Распад и образование радиоактивных веществ

Радиоактивность — самопроизвольный распад атомов радиоактивных веществ. Последние, излучая различные частицы, проходят серию радиоактивных превращений и в конце концов превращаются в свинец. Так, распад атома радия (масса 226) сопровождается образованием двух новых элементов — радона Rп (масса 222) и гелия Не (масса 4) по схеме [c.40]

Остановимся на времени облучения. Увеличение его ведет к накоплению активного продукта лишь до известных пределов, после чего дальнейшее облучение бесполезно. Это ясно из следующих простых соображений при постоянной скорости образования радиоактивного вещества во время облучения растет скорость его распада, которая пропорциональна наличному количеству распадающихся ядер. Когда обе скорости становятся равными, наступает стационарное состояние, при котором распадается столько же ядер, сколько их образуется. [c.130]

Б. РАСПАД И ОБРАЗОВАНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ [c.16]

Особенности образования радиоактивных аэрозолей влияют на поведение радиоактивных частиц, загрязнение объектов и эффективность дезактивации. Радиоактивные аэрозоли в атмосферном воздухе образуются в результате следующих процессов диспергирования веществ, содержащих радиоактивные продукты конденсации и десублимации паров радиоактивных веществ адсорбции радионуклидов на атмосферных аэрозольных частицах распада инертных газов с последующей их конденсацией, а также вследствие образования наведенной активности. Образование радиоактивных аэрозолей диспергированием происходит под действием взрыва, распыления жидкости или других процессов. Примерами источников образования радиоактивных аэрозолей диспергированием веществ являются работы по разгерметизации загрязненного оборудования, шлифовка облученных деталей и особенно сварочные работы. Необходимым условием конденсации паров радионуклидов является пересыщение и неравномерное их распределение в воздушной среде, а также присутствие ядер конденсации или зародышей. Одновременно с конденсацией, т. е. переходом пара в жидкость, при сильном охлаждении может происходить процесс десублимации, т. е. переход пара в твердое состояние, минуя жидкое. [c.182]

Мерой, характеризующей выделение эманации из данного вещества, является его эманирующая способность. Под эманирующей способностью Е какого-либо тела подразумевают долю выделяющегося из этого тела радиоактивного газа (эманации) по отношению к общему количеству эманации, образующейся в результате радиоактивного распада материнского вещества за определенный промежуток времени. Благодаря радиоактивной отдаче, которой сопровождается распад атомов материнского вещества и образование атомов эманации, в атмосферу, окружающую твердое тело, может выделиться лишь небольшая ее часть тг. Остальные атомы отдачи заканчивают свой пробег внутри тела и могут выйти из его пределов лишь посредством относительно медленного процесса диффузии Е . [c.754]

Плавное увеличение эманирующей способности в условиях медленного повышения температуры может соответствовать стационарному состоянию, когда скорость образования эманаций в твердом веществе равна сумме скорости ее выделения и скорости распада в этом веществе. Однако в том случае, если большие изменения в состоянии исследуемого вещества (переход в другую кристаллическую модификацию, дегидратация и т.п.) происходят слишком быстро, радиоактивное равновесие не успевает установиться и стационарное состояние нарушается. При этом пики на кривых нагревания, соответствующие резким структурным превращениям образца, оказываются завышенными, вследствие того, что атомы эманации, которые образовались до резкого изменения эманирующей способности и в условиях стационарного состояния должны были бы распасться внутри вещества, в момент превращения выделяются из- [c.763]

Для проверки справедливости этой гипотезы в качестве объекта был использован иодистый метил, содержащий тритий. Реакция происходила между радиоактивным иодистым метилом и избытком триметиламина в этаноле, а также в бензоле. Если действительно имеет место обратимое образование промежуточного комплекса, в котором все метильные группы до его распада на исходные вещества являются равноценными, то меченные тритием метильные группы должны быть найдены как в непрореагировавшем амине, так и в галогениде. С целью определения трития в амине последний переводили в хлорид, отгоняли растворитель, после чего амин выделяли действием едкого кали и сжигали в трубке для сожжения. Воду, полученную в результате сожжения амина, подвергали разложению и с помощью счетчика Гейгера измеряли активность водорода. Авторы учитывали возможность обмена водорода на тритий при образовании хлорида, который мог привести к уменьшению содержания трития в амине. Были поставлены контрольные опыты, показавшие, что обмен в этих условиях [c.48]

Эманирующую способность, т. е. долю радиоактивных атомов инертного газа, образующихся в твердом веществе, которые выделяются из этого вещества, обычно не измеряют непосредственно. Как правило, определяют отношение скорости выделения инертного газа из твердого вещества к скорости его образования в этом веществе. В условиях стационарного состояния, когда скорость образования инертного газа в твердом веществе равна сумме скорости его выделения и скорости его распада в твердом веществе, это отношение равно эманирующей способности. При отсутствии стационарного состояния это отношение не равно эманирующей способности, однако значение его все же представляет интерес оно называется кажущейся эманирующей способностью [c.241]

Радиоактивный распад приводит к образованию продуктов, химически отличных от исходного изотопа. Примером может служить образование свинца в природных радиоактивных веществах. Концентрация свинца зависит от величины константы распада Я и возраста радиоактивного вещества. Для урана при годичной экспозиции она составляет около 10 , что соответствует при линейном рассмотрении одному атому свинца на 2000 атомов урана. Помимо загрязнения исходного вещества, атомы конечных продуктов в результате многократных процессов радиоактивного распада и связанной с ними отдачи обязательно должны сместиться из равновесных положений в решетке, что и приводит к изменению структуры кристаллической решетки. [c.220]

Содержание радия можно определить по количеству радона, накопившемуся за определенное время. Расчет накопления радона из радия производится, как и в случае образования радиоактивного изотопа, константа распада которого много больше, чем константа распада материнского вещества. Ввиду малой скорости распада радия, можно считать, что накопление радона происходит с постоянной скоростью. [c.201]

С 1900 г. Резерфорд занимался изучением явления радиоактивности. Он открыл три вида лучей, испускаемых радиоактивными веществами предложил (вместе с Содди) теорию радиоактивного распада доказал образование гелия при многих радиоактивных процессах, открыл ядро атома и разработал ядерную модель агома, чем заложил основы современного учения о строении атома. В 1919 г. впервые осуществил искусственное превращение некоторых стабильных элементов, бомбардируя их а-частицами. В 1908 г. награжден Нобелевской премией, Был избран почетным членом Академии наук СССР. [c.57]

Ускорители и ядерные реакторы дали возможность осуществить большое число ядерных реакций, приводящих к образованию искусственных радиоактивных изотопов, в том числе и изотопов новых элементов. Однако на ускорителях изотопы получаются в весьма малых количествах, не более десятых или сотых долей миллиграмма. В ядерных реакторах удается накапливать вполне весомые количества радиоактивных изотопов, но и здесь их содержание в массе исходного вещества даже при длительном облучении весьма мало и обычно не превышает десятых долей процента. Поэтому для выделения и исследования радиоактивных изотопов необходима химическая переработка грандиозных количеств исходного вещества, в результате которой получаются подчас ничтожно малые количества сложных смесей радиоактивных веществ. Эти смеси нужно уметь разделить, химически идентифицировать и подробно исследовать прежде, чем произойдет распад радиоактивных элементов. Все эти задачи успешно решаются сравнительно молодой областью науки — радиохимией, начало которой положили Мария и Пьер Кюри. Успехи радиохимии, изучающей химические и физико-химические свойства радиоактивных элементов, разрабатывающей методы их выделения и концентрирования, сыграли огромную роль в развитии ядерной физики и, в частности, в работах по овладению атомной энергией и синтезу искусственных химических элементов. [c.258]

Радон также используется в качестве источника а-частиц, он может быть непосредственно смешан с облучаемой средой или помещен в нее запаянным в тонкостенную стеклянную ампулу. Первый способ имеет преимущество, когда необходимо равномерно облучить значительные количества веществ. При этом следует учитывать, что радон распадается довольно быстро с образованием радиоактивных продуктов распада, которые вносят свой вклад [c.18]

И. Механизм радиоактивности. В течение нескольких лет после открытия радиоактивных веществ было непонятно, откуда они черпают энергию, непрерывно выделяемую ими независимо от внешних воздействий. Было предположено, что они аккумулируют лучистую энергию окружающей их среды, или даже бралась под сомнение применимость к ним закона сохранения энергии. В 1903 г. Резерфорд и Содди высказали предположение, полностью себя оправдавшее, что радиоактивное излучение возникает в результате распада атомов радиоактивных элементов и за счет части энергии, заключенной внутри этих атомов. Сейчас мы точно знаем последовательность, с которой радиоактивные элементы, распадаясь, переходят один в другой (см. ниже), и размер освобождающейся при этом энергии, В одних случаях отщепляется а-частица и образуется элемент с атомным весом на 4 единицы меньшим, в других случаях отщепляется Р-частица, что приводит к образованию нового элемента стем же > (приблизительно) атомным весом. Испускание- -лучей повидимому является вторичным результатом обоих этих процессов. Постоянство радиоактивных признаков в разных соединениях одного и того же радиоактивного элемента указывает на то, что радиоактивные превращения испытывают атомные ядра. [c.29]

Исследуя радиоактивный распад этих идентифицированных продуктов, при котором возникают новые радиоактивные вещества, можно определить природу этих дочерних веществ в зависимости от механизма распада, приводящего к их образованию. Например, при очень коротком облучении нейтронами изотопа Вк2 9 успевает образоваться в основном лишь первый из продуктов. Этот продукт является р -активным с периодом полураспада 3,13 часа и испускает две группы р -частиц с энергией до 0,9 и 1,9 Мэв. Очевидно, что такие свойства должны быть приписаны изотопу Вк °. При распаде Вк в смеси образуется долгопериодный а-активный изотоп с периодом полураспада около 9,4 года, испускающий а-частицы с энергией 6,05 Мэв. Поскольку этот изотоп образуется при р -распаде Вк , ясно, что эго изотоп калифорния с массовым числом 250. Исследование про кта распада приведёт к установлению свойств Ст . [c.144]

Общий характер действия на организм определяется, с одной стороны, действием различных лучей, испускаемых радиоактивными веществами с другой стороны, эти вещества могут обладать и собственно токсическим действием, не связанным с их радиоактивностью. Вследствие действия лучей они вызывают тяжелые поражения в органах, клетки которых интенсивно размножаются, в особенности в органах кроветворения (в этом отношении наиболее сильно влияет плутоний), обладают способностью вызывать развитие злокачественных опухолей, что проявляется, главным образом, в возникновении остеогенных сарком и рака легких при местном действии на кожу вызывают ее поражения различной степени, вплоть до образования кожного рака. Тяжесть заболеваний, вызываемых радиоактивными веществами, естественно, при прочих равных условиях зависит от интенсивности, с которой идет радиоактивный распад, а следовательно и от интенсивности излучения. [c.464]

Количество загрязнений, вносимых в водоем вместе со спускаемыми сточными водами, в результате сложных физических, химических и биологических превращений, происходящих в водоеме, постепенно уменьшается. Так, например, органические вещества загрязнений окисляются (минерализуются, стабилизируются), кислоты и щелочи нейтрализуются с образованием труднорастворимых соединений, радиоактивные вещества распадаются и т. д. [c.240]

Общее уравнение. В гл. I вкратце был рассмотрен специальный случай, когда радиоактивное дочернее вещество образуется при распаде радиоактивного предка. Рассмотрим теперь в общем виде распад радиоактивного вещества, обозначаемого ниже индексом 1, приводящий к образованию другого радиоактивного вещества (индекс 2). Закон изменения N1 уже известен —= к хН 1 и где обозначает вели- [c.77]

Во многих случаях радиоактивные вещества распадаются с непосредственным образованием дочерних продуктов, но в других может образоваться целая цепочка радиоактивных дочерних продуктов, прежде чем возникнет стабильный изотоп. Образование радиоактивных рядов распада наблюдается для естественных изотопов урана и тория 235 232 Yl-J (табл. 9.1 — 9.3). [c.228]

Подземные воды характеризуются сложными условиями формирования газового состава. Спектр газов в подземных водах исключительно широк углеводородные газы, диоксид углерода, сероводород, азот, кислород, аргон, гелий и другие газы. Условия их образования очень разнообразны химические реакции, воздействие на горную породу высоких температуры и давления, радиоактивный распад, биохимическое превращение вещества и т. д. Большинство углеводородных газов подземных вод образовалось в результате деструкции захороненного ОВ пород. В процессе деструкции ОВ генерируются и неуглеводород-ные газы (диоксид углерода, сероводород, азот, водород), которые могут образоваться и при минеральных превращениях в процессе лито-и метагенеза, а также в результате различных процессов дегазации верхней мантии Земли. Благородные газы, по-видимому, генетически более однородны, будучи продуктом распада радиоактивных элементов в земной коре и верхней мантии. [c.18]

Вычитая натуральное рассеяние прибора, получаем активность эманации, выраженную в делениях в минуту или в вольтах в минуту. Чтобы определить абсолютное количество эманации, необходимо на том же приборе произвести измерения известного количества эманации. В качестве такого эталона эманации применяют обычно раствор, содержащий известное количество радия. Эманация все время образуется из радия, и на основании законов распада и образования радиоактивных веществ легко вычислить количество эманации, находящееся в данный момент в растворе известного количества радия. Выделив из раствора эту эманацию и переведя ее в элинационный электроскоп, измерим активность выделенной эманации. Допустим, что выделенная из раствора радия эманация в количестве 1 10 кюри дала активность 60 в)мин. Если испытуемый газ дал активность 120 е1мин, то совершенно очевидно, что в объеме газа, находящемся в камере, имеется 2 кюри эманации. Распад всякого радиоактивного вещества, в том числе и эманации, происходит по формуле [c.280]

К числу реакций первого порядка относятся процессы разложения некоторых веществ, например оксидов азота. С исключительной точностью подчиняются уравнению для реакций первого порядка все процессы радиоактивного распада. Скорость радиоактивного распада определяется только процессами, происходящими в атомных ядрах, и поэтому не зависят от внешних факторов, таких как температура и давление. Таким образом, радиоактивный распад соверщается со строго определенной скоростью, а по количеству распавшегося вещества можно определить время, в течение которого совершался этот процесс. Следовательно, измерения радиоактивности веществ, присутствующих в земной коре, можно использовать как идеальные, естественные часы для определения продолжительности происходящих в природе процессов, в частности для определения возраста горных пород и Земли. Так, известно, что радиоактивный распад урана (изотопа сопровождается образованием гелия в количестве 8 атомов на I атом урана. Период полураспада урана / =4,5 миллиарда лет. Определяя количество гелия, присутствующего в урановых рудах, можно определить количество распавшегося урана и, следовательно, возраст этих руд. Так как 1/2 = /к1п2 или к= (1п2)/г 1/5,, то возраст руды I можно определить из уравнения (XI.6) в виде [c.132]

Образование радиоактивных продуктов при распаде радиоактивных веществ. Радиоактивные превращения отдельных элементов, входящих в радиоактивные ряды, сопровождаются накоплением и распадом образующихся продуктов. Например, при распаде радия образуется гелий и радиоактивный продукт распада — эманация радия или радон. Экспериментально установлено, что выделение гелия происходит сначала ускоренно, а затем замедляется и становится, примерно через месяц, строго пропорциональным времени. Количество радона сначала растет довольно быстро, а затем достигает предела. Так как радон образуется из радия, то можно говорить об установлении равновесия между радие.м и радоном. В данном случае имеется не термодинамическое, подвижное равновесие, а равновесие особого типа. Наличие радиоактивного равновесия здесь означает, что число атомов радона, образующихся из радия в единицу времени, точно равно количеству распавшихся атомов радона и превратившихся в атомы следующего члена ряда урана РаА. [c.118]

В данном разделе изложены основы теории Флюгге и Цименса [F19]. Предполагается, что частица является гомогенной и изотропной во всех отношениях, и в частности в отношении распределения материнского вещества, из которого образуется радиоактивный инертный газ. Предполагается также, что возраст частицы достаточно большой, так что скорость образования радиоактивного инертного газа равна сумме скорости его распада внутри частицы и скорости его выделения из частицы. [c.232]

Следует лишь отметить, что для идентификации радиоактивных изотопов существуют методы, основанные на определении констант распада, дальностги пробега а-частиц и энергии -частиц. Эти методы необходимы для проверки радиохимической чистоты препарата. При работе с радиоактивными препаратами приобретает исключительное значение их радиохимическая чистота, так как определение количества радиоактивного вещества обычно производится по интенсивности излучения. В отличие от исследований с обычными химическими элементами при количественном определении радиоактивпых изотопов по интенсивности их излучения химическая чистота не играет столь большой роли и имеет значение лишь в связи с возможностью образования поглощающего слоя при радиоактивных измерениях. Требования к химической чистоте обычно сохраняются в той мере, в какой загрязнения могут влиять на измерения. Поэтому особо существенное значение имеет химическая чистота при определении а-излучателей, но и при -излучателях с мягкими р-лучами загрязнения могут также играть большую роль. [c.32]

Харрингтон и Гратиас установили, что присутствие водяного пара содействует осаждению активности. В сухом воздухе не удалось отцентрифугировать продукты распада эманации. Они высказали предположение, что для образования в воздухе радиоактивных агрегатов необходимо присутствие полярных молекул, и для экспериментального подтверждения этой гипотезы изучали образование радиоактивных агрегатов в смесях Еп с различными полярными и неполярными газообразными веществами. Опыты подтвердили их предположение. В смесях Вп с НС], этилацетоном, хлороформом, ЗОа, метилацетатом, аце- [c.166]

Ультрамикрохимия радиоэлементов. Во введении мы определили радиохимию как химию веществ, обнаруживаемых по их излучениям. С другой стороны, в микрохимии и ее обобщении— ультрамикрохимии [7, 34, 35, 71] пользуются (в соответственно измененном виде) и обычными химическими методами. Поэтому, строго говоря, радиохимия кончается там, где начинается ультрамикрохимия. Однако хотя бы краткие указания на промежуточную область могут оказаться полезными. Так, Рамсэй и Содди [107] не радиохимическим путем исследовали процесс образования гелия естественно-радиоактивными элементами. Панет с сотрудниками [98, 99] впервые получил гелий (из радиоактивного вещества) в количестве, которое можно обнаружить уже спектроскопически (а не радиохимическими методами, см. гл. VI, п. 11). Позднее при бомбардировке золота медленными нейтронами от циклотрона была получена спектрально чистая ртуть (Hgi ) [89, 137, 138] (ртуть появлялась в результате спонтанного распада Ац % первоначально образующегося при захвате нейтронов золотом). Наконец, с помощью циклотрона было получено достаточное для применения ультрамикрохимических методов количество плутония, прежде чем было налажено широкое производство его в котлах. [c.125]

Высокие требования к чистоте материалов предъявляются в сцин-тилляционной технике. Химические дефекты в монокристаллах Nai—T1I, sl—Nal, sl—Til влияют на их сцинтилляционные свойства вследствие конкуренции в поглощении возбуждающей радиации между ионами активатора и примеси, реабсорбции примесными центрами люминесценции активатора и появления примесных центров свечения. Све-товькод детекторов на основе монокристаллов Nal—T1I заметно снижается при увеличении массовой доли меди от 1-10 до 7 10 % и никеля от 5 10 до 5 10 % [14]. Отмечено падение световыхода и ухудшение энергетического разрешения сцинтилляторов за счет изменения анионного окружения ионов активатора и образования комплексов активатора с кислородсодержащими анионами [15]. Являясь центрами захвата носителей заряда, посторонние примеси снижают радиационную стойкость сцинтилляционных детекторов [16]. Собственный радиоактивный фон сцинтилляционного детектора ограничи- вает возможность его применения для регистрации слабых активностей. Этот фон определяется, в частности, присутствием в игаодном сырье примесей актиноидов [17, 18], а также калия и рубидия, имеющих естественные радиоактивные изотопы ( К и Rb). Максимально допустимая удельная скорость распада каждого радиоактивного изотопа Пр, ч кг связана с массовой долей соответствуюпюго элемента в веществе ( j, %) следующим соотношением [c.10]

Первым звеном в цепи логических построений космогонистов явился доказанный факт происхождения метеоритного ксено-на-129 из радиоактивного иода-129, которого в метеоритах уже давно нет он успел полностью вымереть . Но остался стабильный иод-127, возникший одновременно с иодом-129. На этом основании и определяют возраст метеорита. Оценивают первоначальное содержание иода-129 по найденному в метеорите количеству иода-129 в момент отверждения метеоритного вешества — ведь, будучи в расплавленном состоянии, оно не может удерживать образующийся газ — ксенон. Далее по кривой распада иода-129 можно рассчитать время между датой рождения иода-129, а она совпадает с датой возникновения всех тяжелых элементов в Солнечной системе и моментом образования твердого вещества метеоритов. [c.207]

Оказалось также, что содержание легкого изотопа гелия Не в природном гелии может изменяться в сотни раз в зависимости от его происхождения [26]. Отношение Не Не в воздухе равно 1,2-10 , а в природном газе из скважин оно падает в десять и более раз. Еще меньше оно в гелиевых включениях урановых и ториевых руд. Разницу можно объяснить тем, что гелий этих источников образовался путем распада природных радиоактивных элементов, дающих Не. Наоборот, в литиевом минерале алюмосиликатного тина — сподумене Ь1А1 (810з)з содержание Не сильно повышено. В одном образце оно оказалось в десять раз выше, чем в воздухе. Возможно, что это связано с образованием Не в результате ядерной реакции N1 + + Н с последующим распадом трития по схеме Н = Не + е . Другая реакция нейтронов от космического излучения с атмосферным азотом N1 + + Н служит источником небольшого содержания радиоактивного углерода в СОг воздуха и в органическом веществе животных и растений (см. ниже). [c.57]

Возраст нуклеосинтеза. Возраст образования отвечает времени затвердевания метеорита. Но каков л<е возраст вещества, из которого состоит метеорит Поскольку процессы нуклеосинтеза, приводящие к образованию тялселых элементов в любой небуле, продолжаются в течение значительного периода времени, невозмол но дать точный ответ на этот вопрос. Однако интервал времени между концом нуклеосинтеза и консолидацией метеоритов ( промежуточное время ) можно оценить, если найти в веществе метеорита продукты распада короткоживущих радиоактивных изотопов, которые в настоящее время не существуют. Наиболее полезными для этого оказались те радиоактивные изотопы, период полураспада которых слишком мал. [c.27]

Трековые мембраны представляют собой пористые перегородки, получаемые принципиально другим способом [75]. При прохождении продуктов радиоактивного распада сквозь твердое вещество в последнем образуются их следы (треки), которые после обработки соответствующими растворителями превращаются в узкие поры. Подобрав подходящую пленку, подвергнув ее облучению продуктами радиоактивного распада и выдержав в растворителе до тех пор, пока в ней не образуются сквозные отверстия, получают пористую мембрану (см. рис. 2.5). Трековые мембраны Нуклепор изготавливаются из поликарбонатной пленки толщиной 10 мкм (рис. 3.6). При этом для образования пор, перпендикулярных плоскости пленки, используют параллельные пучки высокоэнергетических частиц, как правило, осколков деления урана. Пористость трековых мембран зависит от времени облучения однако она не должна быть слишком большой, иначе образующиеся поры из-за совпадения [c.59]

Каждое радиоактивное вещество распадается с определенной характерной для него скоростью например распад урана протекает крайне медленно, в то время, как эманация радия распадается быстро. Кол 1чество распадающихся в каждую секунду атомов пропорционально общему количеству присутствующих атомов, так что количественное уменьшение распадающегося вещества определяет соответствующее понижение скорости образования нового тела. Так например половина данного количества радия распадается в 1 590 лет, половина оставшегося количества распадается в следующие 1 590 лет и т. д. Таким образом по прошествии 15 900 лет останется только около 0,1 % первоначального количества радия. Удобно выражать скорость распада термином период полураспада , т. е. период, на протяжении которого распадается половина данного количества вещества. Нижеследующая таблица показывает порядок и скорость распада уранового ряда [c.18]

Саломон-Кальви высказал, ссылаясь на работы В. И. Вернадского предположение, что организмы, распад которых ведет к образованию нефти, в свое время могли обладать способностью концентрировать радиоактивное вещество из морской воды. Эта теория с некоторыми поправками геологического порядка (обязательность наличия поблизости суши, сложенной породами, относительно богатыми радиоактивными элементами) является весьма привлекательной, но не следует забывать то, что в пользу ее мы не знаем пока еще ни одного факта. [c.191]