Возраст Зем. 26.3. Искусственная радиоактивность

Как уже отмечалось, в настоящее время получено более 1200 искусственно-радиоактивных изотопов. Однако в природных условиях они практически отсутствуют. Причина этого нам теперь ясна период полураспада подобных радиоактивных изотопов, как правило, очень невелик и за время существования Земли они все успели распасться. Сохраниться смогли только такие радиоактивные изотопы, которые имеют огромные, соизмеримые с возрастом Земли (3,5- 10 лет) периоды полураспада. [c.385]

Однако уже в 1928 г., еще до открытия искусственной радиоактивности, Панет [29] отметил появившуюся тенденцию определять тематику радиохимии по используемым в ней методам исследования. Поскольку радиоэлементы химически различны, они не могут рассматриваться сообща с химической точки зрения так же, как, например, металлы платиновой группы. Общим свойством этих элементов является скорее то, что ввиду огромной интенсивности испускаемого ими излучения ионизационные методы решительно преобладают в радиохимии над всеми остальными. Уже Содди указывал в своей книге По мере того как скорости превращений возрастают и количества вещества становятся все [c.5]

С некоторого времени в стратосфере образовался устойчивый запас искусственных радиоактивных веществ (см. гл. IX), состоящий преимущественно из долгоживущих изотопов (Сз , Зг , Се . ) Эти вещества медленно поступают в нижние слои атмосферы и отнести нх к определенному возрасту затруднительно. [c.26]

В те же годы, когда была открыта искусственная радиоактивность при а-бомбардировке, в ряде лабораторий были развиты методы ускорения ионов водорода и гелия до скоростей, при которых они способны возбуждать ядерные реакции. Открытие в 1932 г. нейтронов и выделение в 1933 г. дейтерия дало в руки исследователей еще две новые бомбардирующие частицы, которые оказались весьма эффективными для получения искусственных радиоактивных изотопов. В результате число новых искусственных радиоактивных изотопов быстро возрастает в 1937 г. стало известно 200 изотопов, в 1944 — около 450 в 1949 — примерно 650, в 1954 — около 1000, в 1963 — более 1300. В настоящее время у каждого элемента известен по крайней мере один радиоактивный изотоп, в некоторых случаях их число достигает 20 и более. Периоды полураспада лежат в пределах от миллисекунд до многих миллионов лет. Многие искусственно полученные радиоактивные вещества нашли важное применение в химии, физике, биологии, медицине, промышленности. [c.24]

Для свинца известно иять стабильных изотопов. Три из них являются конечными продуктами радиоактивного распада урана, актиния и тория. Поэтому изотопный состав свинца весьма различен для разных месторождений и может служить критерием геологического возраста породы. Кроме того, существует еще пять радиоактивных изотопов свинца, два из которых — 20 Pb (71/2=3,3 часа) и °РЬ Тц<2= = 23,3 года)—получают искусственно в ядерных реакторах. [c.200]

Р. могут быть природными (естественными) или искусственно полученными (техногенными). Природные Р. бывают долгоживущими (значения 7, ,, сопоставимы с возрастом Земли) и короткоживущими. Прир. короткоживущие Р. либо являются членами прир. радиоактивных рядов (эти Р. постоянно образуются в цепочках радиоактивных превращений), либо непрерывно образуются в результате ядерных р-ций, вызываемых космич. излучением (напр., ядра С непрерывно образуются в результате взаимод. нейтронов [c.170]

РАДИОАКТИВНЫЕ РЯДЫ (радиоактивные семейства), группы радионуклидов (радиоакт. изотопов), в к-рых каждый последующий возникает в результате а- или р-распада предыдущего. Каждый ряд имеет родоначальника (нуклид с наиб, периодом полураспада Г ) и завершается стаб. нуклидом. Различают четыре Р. р., родоначальниками к-рых являются Th, и, и (существуют в природе) и Массовые числа нуклидов, относящихся к каждому из этих рядов, можно выразить общими ф-лами соотв. 4и, 4м + 1, Ап -i- 2, 4п + 3, где и — нек-рое целое число. Для родоначальников первых трех рядов составляют неск. млрд. лет и соизмеримы с возрастом Земли. Для Np Tif = = 2,14-10 лет все члены этого ряда получены искусственно. [c.490]

