Ядерные превращения и их виды

ЭНЕРГИЯ — общая количественная мера различных видов движения, взаимодействия и превращения материи ее главные разновидности, или формы механическая, тепловая, электромагнитная, химическая, гравитационная, ядерная одни виды энергии могут превращаться в другие в строго определенных количественных соотношениях при всех превращениях энергии общее количество ее не изменяется закон сохранения энергии — один из основных законов естествознания. [c.409]

Другой способ вызвать превращение ядра заключается в его бомбардировке нейтроном или каким-нибудь другим ядром. Осуществляемые таким способом ядерные реакции называются ядерными превращениями. Подобное превращение происходит, например, когда ядро хлора-35 бомбардируют нейтроном ( п) при их столкновении образуются ядра серы-35 и протон ( р или Н). Ядерное уравнение этой реакции имеет вид [c.245]

При облучении ядер атомов заряженными частицами высокой энергии, например протонами или а-частицами (энергия порядка нескольких сот МэВ), возникает новый вид ядерных превращений (скалывание). При этом наряду с ядром более легкого радиоактивного элемента образуются нуклоны с различной массой. [c.304]

Торий, уран и плутоний находят значительное применение в виде ядерного топлива в ядерных реакторах. Плутоний получается в результате ядерных превращений урана. Выделение плутония из реактора, отделение его от урана и других образующихся в реакторе элементов представляет собой сложную совокупность химических реакций, блестяще разработанную трудами многих химиков и радиохимиков. [c.289]

Характерной особенностью физических методов анализа и аналитических процессов, лежащих в их основе, является высокая разрешающая способность , которая проявляется в дискретности характеристических сигналов (см рис. 4,5), регистрируемых в виде линейных спектров или острых пиков. Эта особенность присуща большинству ядерно-физических (ЯМР, активационный анализ) методов, а также методам рентгеновской, атомно-эмиссионной и абсорбционной спектроскопии. Причина высокой разрешающей способности этих методов — в относительно высоких значениях характеристических квантов энергии, сопровождающих переход из возбужденного состояния в основное (или наоборот) в процессе ядерных превращений и при переходах электронов на близких к ядру уровнях. Следствием высокой разрешающей способности физических методов является их высокая специфичность, проявляющаяся в почти полном отсутствии эффектов наложения сигналов элементов друг нз/друга. Однако нередко на основные сигналы накладываются сигналы сопутствующих процессов. Так, хотя спектральная линия атомного поглощения элемента характеризуется шириной не выше 0,1 нм, на нее часто накладывается спектр молекулярного поглощения соединений, образуемых элементом основы (матрицы) в условиях атомизации. [c.15]

Элементарные частицы являются составными единицами атомов химических элементов (нуклоны и электроны) или образуются в процессе ядерных превращений. Основные характеристики элементарных частиц—масса покоя, заряд, механический момент (спин). Все многообразие природы земного шара и биосферы определяется комбинацией довольно ограниченных видов элементарных частиц. С точки зрения геохимии представляют интерес три элементарные частицы электрон, протон и нейтрон как составные части атомов. Свойства этих частиц приведены в табл. 15. [c.27]

Здесь над стрелкой указан вид ядерных превращений (пу - захват нейтрона, сопровождаемый испусканием у-кванта р - р-рас-пад), а под стрелкой - период полураспада изотопа. [c.391]

Радиоактивность. Существует три основных вида самопроизвольных ядерных превращений. [c.85]

В упоминавшихся ядерных реакциях выходы продуктов несоизмеримо малы по сравнению с выходами при обычных химических реакциях, так как при очень малых размерах атомного ядра вероятность попадания в него бомбардирующей частицей также очень мала. Вследствие этого только несколько частиц из миллиона достигают цели все же остальные частицы растрачивают свою энергию на другие процессы. Именно поэтому этот вид ядерных превращений и не мог быть применен для использования ядерной энергии, хотя во многих реакциях каждое отдельное взаимодействие сопровождается выделением энергии. Изучение различных ядерных реакций чрезвычайно обогатило наши знания об атомном ядре и сильно продвинуло науку по пути к возможности использования тех громадных запасов энер- гии, которые заключены в ядре атома. [c.416]

