Ядерные превращения и искусственная радиоактивность

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]

Изучение закономерностей ядерных превращений имеет решающее начение для установления свойств ядер, природы ядерных сил и создания теории строения ядра. Изучение ядерных реакций имеет п большую практическую ценность. Это прежде всего использование ядерной энергии в практических целях, искусственное получение новых химических элементов, разнообразных радиоактивных изотопов и пр. Развитие техники ускорения частиц впервые позволило воссоздавать в лаборатории процессы, приближающиеся к происходящим и земной коре и космическом пространстве, что дает возможность представить генезис химических элементов в природе. [c.662]

В качестве источника радиации здесь применяются рентгеновские установки, а также различные ядерные превращения, в том числе и основанные на естественной и искусственной радиоактивности. Например, на практике часто используется у-излу-чение радиоактивного изотопа Со . [c.393]

В этой реакции ядро азота реагирует с ядром гелия, обладающим значительной кинетической энергией. В результате соударения образуются два новых ядра кислорода Ю и водорода Н. Ядро 0 стабильно, так что данная реакция не приводит к возникновению искусственной радиоактивности. В большинстве же ядерных реакций образуются нестабильные изотопы, которые затем серией радиоактивных превращений переходят в стабильные. [c.582]

Использование рассмотренных в настоящем параграфе методов воздействия на атомные ядра дает возможность искусственно осуществлять превращения всех элементов. Однако, в отличие от естественных радиоактивных превращений, описанные выше ядерные реакции протекают лишь до тех пор, пока имеет место внешнее воздействие. Мост между теми и другими процессами был перекинут открытием искусственной радиоактивности. [c.517]

Изучение закономерностей ядерных превращений важно для установления природы ядерных сил и создания теории строения ядра. Изучение ядерных реакций имеет и большую практическую ценность. Это прежде всего использование ядерной энергии, искусственное получение новых химических элементов, разнообразных радиоактивных изотопов. Развитие техники ускорения частиц позволило воссоздавать [c.13]

Наряду со стабильными изотопами химических элементов, существующими в природе, получено большое количество искусственных радиоактивных изотопов. Последние получают с помощью ядерных реакций — превращений атомных ядер в результате их взаимодействия с элементарными частицами или друг с другом. При изображении уравнений ядерных реакций соблюдаются законы сохранения массы и заряда. Это означает, что [c.100]

Наконец, можно осуществить ядерные превращения и с помощью у-лучей, выделяющихся в некоторых радиоактивных процессах или получаемых искусственно. Сюда относится, например, реакция [c.414]

Честь открытия (1934 г.) явления самопроизвольного вторичного превращения атомных ядер, образующихся в результате ядерных реакций, принадлежит супругам Кюри-Жолио (Ирен Кюри-Жолио и Фредерик Жолио-Кюри). Это явление получило название искусственной радиоактивности. Примером таких реакций может служить следующая [c.415]

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]

Выше обсуждались основные особенности естественной и искусственной радиоактивности, а- и -частицы испускаются при радиоактивных превращениях наиболее часто. у Лучи являются, как правило, сопутствующим излучением двух предыдущих ядерных превращений. [c.35]

Успехи физики XX в. по изучению строения атома с последующим осуществлением ядерных реакций, получение искусственных радиоактивных изотопов, синтез пятнадцати новых, не обнаруженных на Земле, элементов открыли путь для теоретического и практического решения рассматриваемой проблемы. Именно в ходе осуществления ядерных превращений в широких масштабах были установлены некоторые возможные способы [c.11]

Искусственные радиоактивные вещества попадают в биосферу в резу.тьтате ядерных взрывов и работы предприятий атомной индустрии. Естественные радиоактивные изотопы возникают вследствие радиоактивных превращений элементов, входящих в состав земной коры, и ядерных реакций, протекающих в атмосфере под влиянием космической радиации. [c.3]

К стр. 9. Это предвидение подтвердилось открытием в 1913 г. закона сдвига, которому подчиняются радиоактивные превращения элементов, открытием в 1934 г, супругами И. и Ф. Жолио-Кюри искусственной радиоактивности и другими открытиями, сделанными в области ядерной физики. [c.535]

Хотя после этих первых опытов наблюдалось большое число других ядерных превращений, только лишь в 1934 г. было выяснено, что некоторые из этих конечных ядер сами радиоактивны. Наблюдая за результатами ядерной бомбардировки различных легких элементов альфа-частицами от источника Ро, Кюри и Жолио отметили появление позитронов, кроме ожидавшихся протонов н нейтронов, как результат (а, п)- и (а, р)-реакций. Продолжая исследования, они показали, что позитроны испускаются в результате радиоактивного распада частиц, имеющих измеримый период полураспада. На основе таких опытов был сделан вывод, что искусственно создан новый радиоактивный образец. При бомбардировке алюминия альфа-частицами образовался изотоп Р по (а, п)-реакции. Изотоп Р затем распадался, испуская позитрон и образуя изотоп Процессы могут быть представлены следующим образом [c.413]

Ядерные реакции. Процесс, в результате которого происходит превращение одних атомных ядер в другие, называется ядерной реакцией. Примером ядерной реакции служат радиоактивные превращения они протекают самопроизвольно, но ядерная реакция может быть вызвана искусственно бомбардировкой ядер быстро несущимися частицами а, р, нейтронами и др. [c.64]

В то время как обычные химические реакции связаны с изменением во внешних слоях атома, т. е. в электронной оболочке, радиоактивные явления объясняются процессами, протекающими в атомном ядре. Общие представления о естественной и искусственной радиоактивности, об излучениях при радиоактивном распаде и о природе и свойствах элементарных частиц даются в курсах общей химии и общей физики, в разделах об электронно-ядерном строении атомов и составе, строении и превращении атомных ядер. [c.98]

Ядерные превращения, вызываемые бомбардировкой элементов быстрыми частицами, позволили искусственно получить большое количество различных изотопов. Однако, как выяснилось, не при всяком соотношении в числе нейтронов и протонов получались устойчивые ядра. Часто ядра изотопов, полученных искусственным путем, оказывались неустойчивыми и самопроизвольно распадались с той или иной скоростью, то есть проявляли радиоактивность. Так, например, ядро искусственно полученного изотопа водорода — трития ]№ радиоактивно и постепенно превращается в ядро изотопа гНе [c.25]

Другой путь непосредственного превращения ядерной энергии в электрическую — это создание ядерных электрогенераторов, батарей на основе использования искусственных радиоактивных веществ, получаемых в атомном реакторе. Такие батареи с использованием, например, радиоактивного изотопа 5г применяются для питания радио-, телефонных установок, создания простых аккумуляторов электрической энергии. Атомная электрическая батарея может действовать без зарядки (без смены радиоактивного изотопа) длительное время (несколько десятков лет). [c.483]

Ядерная химия впервые позволила не только осуществить мечты алхимиков об искусственном превращении элементов, но и позволила синтезировать новые, не существующие в природе элементы, в том числе и искусственно радиоактивные элементы . [c.65]

К тому же результату приводит и открытый Л. Аль-варецом (США) так называемый электронный захват, когда ядро захватывает электрон с одной из внутренних оболочек, с превращением протона в нейтрон. Как Р -распад, так ж электронный захват являются разновидностями уже давно известного р-распада. Совершенно новый вид радиоактивности — спонтанное (самопроизвольное) деление тяжелых ядер — был открыт в 1940 г. в СССР Г. Н. Флеровым и К. А. Петржаком. В Советском Союзе (И. В. Курчатов, Б. В. Курчатов, Л. В. Мысовский, Л. И. Русинов) было открыто и явление ядерной изомерии искусственных радиоактивных элементов, т. е. существование изотопов с одинаковым числом протонов и нейтронов, но с разным временем и неодинаковым механизмом радиоактивного распада. Ядра двух изомеров одинаковы, но обладают различной внутренней энергией, что и обуславливает своеобразие путей их распада. Все перечисленные виды радиоактивных превращений встречаются среди изотопов новых химических элементов, <оторым посвящена наша статья. [c.257]

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]

В первых опытах по искусственному расщеплению ядер использовались а-частицы. Выходы таких реакций были чрезвычайно малыми. Например, из 100 000 а-частиц, проходящих через облучаемый материал, приблизительно только одна вызывала расщепление атомного ядра. Небольшие выходы объясняются отталкиванием одноименно заряженных ядер мишени и а-частиц. Отталкивание растет с увеличением порядкового номера бомбардируемого элемента. Поэтому а-частицы, получаемые от природных радиоактивных элементов (с энергией 2—7 МэВ), уже не расщепляли элементы, следующие за кремнием. Для осуществления ядерных превращений с более тяжелыми ядрами потребовались частицы с большими энергиями, Для расщепления ядра урана нужны а-частицы с энергией больше 20 МэВ. Создание различного рода ускорителей (циклотро- [c.416]

Однако получающиеся при реакции (5.1) изотопы не являются радиоактивными. Поэтому открытие Резерфордом возможности искусственных превращений атомных ядер следует считать предтечей открытия искусственной радиоактивности. Разработка первых способов получения искусственных радиоактивных изотопов связайй с именами Ирэн и Фредерика Жолио-Кюри. В 1934 г. эти исследователи обнаружили, что при бомбардировке а-частицами бора, алюминия и магния возникают какие-то ядра, которые обладают -активностью. Тщательное исследование этого явления показало, что при столкновении а-частиц с ядрами атомов обстреливаемых элементов происходит ядерная реакция, как, например, [c.75]

Вопрос о происхождении элементов с самого начала возникновения и на протяжении всей истории его развития всегда тесно и неразрывно связывался с вопросом о превращении элел1ентов. И действительно, только после осуществления ядерных реакций, получения огромного количества искусственных радиоактивных изотопов и 15 новых элементов, не найденных на Земле, решение проблемы происхождения химических элементов получило твердые рхаучные основы. Осуществление ядерных превращений в широких масштабах позволило найти некоторые способы синтеза химических элементов. Начались поиски космических объектов, в которых могли протекать подобные превращения. Долгое время усилия исследователей были безуспешны, и тогда [c.3]

Обращает на себя внимание отсутствие в природе семейства 4 -Ы, члены ряда которого не найдены, несмотря на длительные поиски. И только с помощью искусственных ядерных превращений удалось получить радиоактивный ряд (4 + 1). По имени наиболее долгоживущего члена этого семейства— изотопа нептуния (2 = 93) —этот ряд получил название нептуниевого. Однако период полураспада 2 Мр (Г=2,25 10 г) с точки зрения космических масштабов времени слишком мал, чтобы найти представителей этого семейства в естественных условиях [c.34]

Большинство радиоактивных изотопов образуется в природе или получается искусственно в результате ядерных превращений. Однако некоторые природные радиоактивные изотопы, продолжительность жизни которых соизмерима со временем существования земли, входят в состав земной коры. К их числу относятся и" , ТЬ232, N(1180, и др. [c.213]

В настоящее время получено большое число таких радиоактивных изотопов существует лишь немного элементов, которые нельзя активировать таким способом. В частности, были получены изотопы элементов технеция и прометия, которые в природе не встречаются. Радиоактивные изотопы образуются при бомбардировке различными частицами, такими, как нейтроны ( г, или просто га), протоны ( Н, или р), а-частицы (гНе, или а), дейтроны (1Н, или с1), у-лучи и даже более тяжелые ядра. Так как нейтроны не имеют заряда, они не отталкиваются при приближении к ядрам, даже если их энергия очень мала (медленные, или тепловые, нейтроны). Следовательно, нейтроны очень эффективны для проведения ядерных превращений, и большинство искусственных радиоактивных изотопов получены при облучении иейтроиами в ядерном реакторе (рис. 5.16). Другие бомбардирующие частицы заряжены, и, для того чтобы преодолеть возникающие силы отталкивания, необходимо сообщить им очень высокие энергии. Этого достигают проведением бомбардировки в ускорителях, таких, как циклотроны. В них заряженные частицы движутся по круговым траекториям под действием магнитного поля, перпендикулярного плоскости траектории. Частицы таким образом многократно проходят через металлическую камеру (которой придают различную форму), несущую переменный электрический заряд. Частицы, проходящие через камеру с определенной фазой и угловой скоростью, ускоряются и постепенно приобретают энергию, во много раз превышающую энергию, соответствующую приложенному напряжению. Если магнитное поле постоянное и частота колебаний электрического заряда определенная, то скорость (т. е. энергия) частиц будет пропорциональна радиусу их круговой траектории. Типичный [c.160]

Радиоактивные изотопы естественных радиоактивных элементов (кроме урана и тория) встречаются в природе в ультрамалых концентрациях при ядерных превращениях также получаются ультраразбавленные системы, содержащие искусственно-радиоактивные изотопы. Процесс выделения радиоактивных изотопов связан, следовательно, со знанием физико-химического состояния и поведения вещества в ультраразбавленных системах, особенно в растворах. В ряде случаев выделение вообще заканчивается на получении сильноразбавленных растворов — растворов радиоактивных изотопов без носителя. [c.178]

Третий этан развития Р. начался в 1934, когда Ирен и Фредерик Жолио-Кюри впервые получили искусственные радиоактивные изотопы. Это открытие чрезвычайно расширило число элементов, доступных исследованию радиохимич. методами, распространив область их применимости на радиоактивные изотопы практически всех известных химич. элементов. Широкое нрименение нашел метод радиоактивиых индикаторов, предложенный ранее Г. Хевеши и Ф. Панетом (1926). Возникла новая область Р.— изучение продуктов ядерных реакций и химич. последствий радиоактивных превращений. Четвертый этап может быть назван этаном технологии искусственных изотопов. Его начало относится к 1944, когда в промышленном масштабе была осуществлена цепная реакция деления, открытая ранее радиохимиками О. Ганом и Ф. Штрассманом (1939). Радиохимич. методы позволили изучить ядерные реакции, происходящие в реакторе, и разработать методы концентрирования и получения в чистом виде многих продуктов облучения ядерного горючего, в частности трансурановых элементов. В ряде стран — США, СССР, Англии, Франции—были разработаны методы промышленного радиохимич. произ-ва искусственных радиоактивных изотопов, в т. ч. наиболее важного из них — изотона плутония с массовым числом 239. Путем облучения в реакторах стали получать радиоактивные изотопы многих элементов — тритий, кобальт-60 и пр. Большие перспективы открылись перед хемоядерным синтезом — методом непосредственного химич. воздействия ядерных частиц и осколков деления на вещество. [c.245]

Некоторые элементы (В, Mg, А1) при обстреле их -частицами, получаемыми от разных элементов, испускали при ядерном превращении в одних случаях протоны, в других нейтроны то есть из одного ядра при обстреле его одинаковыми снарядами могут вылетать разные частицы. Для изучения этого неожиданного факта Фредерик Жолио-Кюри и Ирэн Кюри произвели в 1934 г. исследования при помощи камеры Вильсона, как помещаемой в магнитное поле, так и вне его. В качестве мишени они брали атомы Л1 и В, обстреливая их а-ча-стицами. Исследуя полученные при помощи камеры фотографии, они заметили слабые трэки, изгибавшиеся в магнитном поле соответственно положительно заряженным частицам. Очевидно, этими частицами были позитроны, но уже не из космических лучей, а как осколки мишени при искусственных ядерных реакциях. Особенно интересно было то, что позитроны продолжали вылетать и после окончания обстрела мишени со все уменьшающейся (подобно радиоактивным излучениям) интенсивностью. Сомнения не было происходил какой-то искусственно созданный радиоактивный распад. Оказалось, [c.172]

Природные ресурсы. В природе встречаются только марганец и рений (в виде соединений). Технеций - радиоактивный элемент, его получают искусственно с помощью ядерных превращений. Содержание марганца в земной коре составляет 9 10 %, рения 7 10- %. Важнейшее природное соединение марганца - пиролюзит МпОг- Рений - один из наиболее редких и рассеянных элементов. Он содержится в виде примесей в рудах различных металлов, в частности, в молибдените M0S2. [c.521]