Изотопы рассматриваемых элементов привлекают к себе внимание с двух сторон с одной стороны, природные радиоактивные изотопы, в данном случае позволяют устанавливать возраст горных пород с другой стороны, искусственные изотопы рубидия и цезия образуются при расщеплении урана в реакторах и при других ядерных реакциях. [c.458]

Радионуклиды могут быть природными (естественного происхождения) или искусственно полученными (техногенного происхождения). У природных долгоживущих радионуклидов период полураспада сравним с возрастом Земли, поэтому они не представляют интереса для аэрозольного ФИЭ. Природные короткоживущие радионуклиды либо являются членами радиоактивных рядов, либо непрерывно образуются за счёт ядерных реакций под действием [c.275]

Масса радиоактивных изотопов, у которых период полураспада меньше возраста Земли (3,5-10 лет), со временем убывает. Так, на-при/мер, количество изотопа К-40 (ti/. = 1,26-10 лет) в доступной исследованию части земной коры уменьшилось почти в 7 раз, изотопов многих элементов практически уже нет (А 1-26, РЬ-205, все изотопы технеция и др.). В настоящее время все эти изотопы (и множество новых, не встречающихся в природе), изготовляются искусственно ( 5). [c.19]

Некоторые естественные радиоактивные элементы имеют в основном постоянный изотопный состав следовательно, отношение количества радиоактивного изотопа ко всей массе элемента является обычно постоянным для всех образцов независимо от их происхождения или возраста (если, конечно, искусственно не изменен естественный изотопный состав). Количества таких элементов, как калий, рубидий, самарий, лютеций, рений, франций и уран, можно определить по измерениям радиоактивности. Изотопный состав других естественных радиоактивных элементов изменяется в зависимости от возраста и происхождения образца. Полоний, радон, актиний и протактиний состоят каждый из одного изотопа с относительно большим периодом полураспада и одного или нескольких изотопов с относительно короткими периодами полураспада. Так как обычно большая часть массы элемента состоит из изотопа с большим периодом полураспада, то измерение радиоактивности этого изотопа после распада изотопов с короткими периодами полураспада может служить надежной мерой количества всего имеющегося элемента. Радий и торий также обычно представляют собой смеси одного изотопа с большим периодом полураспада и нескольких изотопов с относительно короткими периодами полураспада, но распад этих изотопов с короткими периодами полураспада происходит в течение долгого времени (месяцы или годы). Тем не менее были разработаны методы для определения количеств изотопа с большим периодом полураспада. Они основаны или на измерениях радиоактивности продуктов распада, или на введении поправок на радиоактивность изотопов с короткими периодами полураспада после определения изотопного состава элемента. Содержание естественных радиоактивных изотопов в таллии, свинце и висмуте настолько мало и изменяется в таких широких пределах, что не существует аналитических методов, основанных на измерении естественной радиоактивности этих элементов. [c.73]

Изотопы с промежуточным атомным весом 36 и с атомными весами меньше 35 и больше 37 в природном хлоре не обнаружены, но некоторые из них получены искусственно, в частности путем облучения предварительно разделенных изотопов С1 и С1 нейтронами. Так как при поглощении нейтрона ядром заряд ядра не изменяется, хлор при этом остается хлором, но атомный вес его возрастает на единицу за счет веса (массы) поглощенного нейтрона. Таким образом, из С1 получается СР, а из СР —Оба искусственных изотопа хлора оказались сильно радиоактивными. Период полураспада С] (37,9799) составляет, например, всего 37,5 минуты. Отсюда понятно, почему в природном хлоре эти изотопы не содержатся. [c.319]

Наиболее значительное загрязнение воздуха у поверхности земли в районе Ленинграда наблюдалось ежегодно весной, подтверждая сезонный ход изменения концентрации радиоактивных продуктов искусственного происхождения в тропосфере. Измерения -активности суммы осколков деления, собранных на фильтр, производились на установках, проградуированных по осколочной смеси, а с октября 1959 г. (вследствие увеличения возраста радиоактивных продуктов) — по К . e i, Sr , в аэрозолях приземного слоя воздуха, собранных в 1960—1961 гг., не были обнаружены радиохимически, так же как и в выпавших в этот период атмосферных осадках. Отмечено общее резкое снижение уровня загрязненности тропосферы продуктами деления к концу периода наблюдения, свидетельствующее о значительном сокращении стратосферных запасов радиоактивных продуктов. [c.211]

Общее число радиоактивных изотопов, искусственно полученных с помощью тех или других ядерных реакций, в настоящее время превышает 1200 и возрастает с каждым годом (общее число изотопов, встречающихся в природных условиях, для всех элементов составляет примерно 280). [c.457]

Все изотопы тория радиоактивны. Торий входит в состав многих минералов. Основным изотопом, встречающимся в природе, является Он имеет больщой период полураспада, сравнимый с возрастом земли. Многие изотопы тория встречаются в природе в малых количествах как продукты радиоактивного распада долгоживущих изотопов урана или тория. Некоторые изотопы тория могут быть получены только искусственным путем, находит практическое применение в атомной промышленности. Некоторые другие изотопы тория, например ионий также имеют практическое значение. Многие короткоживущие изотопы тория широко применяются в радиохимических лабораториях как радиоактивные индикаторы для приготовления эталонов [c.5]

Поиски радиоактивного элемента в природе могут оказаться успешными, лишь если период полураспада изотопов этого элемента (или других радиоактивных изотопов, при распаде которых возникают изотопы искомого элемента) близок к возрасту Земли (несколько миллиардов лет). Радиоактивные изотопы с более короткими периодами полураспада, если они и существовали раньше на Земле, уже давно распались, и сейчас остаётся лишь путь их искусственного приготовления. [c.90]

Но это не исчерпывало ещё всех возможностей искусственного получения новых элементов. Граница периодической системы в области лёгких ядер задана водородом, ибо не может быть элемента с зарядом ядра меньше единицы. Но в области тяжёлых ядер эта граница отнюдь не задана ураном. В самом деле, отсутствие в природе более тяжёлых, чем уран, элементов говорит только о том, что периоды полураспада таких элементов значительно меньше возраста Земли. Поэтому среди трёх древ естественного радиоактивного распада, включающих изотопы с массовыми числами А = 4п, 4л- -2 и 4 4-3, сохранились лишь ветви, начинающиеся долгопериодными изотопами ТЬ , и 2 и Все короткопериодные ветви, образно выражаясь, высохли и отвалились в незапамятные времена. Кроме того, полностью высохло и погибло четвёртое древо радиоактивного распада, включающее изотопы с массовыми числами Л = 4га + 1, если когда-либо и были на Земле изотопы этого ряда. [c.109]

Потоки очень быстрых нейтронов, получаемые с помощью циклотрона, дают возможность получать искусственные изотопы и других элементов. Обычно процесс протекает в этом случае по следующей схеме нейтрон поглощается ядром атома с образованием изотопа, обладающего массой, на единицу большей этот вновь образовавшийся изотоп претерпевает с гой или иной скоростью дальнейшее превращение, боль1цей частью с выделением -лучей. Так получается, например, искусственный радиоактивный изотоп натрия цМа , период полураспада которого т = 14,8 часа. -Общее число радиоактивных изотопов, искусственно полученных в настоящее время, достигает 600 и возрастает с каждым годом (общее число изотопов, встречающихся в природных условиях, для всех элементов составляет примерно 280). [c.416]

В дальнейшем возникла необходимость изменения такого определения. В 1919 г. Резерфорд и его сотрудники по Кавендишской лаборатории в Кембридже (Англия), где усиленно изучалось явление радиоактивности, сообщили, что им удалось превратить атомы азота в атомы кислорода путем бомбардировки азота альфа-частицами (ядрами гелия), испускаемыми с большими скоростями атомами радия. Начиная с 1930 г. исследования в области искусственной радиоактивности были весьма успешными, и ныне работы в этой области физики проводятся наиболее активно. К настоящему времени почти каждому элементу удалось сообщить радиоактивность и превратить его в другие элементы путем бомбардировки частицами, движущимися с большими скоростями одновременно с этим происходит накапливание данных, характеризующих свойства атомных ядер. Результаты этих работ позволяют теперь утверждать, что элемент нельзя превратить в другой элемент обычными химическими методами. Открытие новых явлений могло привести к сомнениям в отношении правильности разделения веществ на элементарные вещества и соединения, если бы не тот факт, что наши знания в области строения и свойств атомов за последние годы также быстро возрастали. В данной книге автор не пользуется ни одним вариантом из прежних определений, а ограничивается приведенным в начале рассматриваемой главы определением элемента как вида вещества, представленного атомами определенного вида, а именно атомами с одинаковым атом1шм номером. [c.78]

В качестве источника излучения также используйся изотопный нейтронный калифорниевый источник (С ) С 14 -16]. В этом случае анализируемую пробу заливают в специальную кювету окружающую источник. Выход нейтронов достигает 5,9 10 н/см -с, время облучения соответственно возрастает до 5-15 мин. Для наведения искусственной радиоактивности пробы предлагается использовать ампульные нейтронные источники [8]. В качестве детектора -спектрометра чаще всего сообщается об использовании. / аЗ (Те) -детектора [11,14,16,17]. Достаточно широко также используются С-е (Ь1) -детекторы С9,15,18]. [c.4]

ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (за-урановые элементы) — радиоактивные химические элементы, расположенные вслед за ураном в конце периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Т. э. имеют п. н. 93—103, принадлежат к группе актиноидов. Все изотопы Т. э. обладают периодами полураспада, значительно меньшими, чем возраст Земли, поэтому они отсутствуют в природе и получаются искусственно посредством различных ядерных реакций. Исследование физических свойств Т. э. показало, что они аналоги лантаноидов. Из всех Т. э. наибольшее значение имеет зврц как ядерное топливо, используется в изотопных источниках тока, применяемых для питания радиоаппаратуры на спутниках и др. [c.253]

В настоящее время для любого элемента искусственно получены радиоактивные изотопы. Поэтому под радиоактивными элементами понимают такие, которые не имеют ни одного стабильного изотопа. Радиоактивные элементы в свою очередь подразделяются на естественные (встречающиеся в природе) и синтезированные, изотопы которых в природе не встречаются. В основном радиоактивными являются тяжелые элементы, расположенные в конце периодической системы после висмута. Висмут является последним стабильным элементом в системе, поскольку у него достигается предельное соотношение числа нейтронов и протонов (Л /2= 126/83 = 1,518), еще обеспечивающее стабильность ядра. У элементов с 2>83 число нейтронов в ядре слишком велико и начинает сказываться нестабильность самого нейтрона. Лишь два элемента — технеций (№ 43) и прометий (№ 61) — не подчиняются этому правилу. И их нестабильность связана с другим обстоятельством (см. ниже). Отсутствие в природе Тс, Рт и всех злементов, расположенных после урана, связа1ю с двумя причинами. Во-первых, их периоды полураспада меньше, чем возраст Земли, и за время существования планеты все их наличное количество успело исчезнуть. Во-вторых, эти элементы не являются членами естественных радиоактивных рядов , поэтому их запас не возобновляется за счет радиоактивного равновесия. [c.427]

Трансурановые элементы (заурановые элементы) — радиоактивные химические элементы, расположенные вслед за ураном в периодической системе Д. И. Менделеева. Атомные номера 93. Большинство известных трансурановых элементов (93—103) принадлежит к числу актиноидов. Все изотопы их имеют период полураспада значительно меньший, чем возраст Земли. Поэтому Т. э. практически отсутствуют в природе и получаются искусственно посредством различных ядерных реакций. Первый из трансурановых элементов нептуний Np (п. н. 93) был получен в 1940 г. бомбардировкой урана нейтронами. За ним последовало открытие плутония (Ри, п. н. 94), америция (Ага, п. н. 95), кюрия (Сга, п. н. 96), берклия (Вк, п. н. 97), калифорния( f, п. н. 98), эйнштейния (Es, п. н. 99), фермия (Рш, п.н. 100), менделевия (Md, п. н. 101), нобелия (No, п. н. 102), лоуренсия (Lr, п. н. 103) и курчатовия (Ки, п. н. 104). Так же получены Т. э.с порядковым номером 105— 106. Более или менее полно изучены химические свойства Т. э. Криста.члографи-ческне исследования, изучение спектров поглощения растворов солей, магнитных свойств ионов и других свойств Т. э. показали, что элементы с п. н. 93—103 — аналоги лантаноидов. Из всех Т. э. наибольшее применение нашел Ри как ядерное горючее. [c.138]

Искусственная составляющая радиоактивности осадков в основном связана с вымыванием космогенных и техногенных радионуклидов из атмосферы. Это является главным механизмом ее очищения от радиоактивности, так как выпадение аэрозолей из атмосферы по площадям обычно соответствует количеству выпавших осадков [32]. Так, Ве (53,3 суг.) и °Ве (1,5 10%ет), образующиеся при спаллации ядер азота и кислорода, сорбируются аэрозолями и затем вымываются из атмосферы осадками. Радионуклид Ве накапливается в снеге и льде (до Ю" атомов на 1 г вещества), проникает в озера и океаны, откладьшается в донных осадочных породах и часто является основой для определения возраста морских и океанических отложений. В грунте и в водах океанов его содержание достигает Ю атомов на 1 г вещества, что составляет по удельной активности 137 Бк/т. Образующийся по реакции ( , р) С радиоуглерод с, как и стабильный углерод С, входит в состав молекулы СОг, которая поглощается растениями, а затем и животными, питающимися этими растениями. Содержание С в живом веществе обусловливает его радиоактивность 16,6 распадов в минуту на 1 г природного углерода. В различных рассматриваемых объектах (деревья, животные, атмосфера) концентрация изотопа " с одинакова в любой точке планеты из-за процессов перемешивания, протекающих в атмосфере. Если живой организм погибает, то со временем равновесие нарушается, поскольку прекращается изотопный обмен, и содержание С понижается с периодом полу- [c.153]

Действие -частиц радиоактивных элементов и искусственно ускоренных электронов в общих чертах аналогично действию электромагнитного излучения высокой энергии. Колеман и Бом [69] измеряли сопротивление пленок полистирола, подвергнутых р-облучению со стороны слоя, содержащего Когда к полистиролу было приложено напряжение 1500 в, в течение нескольких минут наблюдалось падение сопротивления до минимума, равного 2- 10 ом см. Это значение удерживалось без изменения в течение нескольких часов, после чего сопротивление вновь начинало возрастать. Возрастание шло пропорционально квадратному корню из времени при продолжающемся постоянном 6-облучении. По-видимому, первоначально созданные свободные электроны начали захватываться ловушками, образованными под действием облучения. Фенг и Кеннеди [70] изучали изменение проводимости полистирола, полиэтилена и политетрафторэтилена под действием -излучения от источника 5г9о—уз°. Они преодолели трудность измерения наведенного тока в присутствии р-тока (который мог по величине превосходить его), измеряя предельный потенциал, получившийся за счет прохождения -частиц. При измерении в вакууме наблюдались напряжения до 88 кв. Были выведены соотношения для вычисления ожидаемых напряжений, исходя из предположения, что проводимость диэлектрика пропорциональна концентрации ионов, созданных излучением, и что эти ионы исчезают только путем бимолекулярной рекомбинации. Это предположение основывается на наблюдении, что в принятых условиях проводимость [c.81]

В январе 1934 г. супруги Фредерик Жолио и Ирэн Жолио-Кюри, бомбардируя алюминий, бор и магний а-частицами, испускаемыми полонием, получили искусственно три радиоактивных элемента. Почти одновременно Э. Ферми сообщил о своих исследованиях над бомбардировкой атомов медленными нейтронами. Он заметил, что захват нейтрона элементом сопровождается испусканием а-частиц, испусканием р-частиц или же выделения частиц не происходит. В этом последнем случае, поскольку при захвате нейтрона атомный вес (ма1Ссовое число) возрастает на единицу, образуется изотоп исходного элемента. [c.422]

Изотопы, атом, валентность.Природный У. состоит из смеси стабильных изотопов С (98,892%) и С (1,108%). В атмосфере в количестве ок. 2-10 ° вес. % присутствует также радиоактивный изотоп С (Тч = = 5,6-10 лет, Р), к-рый постоянно образуется в верхних слоях атмосферы при действии нейтронов космич. излучения на изотоп азота N1 по реакции N1 (п,р) С и участвует в круговороте У. Определение уд. активности С1 в углеродсодержащих остатках биогенного происхождения позволяет судить об их возрасте (см. Возраст геологический абсолютный). С является также одним из наиболее широко применяемых изотопных индикаторов. Искусственно Сполучают длительным облучением азотсодержащих мишеней [обычно ВезКа или Са(КОз)2] мощным потоком нейтронов в ядерном реакторе. После облучения вещество мишеней переводят с помощью химич. операций в Ba Oз И.1И Ка2С1 0з. В меньшей степени в качестве изотопного индикатора используется С . Получен также ряд короткоживущих радиоактивных изотопов У., не имеющих практич. значения (см. Изотопы). Сечение захвата тепловых нейтронов атомом У. 0,0045 барн. [c.153]

Lu , Hfl , Tai8o, W o, Reie Pt o, Pti — m. цветную вклейку в ст. Изотопы). Число известных примеров такого рода возрастает по мере усовершенствования методов регистрации очень слабой радиоактивности, и не исключено, что со временем будет доказана радиоактивность еще многих природных изотопов. Исследования же в областн трансурановых элементов, несомненно, еще приведут к получению новых искусственных Р. э. [c.239]

Области использования масс-спектрометрических методов многообразны. С помощью масс-спектрометрии были открыты изотопы, а впоследствии был установлен изотопный состав всех элементов периодической системы, измерены с высокой точностью массы атомов, молекул и их дефекты, исследованы изменения изотопного состава легких элементов, происходящие под влиянием физико-химических процессов в природе, измерен абсолютный возраст геологических образований по накоплению изотопов свинца, стронция и аргона, выявлена тождественность изотопного состава элемента в земных и космических веществах, в отдельных случаях были определены периоды полураспада радиоактивных изотопов. Этн методы сыграли важную роль в становлении технологии искусственного разделения изотопов и степени их обогащения в связи с задачами атомной энергетики. Масс-спектрометрические методы используются в количественном химическом анализе при исследовании много-компонеитных газовых смесей, для определения микросодержания газовых примесей в твердых веществах, а в сочетании с изотопным разбавлением с их помощью удается обнаружить примеси инородных атомов в чистых веществах с высокой чувствительностью и точностью. [c.12]

Другие природные радиоактшшые изотопы. Так называемые первичные долгоживущие радиоактивные изотопы, сохранившиеся со времени генезиса ядер и не возникающие более в ходе каких-либо новых процессов, не являются единственными радиоактивными изотопами, наблюдающимися в природе. Кроме них, следует отметить прежде всего короткоживущие дочерние продукты последовательных процессов распада первичных радиоизотопов — и и ТЬ . Некоторые из них, например ионий (ТЬ , 1/2 = 7,5-10 лет) и радий (Ва , = 1622 годам), оказались весьма полезными для определения возраста ряда объектов, например океанических осадков [2, 8]. Свойства этих изотопов, а также радиоактивных загрязнений, искусственно внесенных в атмосферу земли при испытаниях ядерного оружия, здесь рассматриваться не будут. Общеизвестно вредное действие радиоактивных загрязнений атмосферы. Метеорологи использовали атмосферную радиоактивность для проведения некоторых научных исследований. В частности, оказалось возможным исследовать времена смешивания атмосферных течений между северным и южным. [c.498]

Семейство нептуния состоит из относительно неустойчивых элементов. В природе их нет — они все уже распались, но искусственно эти элементы могут быть получены из иеитупия. Сам нептуний был получен искусственным путем, после этого стало возможным подробно исследовать продукты его распада. Число элементов, у которых обнаруживается слабая радиоактивность, возрастает по мере совершенствования техники исследовання. Слабая естественная активность обнаружена у самария, неодпма, доказана радиоактивность отдельных изотопов калия К, хрома Сг, олова 2 5п, ванадия рубидия КЬ, церия Се, платины °Р1, кальция Са и др. Всего около 50 элементов имеют естественные радиоактивные изотопы. Высказывалось предположение, что вообще ядра всех элементов в той или иной мере неустойчивы и рано или поздно должны распасться. Однако известны очень прочные ядра, не обнаруживающие никаких признаков расщепления и радиоактивности. К таким ядрам относится, в частности, ядро фтора [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология