атмосферы рассматривать ее как единое целое. Возникла принципиально важная проблема о роли стратосферного резервуара в накоплении и глобальном распределении таких опасных продуктов деления, как стронций-90. [c.275]

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]

При рассмотрении вопроса об энергиях связи (гл. П) было сформулировано условие устойчивости атомного ядра по отношению к спонтанному (радиоактивному) распаду ядро оказывается энергетически устойчивым к данному типу распада (например, испусканию а-, 5-частиц или спонтанному делению), если его масса меньше суммы масс продуктов, возникающих при ядерном превращении. Из этого условия неиосредственно следует, что все ядра с А 3 ЮО неустойчивы к расщеплению на два осколка с приблизительно равными массами и все ядра с А 140 неустойчивы по отношению к а-распаду. Эти зависимости, а также энергетика процессов р-распада рассматривались в свете представлений о свойствах поверхности ядерной энергии, обусловленных в свою очередь взаимодействием различных членов в уравнении энергии связи [см. уравнение (3) гл. II] объемной энергии, поверхностного и кулоновского членов, а также членов, учитывающих влияние симметрии и энергию образования пар нуклонов. Однако указание на термодинамическую неустойчивость не может полностью охарактеризовать ядерную систему, как и химическую. При рассмотрении любой энергетически неустойчивой системы необходимо принимать во внимание также и скорости протекания возможных процессов, так как термодинамически неустойчивая система во многих случаях может рассматриваться как вполне стабильная. Примером этого могут служить ядра с А 140, называемые стабильными. Таким образом, весьма важной характеристикой радиоактивного распада является скорость распада, или период полураспада. [c.225]

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]

Для неспециалистов в главе 2 приводятся основные положения химии, которые находят применение в атомной технологии . В главах 3 и 4 раскрывается сущность явления радиоактивности, ядерных реакций и радиохимии. После главы, посвященной вопросам образования, распада и химии продуктов деления, рассматривается химия тория, протактиния, урана и трансурановых элементов. Особо подчеркиваются свойства, имеющие большое значение в современной технологии или в технологии булущето. В остальной части книги рассмотрена химическая технология атомных материалов. В заключительных главах рассмотрены выделение металлов из руд, регенерация облученного атомного горючего, уда- [c.11]

Подгруппа Illa включает в себя лантаниды. Среди продуктов деления имеется очень много представителей этой подгруппы, включая иттрий и редкоземельные элементы от лантана до диспрозия. Кроме небольших различий в окислительно-восстановительных свойствах, эти элементы в химическом отношении очень похожи друг на друга. До начала осуществления программы исследований по атомной энергии известные мето.ды разделения этих элементов были очень медленными и утомительными. Практически радиоактивные изотопы, период полураспада которых меньше нескольких месяцев, распадаются до того, как закончится разделение. Используя различия в стойкости комплексов этих элементов, не сорбирующихся катионообменной смолой, можно разделить смесь ионов редкоземельных элементов в колонке со смолой. Они селективно элюируются раствором, содержащим анион лимонной кислоты или другой комплексообразующий анион, в порядке убывания атомного номера. [c.77]

Вычисленное в весовых процентах содержание иттрия и редкоземе.ль-ных элементов в продуктах деления составляет 4,73% иттрия 28,6% церия 9,21% лантана 9,39% празеодима 35,54% неодима 4,28% прометия 7,86% самария 0,30% европия и 0,09% гадолиния. Иттрий включен в редкоземельные элементы вследствие его сходства с ними но химическим свойствам. Элементы выделяли из общей смеси продуктов деления, как показано на рнс. 1. Редкоземельную фракцию дополнительно очищали от других радиоактивных продуктов деления осаждением щавелевой кислотой. [c.12]

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]

Для того чтобы можно было предпринять экспериментальные исследования, 8-распада, помимо только что приведенных соображений, должен быть еще обеспечен ряд других благоприятных факторов. Продукты, В-распада также должны быть радиоактивными, для того чтобы можно было обнаружить химические свойства столь малых количеств вещества. Это требование ограничивает исследование только такими радиоактивными элементалш,которые возникают при ядерном делении и ш принадлежат к числу тяжелых элементов, обладающих естественной радиоактивностью, по- [c.243]

Специфическим свойством радиоактивных изотопов, связанным с радиоактивным распадом, является то, что при ядерных превращениях часть выделяющейся энергии передается атомам в виде кинетической энергии или энергии возбуждения следовательно, нужно иметь в виду атомы отдачи, которые в ряде случаев играют существенную роль. Имеются методы получения короткоживущих А. В, С-продуктов распада естественных радиоактивных рядов, а также АсХ и ТЬХ, основанные па радиоактив-П011 отдаче. Путем использования явления атомной отдачи удается собрать осколки, получаюгциеся при делении ядер. Значительную роль играет агрегатная отдача атомов полония при получении его и изучении свойств. Радиоактивная отдача лежит в основе механизма эманирования. Наконец, как ранее указывалось, метод Сциларда—Чалмерса, применяющийся для разделения активных и неактивных изотопов, также основан на явлении радиоактивной о.тдачи. Обычно энергия отдачи достаточна для разрыва химической связи между образующимися активными атомами и молекулами облученного вещества. На этом основано обогащение радиоактивных изотопов. [c.31]

Б ряде случаев играют существенную роль. Имеются методы получения короткоживущих А-, В-, С-продуктов распада естественных радиоактивных рядов, а также АсХ и ТЬХ, основанные на радиоактивной отдаче. Путем использования явления атомной отдачи удается собрать осколки, получающиеся при делении ядер. Значительную роль играет агрегатная отдача атомов полония при полученйи его и изучении свойств. Радиоактивная отдача лежит в основе механизма эманирования. Наконец, как ранее указывалось, метод Сциларда—-Чал-мерса, применяющийся для разделения активных и неактивных изотопов, также основан на явлении радиоактивной отдачи. Обычно энергия отдачи достаточна для разрыва химической связи между образующимися активными атомами и молекулами облученного вещества. На этом основано обогащение радиоактивных изотопов. [c.16]