Как известно, для осуществления элементарной химической реакции необходимо преодолеть энергетический барьер. Это достигается при помощи тепла, света, химической, ядерной и других видов энергии. Энергия, выделяющаяся при ядерном превращении, всегда в десятки тысяч или миллионы раз превосходит величину этого барьера. Это обстоятельство является главной особенностью химических процессов, протекающих под действием излучений. Вторая особенность радиационно-химических реакций — более низкое значение энергии активации по сравнению с обычными химическими реакциями. Этим объясняется повышение скоростей реакций под действием излучений. [c.269]

Лучи образуются при некоторых видах ядерных превращений, когда одно ядро преобразуется в другое. Удобным источником у-лучей является Со , который эмиттируя один электрон и два 7-кванта с энергиями 1,332 и 1,172 Мэе, переходит в N1 с временем полураспада 5,27 года. Этот распад идет по схеме [c.320]

Разделение бария и радия с помощью дробной кристаллизации сыграло исключительно важную роль в открытии процесса деления ядер урана. Знания, накопленные в области процессов изоморфной сокристаллизации, позволяли однозначно решить вопрос о химической природе одного из радиоактивных продуктов, возникавших в ничтожно малых количествах при облучении урана нейтронами, и тем самым прийти к выводу, что в данном случае наблюдается особый вид ядерного превращения — деление урана. [c.89]

Для выделения нового элемента, возникающего при ядерном превращении, из основной массы материнского вещества (мишени) удобно пользоваться электрохимическими методами лишь при условии, если образующийся радиоактивный изотоп более благороден, чем облучаемый материнский элемент. В этом случае необходимо иметь в виду разницу концентраций элемента мишени и образующегося радиоактивного элемента. [c.155]

Известно, что радиоактивные атомы, получающиеся в результате ядерных превращений, частично оказываются в химическом соединении, в котором произошло их образование (в виде так называемого материнского соединения). Например, при облучении нейтронами галоидопроизводных органических соединений значительная - доля радиоактивного галоида, образующегося по [c.149]

Вторичное удержание. Удержание не может являться только результатом сохранения молекул. Это следует из величин энергий отдачи, значительно превышающих энергии связи атомов в молекулах, и больших величин удержания в подавляющем большинстве ядерных превращений. Вторичное удержание является результатом химических реакций атомов отдачи с атомами среды, в которой они зарождаются и движутся. Это видно из того, что наряду с материнской молекулой радиоактивные атомы оказываются в виде молекул, которые являются продуктами замещения других атомов и атомных групп в материнской молекуле на атомы отдачи. Например, при облучении нейтронами бромистого этила Вг(и, у) Вг наряду с радиоактивным бромистым этилом образуется дибромэтан — продукт замещения водорода на атомы отдачи брома, из анилина при облучении нейтронами N(/1, р) С образуются содержащие С молекулы анилина, метиланилина и толуола — продукты замещения на атомы отдачи С углерода, водорода и азота [c.151]

Применяя в последующем для выражения уравнениями ядерных превращений обычную химическую символику, мы будем иметь в виду, что химические символы приписанным к ним сверху атомным весом, а снизу слева порядковым номером) впредь будут изображать не цельный атом, а лишь его ядро. [c.126]

Ядерное деление природного урана было открыто в камере Вильсона, в которой было заключено большое количество пластин, покрытых окислом урана, с целью обеспечить более легкую наблюдаемость ядерных превращений. Ядерное деление регистрируется в виде следов по обе стороны от пластинки, исходящих из одной и той же точки ее и направленных в прямо противоположные стороны. Период полураспада урана по схеме ядерного деления Флеров и Петржак определили в 100—200 млрд. лет. [c.131]

Уран — первый элемент, а котором удалось осуществить искусственное ядерное превращение в виде взрывообразной цепной реакции. [c.479]

Число элементов, открытых в природе и в продуктах искусственно вызванных ядерных превращений, в настоящее время равно 98. За период, протекший со времени открытия радиоактивности в 1896 г., найдено 22 элемента, причем 15 из них было открыто с помощью радиохимических методов . Столь важнаЯ роль радиохимических методов объясняется тремя причинами. 1) Большая чувствительность методов обнаружения ионизирующего излучения радиоактивных веществ обычно позволяет открывать чрезвычайно малые количества таких веществ. 2) Почти все 15 элементов, открытых радиохимическими методами (за исключением технеция и прометия), имеют атомные номера Z большие 83 (висмут) и повидимому, существуют лишь в виде радиоактивных изотопов. 3) Элементы,, которые не были обнаружены в природе, были выделены из продуктов ядерных превращений и идентифицированы методами радиохимии. [c.146]

Радиоактивные ядра как продукты ядерных реакций. Первые ядерные превращения, в результате которых образовывались радиоактивные ядра, наблюдались в 1933 г. И. Кюри и Ф. Жолио, когда они бомбардировали а-частицами легкие ядра, такие, как бор, магний и алюминий. В этих опытах наблюдалось излучение нейтронов и положительно заряженных электронов, т. е. позитронов (е + ). Реакция алюминия с а-частицами имеет следующий вид [c.31]

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]

ИЗОМЕРНЫЙ ПЕРЕХОД И ДРУГИЕ ВИДЫ ЯДЕРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ [c.24]

При сильном увеличении в микроскопе след частицы в пластинке имеет вид пунктира из отдельных почерневших зерен фотографического слоя (серебро, восстановленное в процессе проявления из активированных прошедшей частицей кристалликов бромида серебра). Определяя число зерен на единицу пути, длину треков и отклонения от прямолинейности пути (угловое рассеяние), можно сделать существенные заключения о виде и энергии прошедшей через фотослой частицы. Правда, точное определение массы частицы и ее энергии не такое легкое, как в камере Вильсона, зато фотопластинка обладает некоторыми преимуществами суммирующим (кумулятивным) действием (пластинка может подвергаться воздействию данного излучения, например космических лучей, в течение длительного времени, скал ем, месяца), большой плотностью вещества фотослоя, благодаря чему путь частицы, не укладывающийся в камере Вильсона, сплошь и рядом прослеживается до конца в фотослое. Поэтому в фотопластинке удается наблюдать удивительные ядерные превращения, вызываемые, например, космическим излучением. [c.75]

Под выходом ядерной реакции подразумевают долю бомбардирующих частиц, вызывающих данную реакцию, или число ядерных превращений, приходящихся на одну бомбардирующую частицу. Обычно эта доля невелика, так, например, в случае реакции вида (а, р) лишь одна из нескольких десятков тысяч а-частиц вызывает реакцию, остальные просто теряют свою энер- [c.157]

Природные ресурсы. В природе встречаются только марганец и рений (в виде соединений). Технеций в природе не встречается, его получают искусственно с помощью ядерных превращений. Содержангге марганца в земной коре составляет 9-10 %, рениЯ 10- %. Важнейшее природное соединенне марганца — пиролюзит МиОо, Рений—один из нанболее редких и рассеянных элемеитов. Он содерл<птся в виде примесей в рудах различных металлов, п частности, в молибдените MoS . [c.544]

Первое искусственное осуществление ядерной реакции (Резерфорд, 1919) положило начало новому методу изучения атомного ядра. Открытие нейтронов (Чэдвик, 1932) привело к возникновению протонно-нейтронной теории атомных ядер, предложенной сначала Д. Д. Иваненко и Е, Н. Гапоном (1932) н в том же году Гейзенбергом. Вскоре Фредерик и Ирен Жолио-Кюри (1934) открыли явление искусственной радиоактивности В 1938 г. Хан и Штрассман осуществили деление атомного ядра урана, а в 1940 г. К. Д. Петржак и Г. Н. Флеров открыли явление самопроизвольного деления атомных ядер. В 40-х годах была осуществлена цепная ядерная реакция (Ферми) и вскоре был открыт новый вид ядерных превращений — термоядерные реакции. Дальнейшее развитие ядерной физики сделало возможным использование ядерной энергии. Позднее эти явления стали использовать при химических и биологических исследованиях. В настоящее время разрабатывается проблема осуществления управляемых термоядерных реакций. [c.19]

При недостаточно критическом применении второго закона термодинамики из него можно сделать принципиально неправильный вывод. Согласно второму закону, в изолированной системе во всех обратимых- процессах энтропия не претерпевает изменений, а в необратимых только возрастает. Поэтому, если течение необратимых процессов не исключено, то энтропия такой системы может только возрастать, и это возрастание должно сопровождаться постепенным выравниванием температуры различных частей системы. Если рассматривать вселенную в целом как систему изолированную (не вступающую ни в какое-взаимодействие с другой средой), то можно заключить, что возрастание энтропии должно привести в конце концов к полному выравниванию температуры во всех частях вселеггной, что означало бы, с этой точки зрения, невозможность протекания каких-нибудь процессов и, следовательно, тепловую смерть вселенной . Такой вывод, впервые четко сформулированный в середине XIX в. Клаузиусом, является идеалистическим, так как признание конца существования (т. е. смерти ) вселенной требует признаиид и ее возникновения. Статистическая природа второго начала термодинамики не позволяет считать его универсально применимым к системам любых размеров. Нельзя утверждать также, что второй закон применим к вселенной в целом, так как в ней возможно протекание энергетических процессов (как, например, различные ядерные превращения), на которые термодинамический метод исследования но может механически переноситься. В определенных видах космических процессов происходит возрастание разности температур, а не выравнивание их. [c.220]

