Результаты для тяжелых элементов

В первую очередь отметим, что на ядерные свойства изотопов решающим образом влияет тот факт, что ядерные силы, удерживающие нуклоны в ядре, обязаны своим происхождением так называемому сильному взаимодействию, которое во много раз интенсивнее электростатических сил. Так, ядерные силы, действующие в ядре между двумя протонами, на два порядка превышают силы электростатического взаимодействия между ними. Одной из основных характеристик ядерных сил является их независимость от зарядового состояния нуклонов, в результате которой взаимодействие двух протонов, двух нейтронов или нейтрона и протона одинаково, если одинаковы состояния относительного движения этих пар частиц и их спиновые состояния. В результате преобладающего действия ядерных сил число протонов в ядре и, соответственно, его заряд в слабой степени (особенно для лёгких ядер) влияют на основные характеристики нуклидов. Поэтому, их ядерные свойства будут, главным образом, определяться числом нуклонов в ядре и сильно различаться в семействе изотопов, принадлежащем одному химическому элементу, в отличие от физико-химических свойств, определяемых количеством электронов в атоме. Близкие же ядерные свойства, что и подтверждается в экспериментах, будут наблюдаться у изобар — атомов, ядра которых содержат одинаковые количество нуклонов А. Для тяжёлых элементов с ростом Z электростатическое взаимодействие между протонами увеличивается и ядерные свойства начинают сильно различаться даже у изобар. [c.20]

Признание факта существования изотопов стабильных элементов и выяснение загадки целочисленности атомных весов изотопов стимулировало развитие техники разделения изотопов. Прежде всего, оно было связано с усовершенствованием масс-спектрометров, основанных на комбинировании электрических и магнитных полей по методу Астона или применении постоянных магнитов по схеме Демпстера, и увеличении их разрешающей силы. Если первый спектрограф Астона имел разрешение на уровне 1/1000, а второй — до 1/10000, то к концу 20-х годов масс-спектрометры достигают разрешения 1/100000 и лучше [13], что позволяет открывать уже не только главные, наиболее распространённые, но и редкие изотопы элементов (детали см. в табл. 2.1). После этого основной технической проблемой становится получение подходящих источников пучков элементов (метод анодных лучей) и усовершенствование источников — в особенности, тяжёлых элементов с малой относительной разностью масс изотопов и высокой температурой плавления. Одним из важных физических результатов, достигнутых на улучшенных масс-спектрометрах, стало прямое доказательство соотношения Эйнштейна об эквивалентности массы и энергии в ядерной реакции расщепления лития-7 [14], открытой в 1933 году Кокрофтом и Уолтоном. В результате систематических поисков изотопов к 1935 году исследование изотопного состава было проведено уже практически для всех стабильных элементов, кроме платины, золота, палладия и иридия, которые были вскоре изучены в основном Демпстером [15] и частично рядом других авторов (см. детали в табл. 2.1). В изучении изотопов стабильных элементов следует отметить роль Ф. Астона, которым было открыто 206 из общего числа 287 стабильных и долгоживущих изотопов. [c.40]

Первым было открытие радиоактивности. Суть его состояла в признании, что по крайней мере некоторые наиболее тяжёлые элементы — уран, торий и вновь открытые радий, полоний, актиний, нитон — подвергаются самопроизвольному распаду и превраш аются в другие элементы. Те в свою очередь превраш аются в дрз гие, пока в результате всех превращений не образуется устойчивый элемент —свинец, которым и завершается весь ряд радиоактивных превращений. [c.22]

Рис. 3.5.4. а) распространённости стабильных элементов как функции массового числа А (нормированные так, что распространённость кремния [81] = 10 атомов). Прямые крестики — распространённости г-элементов на Солнце, косые крестики — распространённости, полученные в результате /3-распада элементов, возникших в г-процессе во время взрывного горения гелия, б) то же, что (а), но с учётом последуюш их а-распадов тяжёлых /3-стабильных ядер [c.81]

Аналогичное можно сказать и о кислороде (естественное содержание тяжёлого изотопа кислорода 0 в атмосфере 0,2039%) и углероде (естественное содержание тяжёлого изотопа углерода в углекислом газе атмосферы — 1,107%). Различие изотопного состава названных элементов в различных природных соединениях связано с изотопным эффектом. Однако, если в экспериментах используются соединения с относительно высоким, по сравнению с естественным, содержанием тяжёлых изотопов, то влияние изотопного эффекта практически не скажется на результатах исследований. Метод метки химических соединений с использованием стабильных изотопов азота, кислорода и углерода базируется на измерении изотопного состава газов (N2, N0, N02, О2. СО и СО2), в который переводят исследуемый элемент. Изотопный состав измеряют с помощью масс-спектрометров или спектрально-изотопных анализаторов. При этом следующие термины и понятия используются для расчёта количества меченых стабильными изотопами препаратов при их трансформации в биологическом круговороте. [c.539]

Наиболее долгим периодом полураспада (около 10 лет) среди изотопов плутония обладает самый тяжёлый из пока известных, Рц2 . Получение этого изотопа следует рассмотреть подробнее, ибо аналогичным путём были получены изотопы ряда других заурановых элементов. Изотоп Ри получается в ядерных реакторах при длительном облучении изотопа Pu 9 в результате длинной цепочки актов захвата медленных (тепловых) нейтронов [c.122]

В таблицах XI и XII перечислены все известные в настоящее время изотопы берклия и калифорния. Наиболее тяжёлые изотопы этих элементов удалось получить путём длительного облучения плутония в ядерных реакторах, в результате цепей (я, )-реакций и актов -распада, которые будут рассмотрены ниже, в связи с элементами № 99 и 100. [c.141]

В то время как космическое 3 К излучение даёт информацию о состоянии Вселенной через 10 лет после большого взрыва, распространённость легчайших ядер В, Не и может быть использована для получения информации о Вселенной на значительно более раннем этапе её развития (табл. 3.1.1). Считается, что все остальные тяжёлые элементы были образованы в звёздах. Слияние ядер во время гидростатического горения тяжёлых звёзд — это второй важный процесс образования элементов, в результате которого формируются элементы Периодической системы, вплоть до железа. Однако поскольку среди всех элементов железо обладает наибольшей энергией связи в расчёте на один нуклон (около 8 МэВ/нуклон), образование более тяжёлых элементов в результате слияния ядер становится уже невозможным. Так как в охлаждаюш,ейся Вселенной вследствие увеличения кулоновских барьеров более тяжёлые элементы не могут уже образовываться в достаточном количестве в процессах с участием заряженных частиц, основу третьего механизма составляют реакции захвата нейтронов с последуюш,им -распадом [7, 11. Процесс -распада создаёт предпосылки для увеличения на единицу атомного номера ядра. В этой связи различают, главным образом, в- и г-процессы. Согласно современной точке зрения, формированием самых тяжёлых элементов таким путём происходило во внешних оболочках массивных звёзд на стадии взрыва сверхновых (раздел 3.4). [c.47]

Перегорание кремния (а также других ядер) в меньшей степени похоже на слияние ядер. Это, скорее, процессы фоторасщепления (температура тепловых фотонов Т 3 10 К соответствует энергии 0,86 МэВ), определяющим из которых является фоторасщепление (7 + 148 —> l2Mg + 2Не ), как наиболее устойчивого к данной диссоциации элемента. В результате вновь возникают свободные а-частицы, протоны и нейтроны, с помощью которых уже образуются из кремния более тяжёлые элементы (гНе + 148 16 + [c.70]

Некоторые из образованных в г- или -процессах изотопы хорошо подходят для изучения хода эволюции химического состава и возраста нашей Галактики, а также возраста Вселенной. Как известно, во время первоначального нуклеосинтеза образовались только лёгкие ядра. После возникновения нашей Галактики (Млечный Путь) и завершения эволюции первого поколения звёзд началось формирование более тяжёлых элементов. Позднее предсол-нечное облако (туманность, породившая Солнечную систему), подверглось сжатию и отделилось от общей химической эволюции Млечного Пути. Таким образом, все тяжёлые элементы в Солнечной системе возникли в результате ядерного синтеза до её создания. [c.82]

Заключение. В этом разделе мы попытались дать основные сведения об изотопически-селективной ИК МФД, её характеристиках, зависимости последних от различных условий возбуждения молекул. Однако в силу ограниченности объёма вне рассмотрения оказался целый ряд вопросов. В частности, не обсуждались роль вторичных химических процессов, их влияние на селективность и возможность управления ими для повышения эффективности разделительного процесса. Тем не менее, мы полагаем, что изложенные результаты дают достаточное представление как о самом процессе изотопически-селективной ИК МФД, так и о возможностях её использования для разделения изотопов различных элементов — от лёгких до тяжёлых. [c.459]

Очевидно, что, поскольку в результате многократного поглощения медленных нейтронов образуются всё более тяжелые изотопы исходного элемента, появляются и -активные изотопы, распад которых приводит к появлению элементов с ббльшими атомными номерами. В итоге оказывается возможным получение, после ряда актов поглощения нейтронов и р-распада, изотопов с гораздо ббльшими 2 и А, чем исходные. Как будет показано дальше, длительное облучение Плутония большими потоками медленных нейтронов привело не только к получению тяжёлых изотопов самого плутония (Ри ), но и к получению далёких заурановых элементов. [c.124]

Для очень тяжёлых ядер на пути к линии стабильности вероятность спонтанного деления может превысить вероятность /3-распада. Высота барьера деления определяет также возможность образования сверхтяжёлых ядер 76], которые ожидаются вблизи протонного [2 = 114) и нейтронного [М = = 184) магических чисел. Впервые такие стабильные изотопы были предсказаны в работах [79]. В результате многолетних систематических попыток синтеза сверхтяжёлых элементов в области острова стабильности (рис. 3.5.2) в ОИЯИ были получены первые положительные результаты (в реакции синтеза + Са было синтезировано несколько нуклиидов с 2 114 116 и Л = 288, 296) [80]. В настоящее время трудно представить себе механизм формирования сверхтяжёлых изотопов в естественных условиях, поскольку реакция синтеза, типа приведённой выше, крайне маловероятна (если вообще возможна) даже в экстремальных условиях взрыва сверхновой. Скорее всего образование сверхтяжёлых элементов если и возможно, то за счёт других механизмов, не связанных с процессом слияния ядер. [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология