Типы ядерных превращений

Одним из возможных типов ядерного превращения является захват орбитального электрона. Какой электрон в многоэлектронном атоме вероятнее всего захватывается в таком процессе Может ли захват орбитального электрона привести к изменению атомного номера нуклида [c.277]

При измерении возраста минералов используются следующие естественные типы ядерных превращений р-распад, электронный захват, а-распад и спонтанное осколочное деление тяжелых ядер. [c.403]

В 1947 г. опыты по изучению взаимодействия частиц высокой энергии со сложными ядрами привели Г. Сиборга и его сотрудников к открытию нового типа ядерных превращений — реакции глубокого расщепления [1]. Для реакций, протекающих при взаимодействии частиц низкой энергии с ядрами, характерно, что как кинетическая энергия, так и энергия связи падающей частицы целиком передаются бомбардирующему ядру и быстро распределяются в нем среди всех нуклонов. [c.637]

Ядерный фотоэффект. Наконец, следует рассмотреть еще один тип ядерных превращений—так называемый ядерный фотоэффект, т, е. вырывание нейтрона из ядра жесткими у-квантами (реакция типа (7, п) . Такая реакция обратна реакции простого радиационного захвата, т. е. реакции типа (п, у)- [c.41]

Существуют и другие типы ядерных превращений, нг пример выше рассмотренные типы гелион — протон (а, р гелион — нейтрон (а, п) и т. п., обычно не приводящи к радиоактивным изотопам. [c.174]

Широкий размах работ в этой области безусловно тесно связан с проблемой ядерной энергетики. С другой стороны, работы в области трансурановых элементов оказали большое влияние и на развитие многих новых областей ядерной физики и химии. Стремление получить самые последние из известных сейчас трансурановых элементов привело к усовершенствованию техники ускорения элементарных частиц и многозарядных ионов и к появлению большой серии работ по исследованию новых типов ядерных превращений. [c.3]

В последующих разделах мы подробнее ознакомимся с радиоактивным распадом, а также с получением новых ядер при помощи ядерных превращений. В разд. 20.8 и 20.9 будут обсуждаться два других типа ядерных реакций. Одна из них известна под названием ядерного деления, а другая-под названием ядерного синтеза. Ядерное деление включает расщепление большого ядра на два ядра приблизительно одинаковых размеров. Ядерный синтез происходит в результате слияния двух небольших ядер с образованием большого ядра. [c.246]

Исчезновение различных членов разложения матричного элемента в ряд имеет определенное теоретическое обоснование. Общее изменение спина (А/) ядра для перехода должно быть равно целому числу величин /1/2я, и точно так же, как это было найдено для атомных переходов, существуют некоторые правила отбора, которые определяют величину изменения спина и для ядерных превращений. В первоначальной теории Ферми использовал для разрешенных переходов правило отбора А/ = 0. Это частное правило отбора получено в результате использования простейшей из пяти различных основных форм ядерного взаимодействия, которые совпадают с теорией. Оказалось, что существует некоторое несовпадение между теорией и экспериментом в этом простом типе взаимодействия. Более сложная форма была использована Гамовым и Теллером, которая привела к правилу отбора А/ = О, 1. Хотя не существует теоретического обоснования для формы взаимодействия, выбранной Гамовым и Теллером, оказалось, что совпадение между теорией и экспериментом вполне хорошее. [c.405]

Электронный распад является самым распространенным типом как для естественных, так и для искусственных элементов. Причем наиболее характерен он для элементов первой половины Периодической системы. Примеры ядерных превращений р--типа [c.398]

При облучении элементов 7-лучами высокой энергии можно в ряде случаев вызывать ядерные превращения (называемые также фотоядерными реакциями). Разнообразие типов ядерных реакций с участием 7-излучения весьма велико. Примерами таких реакций могут служить [c.84]

При облучении элементов 7-лучами высокой энергии можно в ряде случаев вызывать ядерные превращения (называемые также фотоядерными реакциями). Разнообразие типов ядерных реакций с участием 7-излучения весьма велико. Примерами таких реакций могут служить (7, а) N1 (7, 2а) Ь , 8 (7, ф Р , 0 (7, Т) N (7, 2п) АР (7, 2п) Na (7, р2п) СЧ Осуществлен ряд фотоядерных реакций с помощью рентгеновских лучей. [c.84]

Важнейшие типы ядерных реакций Ядерные превращения [c.395]

Тип радиоактивного превращения, энергия образующихся в результате распада ядерных частиц и период полураспада полностью характеризуют данный радиоактивный изотоп. Совпадение экспериментально полученных данных с величинами, имеющимися в литературе, а также химическая идентификация гарантируют радиохимическую чистоту используемого изотопа. Очень часто невозможно определить все физические характеристики изотопа, тогда ограничиваются измерением или периода полураспада, или энергии ядерных частиц. В соответствующих таблицах изотопов можно найти достоверные значения Т1/2 и характеристики ядерного излучения. [c.85]

В общем случае скорость г-й ядерной реакции под действием нейтронного облучения, например, бг( ), т. е. число ядерных превращений типа г в единицу времени в момент времени 1 описывается выражением [c.503]

Основные типы естественных ядерных превращений, которые используются для определения геологического возраста древних пород следующие [c.560]

При облучении большинства элементов медленными нейтронами может происходить ядерное превращение только одного типа —- радиационный захват нейтронов. Поэтому число образующихся при этом радиоактивных изотопов не превышает числа стабильных изотопов данного элемента. Такие простые соотношения наблюдаются лишь в том случае, когда поток нейтронов не слишком велик. В противном случае может происходить последовательный захват нейтронов, как это имеет место для Аи Р32 и т. д. Если число наблюдаемых после облучения периодов полураспада оказывается больше числа изотопов, входивших в состав облучаемого элемента, то это является верным признаком возникновения одной или нескольких пар изомерных ядер. С помощью этого метода была установлена ядерная изомерия брома. [c.302]

Изменения решетки. Изменения кристаллической решетки под действием излучения бывают трех видов. В результате выбивания атома из его местоположения возникают незаполненные атомами места в решетке (вакансии), причем смеш енный атом внедряется в междоузлия. Кроме вакансий и внедренных атомов, третьим возможным дефектом решетки являются чужеродные примесные атомы, которые внедряются в кристаллическую решетку или возникают в ней в результате облучения тяжелыми частицами и при ядерных превращениях. Два первых изменения структуры решетки связаны друг с другом, так как каждой вакансии в узлах решетки соответствует атом, внедренный в междоузлия. Последний дефект решетки определяется типом облучающих частиц и величинами сечений соответствующих ядерных реакций. [c.218]

В основе метода меченых атомов лежит широко распространенное в природе явление изотопии химических элементов. Многие биологически важные элементы в природных условиях представлены смесью изотопов. Различают изотопы устойчивые, или стабильные, которые различаются только массой ядра, и изотопы неустойчивые, или радиоактивные, которые, кроме массы ядра, различаются также типом радиоактивности, скоростью радиоактивного распада и энергией излучения, испускаемого при ядерных превращениях. Среди радиоактивных изотопов различают естественные и искусственные радиоактивные изотопы. Естественные радиоактивные изотопы встречаются сравнительно редко из биологически важных элементов к ним относится изотоп К , на долю которого в естественной смеси изотопов калия приходится 0,011%. [c.558]

Обобщение опыта по превращению элементов приводит к выводу, что пригодной для энергетического использования может быть только такая ядерная реакция, которая, однажды начавшись, будет затем продолжаться самопроизвольно (подобно тому, как продолжает гореть однажды подожженное топливо). Реальные перспективы в этом направлении появились лишь благодаря открытию нового типа ядерного распада. [c.455]

Ядерные превращения и массы изотопов. У разных И. одного и того же химич. элемента ядерные свойства (тип превращения, время жизни, ядерные моменты и др.) совершенно различны, т. к. атомные ядра этих И. отличаются по составу и структуре. [c.101]

Эффективность ядерной реакции характеризуют выходом (числом ядерных превращений), приходящимся на одну бомбардирующую частицу (а-частицу, протон, дейтон, нейтрон.) Другими словами, эффективность ядерной реакции характеризует долю бомбардирующих частиц, вызывающих данную реакцию. Обычно эта доля невелика, например в случае реакции типа (а,р) лишь одна из нескольких десятков тысяч а-частиц вызывает превращение, в то время как остальные частицы просто теряют свою энергию при торможении в веществе. Выход реакции зависит не только от характера ядерного превращения, но и от энергии падающей частицы, а также от толщины и химического состава бомбардируемого вещества (мишени). [c.36]

Для того чтобы представить изменение массы при ядерном превращении, нельзя использовать реакцию распада, так как точные массы ядер неизвестны. Рассмотрим реакцию другого типа, также важную для производства ядерной энергии [c.181]

Деление атомных ядер и ядерный синтез. Ядерная энергетика. За рубежом в 1939 г. было показано, что уран, облученный нейтронами, испытывает необычное превращение делится на два осколка с атомной массой, примерно вдвое меньней, чем у урана. Одновременно наблюдается образование нескольких нейтронов. Этот новый тип ядерных превращений получил название деления. В этом же году советские ученые Петржак и Флеров доказали, что деление урана осуществляется не только при облучении нейтронами, но и самопроизвольно. Таким образом, для урана распад может идти одновременно по двум схемам, по типу а-распада и по типу деления. Последний процесс характеризуется большим периодом полураспада (10 лет) и поэтому в природном уране он осуществляется очень редко. Положение здесь аналогично химическим экзотермическим реакциям, которые могут протекать самопроизвольно, но с измеримой скоростью протекают лишь тогда, когда система получает необходимую энергию активации, позволяющую реагирующим частицам преодолеть потенциальный барьер. Для осуществления деления требуется также активация, например, за счет поглощения тяжелым ядром нейтрона. [c.419]

Различают следующие типы ядерных превращений а-раснад, р-превращення, изомерный переход, испускание нейтрона, испускание протона, спонтанное (само- [c.18]

Совершенно иного типа ядерные превращения были недавно открыты Ганом и Штрасманом 1938). Они нашли, что при облучении урана, тория или протактиния нейтронами ядра этих элементов раскалываются на две приблизительно равные части. Этот процесс дробления атомных ядер протекает одновременно с обычными ядерным реакциями типа тех, которые были упомянуты в 48. Дробление атомных ядер освобождает (в 10—20 раз больше внутриядерной энергии, чем последние, а именно 180— 200 MeV на каждое дробящееся ядро. Продукты дробления довольно разнообразны. Разные авторы нашли в них две группы ядер от Z = 34 (Se) до Z = 42 (Мо) и от Z = 51 (Sb) до Z = 57 (La). Вероятно каждая из этих групп образована вторичными превращениями обоих осколков от дробления. При дроблении также выбрасываются нейтроны с энергией около 2 MeV, причем на один нейтрон, затраченный на дробление, выбрасывается 2—3 таких вто- [c.79]

Описанный путь ядерных процессов является наиболее типичным и простым, но далеко не единственным. При достаточно большой энергии возбуждения ядро может выбросить две и более частиц. При очень большой энергии бомбардирующей частицы ядро может разделиться на мелкие осколки, вплоть до полного распада на протоны и нейтроны. Такой полный распад быА обнаружен впервые А. П. Ждановымв1942 г.. на ядрах серебра в фотографической эмульсии, под действием-космических лучей. Некоторые ядра тяжелых элементов, например урана, захватывая нейтрон, становятся настолько неустойчивыми, что они распадаются на две части. Та-г кой процесс, называемый делением ядер, был открыт в г. Ганом и Итрасманом. Дальнейшие исследования Жолио-Кюри и других исследователей обнаружили, что деление сопровождается выбрасыванием двух и более вторичных нейтронов, которые в свою очередь могут вызывать деление новых ядер. Благодаря этому процесс деления может автоматически поддерживаться и развиваться путем цепного механизма. Деление ядер имеет исключительно большое значение, как основа процессов, приведших к практический путям освобождения и использования атомной энергии. В последнее время были обнаружены также и другие типы ядерных превращений, на которых мы не будем останавливаться. [c.118]

Описанный путь ядерных процессов является наиболее типичным и простым, но далеко не единственным. При достаточно большой энергии возбуждения ядро может выбросить две и более частиц. При очень большой энергии бомбардирующей частицы ядро может разделиться на мелкие осколки вплоть до полного распада на протоны и нейтроны. Некоторые ядра тяжелых элементов, например урана, захватывая нейтрон, становятся настолько неустойчивыми, что они распадаются на две части. Такой процесс называется делением ядер. Деление ядер имеет особое значение, как основа процессов, приведпгих к практическим путям освобождения и использования атомной энергии. В последнее время были обнаружены также и другие типы ядерных превращений, на которых мы не будем останавливаться. [c.158]

Со времени открытия ядерных превращений в 1919 г. и до 1932 г. единственными известными источниками частиц, способных вызцвать ядерные реакции, были природные а-излучатели. И на протяжении этого тринадцатилетнего периода единственным известным типом ядерных превращений были реакции (а, р). В экспериментах по ядерным превращениям чаще всего применялись естественные а-излучатели Ро (5,30 Мэе, ii/г = = 138 дней) и Ra (7,69 Мэв, == 1,6-10 сев), использовавшийся в равновесии со своим -активным предшественником Ra . В настоящее время применение природных источников а-частиц для осуществления ядерных реакций представляет главным образом исторический интерес, ибо с помощью созданных человеком ускорителей тяжелых заряженных частиц достигнуты гораздо большие интенсивности и энергии. Ускорение ионов до энергий, достаточно больших для осуществления ядерных превращений, впервые было достигнуто с помощью высокого,напряжения, приложенного к ускорительной трубке. К устройствам такого типа относятся умножитель напряжения (каскадный выпрямитель) Кокрофта и Уолтона, который до сих пор широко применяется для ускорения ионов до 1 Мэв, и каскадный трансформатор, созданный Лауритсеном и его сотрудниками в Калифорнийском технологическом институте. [c.350]

Чрезвычайно редко встречаются такие ядра-мишени, которые дают один специфический тип ядерной реакции. Наоборот, данное ядро в результате бомбардировки альфа-частицами подвержено нескольким различным типам ядерных реакций, например возможны (а, п)- и (а, р)-реакции и большое число других, менее вероятных реакций. Кроме того, разнообразие возможных реакций увеличивается при использовании разных бомбардирующих частиц (нейтронов, протонов, дейтронов, фотонов и даже заряженных атомов тяжелых элементов). Для каждого из этих процессов атомное ядро будет иметь специфическое поперечное сечение. В качестве примера рассмотрим облучение теллура фотонами, имеющими энергию до 70 Мэе. Такое облучение приведет в основном к у, п)-и (V. р)-реакциям, причем преобладающей будет (у, /г)-реакция. Однако можно наблюдать довольно большое число менее обычных реакций. Они могут охватывать диапазон от обычных реакций, таких, как (7, 2п), до таких редко встречающихся реакций, как (7,ЗрЗ/г)-реакция. Общее поперечное сечение превращения будет определяться первыми двумя типами реакций. Однако другие реакции также будут вносить свои вклады. Далее, если использовать другую область значений энергий фотона, то окажется, что соотношение поперечных сеченийУразличных реакций будет изменяться. Если энергия фотона уменьшится, то можно ожидать, что (у, /г)-реакция будет вносить еще больший вклад в поперечное сечение, а если энергия фотона увеличится, то увеличится вклад других реакций. В общем случае следует ожидать, что уменьшение энергии падающей частицы будет благоприятствовать испусканию незаряженной частицы. Это, по-видимому, связано с повышением потенциального барьера для излучаемой частицы при увеличении ее заряда. В общем случае, если падающая частица обладает более низкой энергией, происходит испускание нейтрона или протона. Эти тенденции хорошо иллюстрируются рис. 11-14, на котором приведена зависимость поперечного сечения индуцированных альфа-частицами реакций для N1 от энepгии . Из рис. 11-14 видно, что поперечное сечение реакции зависит не только от ядоз-мишани и типа реакции, но также и от энергии бомбардирующей частицы. [c.416]

Ядерные процессы, как правило, сопровождаются выделением ( выбрасыванием ) различных частиц (электронов, нейтронов, а-ча-стиц и др.), а также электромагнитным излучением (у-лучи и лучи типа рентгеновских). При этом выделяется большое количество энергии — в форме кинетической энергии продуктов ядерной реакции (элементарных частиц, осколков ядер и т. п.), движущихся с огромной скоростью и часто, кроме того, в виде указанных-выше излучений (иногда—только в виде излучений), а также энергии отдачи. Так, энергетический эффект обычных химических реакций на Авогадрово число (6-10 ) реагирующих частиц большей частью лежит в пределах 20—200 ккал. В то же время энергия, выделяющаяся при большинстве ядерных реакций, превышает 10° эв на одно ядерное превращение. На Авогадрово число превращений это дает 2,3-10 ккал и более, т. е. в сотни тысяч, а во многих случаях — и в миллионы раз больше, чем при обычных химических реакциях. [c.372]

Так же как к списку устойчивых атомных ядер прибавился теперь целый сонм малоустойчивых, радиоактивных ядер, так и мир устойчивых молекул оказался окруженным собранием как бы полупризрачных, с трудом уловимых, весьма кратковременно существующих эфемерных молекулярных образований. Так же как типы ядерных радиоактивных превращений бывают разнообразными, так и короткоживущие молекулы (двухатомные, многоатомные) исчезают, изменяясь разными путями (дисмутируют, днмеризуются, конденсируются и т. п.). [c.295]

Успехи современной астрофизики определенно указывают, что эволюция звезд органически связана с атомно-ядерными превращениями в их недрах. На ранних этапах развития Вселенной основным строительным. материалом для образования атомов химических элементов был водород, и поныне господствующий в звездном мире и рассеянном межзвездном веществе. Естественный синтез химических элементов в истории Вселенной заключался в образовании сначала легких, потом средних и в заключение самых тяжелых трансурановых элементов путем различного типа ядерных реакций в недрах массивных звезд. Современная распространенность элементов и их изотопов явилась результатом наложения ряда ядерных реакций, а не единого одноактного процесса. Современная теория происхождения химических элементов разработана в основном английскими астрофизиками Дж. Бэрбидж, М. Бэрбидж, Ф. Хойлем и В. Фаулером. Синтез наиболее тяжелых элементов, включая трансурановые, произошел накануне формирования Солнечной системы [11]. Сравнение распространенности элементов в метеоритах, на Солнце и в космических лучах представлено в табл. 36 на основании обширной сводки, сделанной в 1975 г. В. Тримбл. [c.77]

Активационный анализ — метод определения качественного и количественного состава исследуемых объектов путем измерения радиоактивного излучения ядер, возбуждаемых в процессе индуцированных ядерных превращений. Для воздействия на ядра элементы облучают различными ядер ными частицами и жесткими у-кваптами. Ядерные взаимодействия бомбардирующих частиц разных типов различаются по характеру и сложности протекающих процессов. Это в свою очередь порождает специфические проблемы, которые надо иметь в виду при использовании облучений ядерными частицами и у-квантами для анализа. [c.15]

Предполагается, что после первичного акта нуклеосинтеза, породившего ядра элементов, из которых состоит мир, на Земле не происходило никаких ядерных реакций, кроме спонтанного распада радиоактивных ядер и процессов, происходящих вследствие облучения поверхности Земли космическими лучами, что может быть учтено и слабо влияет на концентрацию тяжёлых делящихся изотонов. Конечно, нельзя исключить а priori того, что внутри планеты могут происходить ядерные реакции вынужденного типа, и продукты таких ядерных превращений окажутся на поверхности вследствие геологических явлений. Однако постоянство изотопного состава находимых в земной коре урана и свинца — конечного продукта распада урана — позволяет рассматривать эволюцию тяжёлых изотопов как непрерывный процесс их спонтанного распада. [c.122]

Ядерные реакции могут протекать как с медленными, так и с быстрыми нейтронами. С медленными нейтронами осуществляется реакция п, у с образованием изотопа исходного элемента мишени. При этом отделение образовавшегося радиоактивного изотопа от материнской мишени можно осуществить только в том случае, если можно воспользоваться эффектом отдачи, т. е. использовать для облучения сложные соединения типа солей кислородных кислот, комплексных или внутрикомплексных соединений, органич е-ских соединений, в которых радиоактивный изотоп после ядерной реакции находится в иной химической форме, чем исходный элемент в мишени. Отделение возможно и в том случае, если материнский и дочерний изотопы находятся после ядерного превращения в разных фазах.. Например, материнский изотоп взят в виде суспензии, а дочерний оказывается в растворе или материнский осажден на ионите в виде комплекса, а дочерний появится в ионном состоянии и легко смывается с колонки. С некоторыми легкими ядрами медленные нейтроны реагируют по п, р- и п, а-реакциям с образованием элементов с меньшим порядковым номером, чем у элемента мишени, например из лития получается тритий по реакции Ы(п, а) Н. Кроме того, по п, у-реакции может идти образование изотопа элемента с порядковым номером на единицу большим, чем у исходного элемента мишени, путем захвата нейтрона с последующим распадом получившегося радиоактивного изотопа. [c.233]

Чтобы практически использовать радиоактивный распад, необходимо иметь данные о скорости ядерных превращений и об энергии испускаемого излучения. Превращение определенного ядра можно рассматривать лишь статистически следовательно, нельзя описать математически поведение одного отдельного ядра, а только поведение большого количества ядер одного сорта. Экспериментально доказано, что количество ядер, распадающихся в единицу времени, не зависит от давления, температуры или вида химической связи Далее, было установлено, что скорость превращения для всех атомов определенного типа одинакова и в каждый момент времени пропорциона,яьна наличному количеству атомов М, следовательно, [c.27]

Радиохимич. методы нашли широкое применение при исследовании закономерностей, изучаемых другими химич. дисциплинами — коллоидной химией, термодинамикой, химич. кинетикой и пр. Методич. особенностью Р. является определение элементов и изотопов по их радиоактивному излучению или по продуктам ядерных превращений. Это позволяет не только простым способом определять количество того или иного изотопа в исследуемом веществе, но часто и выполнять изотопный и элементный анализы смеси, пользуясь различием радиоактивных свойств отдельных изотопов. Поэтому радиометрич. методы играют очень большую роль в Р. Идентификацию и определение изотопов производят измерением активностей всех типов радиоактивных излучений — альфа-, бета-частиц, гамма-квантов, электронов конверсии, осколков деления. Наибольшее распространение получили счетчики радиоактивных излучений, хотя в отдельных случаях используются калориметры, радиометры и прочие приборы интегрального типа, а такше специальные ядерные фотоэмульсии, регистрирующие проходящие заряженные частицы (см. Радиография). [c.246]

Кроме различных упомянутых выше ядерных превращений, существует еще один вид превращения, имеющий особую важность. Это — деление ядра. Деление состоит в расщеплении тяжелого ядра на два или более осколка средней величины с одновременным испусканием неск9льких нейтронов. Процесс деления наблюдается только для тяжелых элементов и вызывается практически все-тли типами бомбардирующих частиц. Среди них наибольшее значение имеет деление, вызываемое нейтронами. Такое деление известно как для быстрых, так и для медленных нейтронов. Большинство расщепляющихся изотопов восприимчиво к делению только от действия быстрых частиц. Некоторые изотопы, од-цако, расщепляются не только под действием быстрых, но и тепловых нейтронов, и поперечные сечения деления в этих случаях значительно большие, чем таковые в случае деления быстрыми частицами. Для поперечное сечение деления при действии тепловыми нейтронами, имеющими скорость 2200 м1сек, равно 580 барн, а для — основной составной части природного урана — поперечное сечение деления тепловыми нейтронами равно нулю. Значение 580 барн значительно больше, чем можно было бы ожидать для поперечного сечения реакции в случае быстрых бомбардирующих частиц, которое должно быть меньше геометрического поперечного сечения ядра-мишени. [c.417]