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]

И. X. применяется для разделения катионов металлов, напр, смесей лантаноидов и актиноидов, 2г и НГ, Мо и W, КЬ и Та последние разделяют на анионитах в виде анионных хлоридных комплексов в р-рах соляной и плавиковой к-т. Щелочные металлы разделяют на катионитах в водных и водно-орг. средах, щел.-зем. и редкоземельные металлы-на катионитах в присут. комплексонов. Большое значение имеет автоматич. анализ смесей прир. аминокислот на тонкодисперсном сульфокатионите.в цитратном буфере при повыш. т-ре. Аминокислоты детектируют фотометрически после их р-ции с нингидрином или флюориметрически после дериватизации фталевым альдегидом. Высокоэффективная И. X. (колонки, упакованные сорбентом с размером зерен 5-10 мкм, давление для прокачивания элюента до 10 Па) смесей нуклеотидов, нуклеозидов, пуриновых и пиримидиновых оснований и их метаболитов в биол. жидкостях (плазма крови, моча, лимфа и др.) используется для диагностики заболеваний. Белки и нуклеиновые к-ты разделяют с помощью И. X. на гидрофильных высокопроницаемых ионитах на основе целлюлозы, декстранов, синтетич. полимеров, широкопористых силикагелей гидрофильность матрицы ионита уменьшает неспецифич. взаимод. биополимера с сорбентом. В препаративных масштабах И. х. используют для вьщеления индивидуальных РЗЭ, алкалоидов, антибиотиков, ферментов, для переработки продуктов ядерных превращений. [c.264]

Тосле того как Н превратится в Не, уменьшается число частиц при практически той же массе, однако повышаются температура и плотность системы в целом, так что сохраняется баланс по давлений). В свою очередь, когда возрастают температура и плотность, то в реакции начинает принимать участие Не, причем из трех Не рождается е С, а последний, соединяясь с Не, Н или нейтронами, образующимися при реакции ядерного взаимодействия, дает еще более тяжелые ядра. Что касается стабильности атомных ядер, то она увеличивается по мере увеличения массы ядра (гл. 2, разд. 2), и наиболее устойчивыми оказываются ядра вблизи 2бРе. Следовательно, реакции (1.1) — (1.3) и последующие реакции ядерных превращений почти все экзотермичны, и выделяющаяся при этом энергия в основном излучается в виде света и лишь частично— в виде потока нейтрино. Реакции, в которых принимают участие тяжелые ядра, требуют высокой температуры тяжелые ядра тяготеют к центру, обусловливая слоистую структуру небесного тела. [c.19]

Радиоактивность—способность к самопроизвольным ядерным превращениям, сопрово)Кдающимся высвобождением энергии в виде излучения и образованием новых ядер, отличающихся от исходных числом протонов. [c.248]

Как-то в середине 60-х годов на мощном дубненском циклотроне У-300 облучили висмутовую мишень ускоренными ядрами неона. В ядерной реакции висмут+неон образовывались ядра изотопа нептуния. Они испытывали К-захват ядро нептуния впитывало в себя один из электронов атомной оболочки и превращалось в уран. В некоторых случаях дочернее ядро урана оказывалось на высоком возбужденном уровне (проще говоря, у ядра оказывался большой избыток энергии),и оно распадалось на осколки. Так был открыт новый вид ядерных превращений — деление чдер после К-захвата. [c.386]

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]

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]

Состав атомных ядер. Итак, при естественных и искусственных ядерных превращениях помимо а -частиц на блю далось излучение из преобразующихся ядер четырех видов частиц со следующими характеристиками. [c.129]

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]

Открытие Гана. В ядерных превращениях, о которых шла речь выше, испускаются либо нуклоны, либо а-частицы, а также электроны и у-кванты. Принципиально другой вид ядерного превращения открыли Ган и Штрассман в 1938 г. при облучении изотопа урана медленными нейтронами. При этом [c.32]