Энергия отдачи атомов, образующихся при ядерных реакциях

Реакции отдачи. Химия горячих атомов. После осуществления акта ядерной реакции образовавшийся новый атом несет в себе значительную энергию, которая в сотни раз превышает энергию химической связи. Это приводит к своеобразному поведению вновь образовавшегося, или, как его часто называют, горячего атома. Обычно горячий атом отрывается от молекулы, в состав которой он входил, и переходит в новую химическую форму. Так, при облучении йодистого этила нейтронами происходит реакция Р (я, -у) 1 . Образующийся в результате реакции П обладает настолько большой энергией, что он отрывается от углеводородного радикала и в молекулярной форме растворяется в йодистом этиле, откуда легко может быть извлечен водным раствором какого-либо восстановителя (например, тиосульфата). [c.100]

К другой разновидности радиохимического синтеза относятся методы, основанные на внедрении атомов радиоактивного изотопа в химическое соединение в процессе ядерных превращений. Радиоактивный атом, образующийся в результате ядерной реакции (например, реакции пу), получает в результате отдачи избыточную энергию, часто значительно большую, чем энергия связи в исходной молекуле в итоге такой горячий атом покидает материнскую молекулу и может внедриться в молекулу другого соединения, примешанного к облучаемому веществу. Использование реакции горячих атомов для меченого синтеза требует учета разнообразных 174 [c.174]

Реакции отдачи являются единственным практическим способом разделения ядерных изомеров. Рассмотрим этот вопрос на примере разделения изомеров Вг °. При облучении брома нейтронами его стабильные изотопы Вг и Вг по реакциям (п, у) дают радиоактивные Вг и Вг . Первый из них существует в двух изомерных формах Вг с повышенной энергией, который с полупериодом 4,5 час. превращается в низший изомер Вг ° с полупериодом дальнейшего распада 18 мин. Изомерный переход сопровождается испусканием у-лучей и электронов внутренней конверсии, которые уносят избыточную энергию, а образующийся изомер Вг ° получает энергию отдачи. Ее недостаточно для того, чтобы атом этого изомера мог разорвать связи в молекуле и вырваться из нее. Действительно, суммарная энергия у-фотонов при изомерном переходе брома равна 0,084 Мэв, что согласно (5—27) сообщает атому брома энергию всего лишь в 0,05 эв, соизмеримую с энергией тепловых движений при обыкновенных температурах. Согласно (5—29), внутренняя конверсия (при той же энергии испускаемых электронов) сообщает атому Вг энергию отдачи на один порядок больше, но и ее недостаточно для разрывания химических связей. Тем не менее в этом и во многих других случаях изомерный переход путем внутренней конверсии ведет к освобождению атомов образующегося изомера в таких формах, в которых он может быть отделен от исходного изомера. Происходит это благодаря эффекту Оже. После того как конверсионные электроны уходят с К- или -уровней, вакантные места заполняются переходом электронов с более высоких уровней, а освобождающаяся при этом энергия излучается в виде фотонов рентгеновских частот. Они могут вызывать внутренний фотоэффект на внешних валентных электронах и вырывать их из оболочки атома. При этом изомерный атом превращается в многозарядный ион, который может покинуть молекулу, так как ее стабильность нарушается при такой ионизации. [c.207]

Химик-органик обычно имеет дело с реакциями, протекающими с достаточными скоростями при минимальных затратах энер- ГИИ. Термин горячий атом или радикал используется для обозна-, чения разновидности, которая обладает большим избытком электронной, поступательной или колебательной энергии по сравнению с той энергией, которую атом имел бы, находясь в равновесии с его окружением. Особый интерес в связи с 5н2-реакциями представляет получение горячих атомов с помощью ядерных превращений. При этом образуются атомы, обладающие значительным из-, бытком кинетической энергии, вследствие чего, они способны инициировать реакции, которые не происходят с термолизованными атомами. Среди реакций горячих атомов наиболее известны за мещение атома на атом и атома на радикал. Замещение атома на атом, по-видимому, наиболее эффективно для процессов с участием ядра отдачи трития (Н или D На Т) и гораздо менее эффективно [c.14]

Сцилард и Чалмерс [112] показали, что при определенных условиях активный изотоп, образующийся в ядерной реакции без изменения атомного номера, можно (при большой удельной активности) хищгческим путем отделить от облученного материала. Самой важной ядерной реакцией, идущей без изменения атомного номера, является радиационный захват нейтронов (п, у) однако при реакциях типа (п, 2п), (у, п) и (с1, р) также возникают изотопы облучаемого элемента. Теория эффекта Сциларда—Чалмерса будет рассмотрена в п. 6, но уже здесь можно отметить, что он, по крайней мере частично, обусловливается следующим простым механизмом. Даже если составное ядро не испускает тяжелых частиц, теряя энергию в виде фотонов (радиационный захват), образующееся после испускания фотона ядро (атом) испытывает отдачу. Как правило, энергия отдачи достаточна для разрыва химической связи между данным атомом и остальной молекулой. Это тем более имеет место, если испускается не фотон, а тяжелая нейтральная частица. [c.100]

При нротекании ядерных реакций, а также в результате бомбардировки нейтронами и другими аналогичными частицами или при радиоактивном распаде образующиеся атомы обычно вылетают с кинетической энергией отдачи, значительно превосходящей величины энергий, необходимых для диссоциации обычных химических связей. В соответствии с этим если рассматриваемый атом был связан в молекуле ковалентной связью, то он выбрасывается с большой скоростью, а затем после потери своей энергии при последовательных соударениях вступает в различные реакции, в результате чего в конце концов превращается в какой-нибудь стабильный продукт. Это явление впервые наблюдали Сцилард и Чалмерс в 1934 г. Они обнаружили, что при облучении йодистого этила нейтронами большую часть образующегося радиоактивного йода можно экстрагировать водой. Эта методика, нри помощи которой можно концентрировать радиоактивные изотоны, известна как процесс Сцила-рда — Чалмерса, а реакции, в которые вступают выбрасываемые с большой [c.446]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология