ЯДЕРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Изотопы находят широкое применение в научных исследованиях, где они используются как меченые атомы для выяснения механизма химических и, в частности, биохимических, процессов. Для этих целей необходимы значительные количества изотопов. Стабильные изотопы получают выделением из природных элементов, а радиоактивные в большинстве случаев с помощью ядерных реакций, которые осуществляются искусственно в результате действия на подходящие элементы нейтронного излучения ядерных реакторов или мощных потоков частиц с высокими энергиями, например дейтронов (ядер дейтерия й), создаваемых ускорителями. Один и тот же изотоп можно получить различными путями. Так, например, для получения радиоактивных изотопов водорода, углерода, фосфора и серы, наиболее широко используемых в практике биологических исследований, осуществляются следующие ядерные реакции [c.26]

Ядерные процессы в химических исследованиях [c.450]

Несмотря на то что периодический закон был сформулирован в результате обобщения наблюдений, касающихся простых веществ и элементов, на современном этапе наиболее рационально исходить из рассмотрения свойств изолированных атомов соответствующих элементов, особенно из сравнения их электронных конфигураций. Наблюдая за многочисленными химическими явлениями, обычно рассматривают атомные ядра как некие точки, у которых электрический заряд равен атомному номеру, а масса совпадает с массовым числом . В то же время нельзя обойти молчанием вопросы ядерной структуры, если учесть ту роль, которую сыграли в процессе химических исследований явления, связанные со строением атомного ядра. [c.9]

Камера Вильсона как метод регистрации радиоактивного излучения также не находит применения в химических исследованиях, являясь лишь средством изучения процессов ядерной физики. [c.116]

Тритий — радиоактивный изотоп водорода с массовым числом 3, ядро которого состоит из одного протона и двух нейтронов (символ Т, или Н), период полураспада 7 i/j= 12 лет, при распаде испускает Р-частицы. Незначительные количества Т. образуются в результате ядерных процессов. В промышленности Т. получают, облучая литий медленными нейтронами. Соединение Т. с кислородом (сверхтяжелая вода) получается при окислении трития в электрическом разряде. Известен также и ряд органических соединений Т. По своим химическим свойствам Т. отличается от обычного водорода неодинаковой скоростью реакций, вызванной разницей в массах. Т. используют как горючее в термоядерных бомбах и в ядерной энергетике. Кроме того, он применяется как радиоактивная метка в различных исследованиях (химических, биологических и др.), с помощью Т. можно определить происхождение осадков (дождей), узнать возраст метеорита или выдержанного вина и др. Тритон — ядро атома трития, обозначается Н. Состоит из одного протона и двух нейтронов. Масса 3,01646. Используется как бомбардирующая частица в ускорителях заряженных частиц, [c.138]

Ядерный магнитный резонанс оказался мощным и гибким методом изучения процессов химического обмена. Большая часть имеющихся у нас современных данных о динамических процессах в химии и биологии получена благодаря исследованиям с помощью ЯМР [9.32, 9.33]. В зависимости от диапазона скоростей могут быть использованы различные методики, начиная с изучения времен релаксации и кончая анализом формы линии и экспериментами по переносу намагниченности. Обменная 2М-спектроскопия имеет много общего с одномерными экспериментами по переносу поляризации (см. разд. 4.6.1.4), и она наиболее подходит для изучения медленно- [c.621]

Понятие излучение включает в этом смысле не только а-, р- и у-лучи, испускаемые при радиоактивном распаде, и рентгеновское излучение, но также нейтроны и осколки деления, возникающие при ядерных процессах, и потоки быстрых частиц (протоны, дейтоны, электроны и др.), создаваемые при помощи соответственной аппаратуры. Энергия этих излучений очень велика и лежит в области от десятков тысяч до миллионов электрон-вольт в отличие от энергии световых квантов, не превышающей 12— 14 еУ. Это резкое различие придает определенное своеобразие химическим процессам, протекающим под действием большой энергии, и делает целесообразным их рассмотрение отдельно от процессов, протекающих под действием света (фотохимия). В отличие от радиохимии, занимающейся химией радиоактивных элементов и атомов и их применением для самых разнообразных исследований, за областью изучения химических явлений, возникающих при взаимодействии излучения большой энергии с веществом, укрепляется название радиационная химия. [c.5]

Обычный химический эффект при -распаде справедливо приписывается соответствующему увеличению атомного номера. Новый элемент в том химическом состоянии, в котором находился его предшественник, является неустойчивым, и вследствие этого будет происходить последующая перестройка. Более интересные возможности открываются, однако, при исследовании редких земель и переходных элементов. В этом случае экспериментальные условия могут быть подобраны таким образом, чтобы соединения, содержащие или исходный, или новый атом, были устойчивы. Если новый химический элемент оказывается в резко отличном химическом состоянии от того, в котором находился исходный атом, то можно предположить непосредственное влияние ядерного процесса. Другая область исследования представлена электроотрицательными элементами в водных растворах. Они образуют содержащие кислород молекулярные ионы, которые могут отличаться в случае соседних элементов только числом зарядов. Это может быть проиллюстрировано на примере таких парных ионов, как фосфат-сульфат и селенит-бромат. [c.243]

Использование ядерного реактора осложняет технику проведения радиационно-химических исследований. В частности, если облучаемое вещество или сосуд для облучения содержат элементы, ядра которых имеют значительные поперечные сечения захвата нейтронов, то в этом случае процесс облучения сопровождается появлением наведенной радиоактивности. [c.34]

Протекание химических процессов существенным образом зависит от того, как электроны в атомах и молекулах взаимодействуют между собой. Однако в исследовании и понимании химических процессов важную роль играет внутренняя природа ядер и изменения состава ядер (ядерные реакции). В свою очередь изучение ядерных процессов является важной областью прикладной химии и неорганической химии особенно. [c.34]

Особое внимание уделено проблеме химических последствий ядерных превращений и методам исследования, основанным на ядерных процессах (в частности, с помощью эффекта Мессбауэра). [c.2]

Нейтроны. Основным источником нейтронов, который имеет практическое значение при радиационно-химических исследованиях, является процесс деления тяжелых ядер или Ри в ядерных реакторах. Большая часть нейтронов, образующихся при делении имеет энергию около 0,7 Мэе. Однако значительная доля их обладает энергией, превышающей 1 Мэе. [c.13]

Направление научных исследований синтез органических соединений серы, фосфора, фтора, производных ацетилена, разных специальных продуктов, биологически активных веществ, биологически разлагаемых детергентов полимеризация и изучение свойств высокомолекулярных соединений (привитые сополимеры, термостойкие полимеры, ионообменные мембраны, адгезивы) разработка и внедрение новых методов синтеза на пилотных установках, методов анализа в области применения ядохимикатов улучшение техники контроля и техники безопасности исследования в области ферментов и ферментационных процессов изучение микроструктуры соединений с помощью рентгеновских лучей, электронной микроскопии, ядерного магнитного резонанса, УФ-, ИК-спектроскопии и спектров комбинационного рассеяния микроанализ физико-химические исследования полимеров (хроматография, техника адсорбции, кинетика реакций, катализ) изучение свойств твердых тел (например, углей, графитов), аэрозолей очистка воды и воздуха от промышленных загрязнений. [c.341]

В результате тонких и сложных исследований были синтезированы новые трансурановые элементы (Z=93—102), которых нет в природе. Для проведения некоторых атомно-ядерных процессов потребовались химические элементы исключительно высокой, так называемой спектральной чистоты (содержание примесей, характеризуемое величинами поряд- [c.235]

Из других важных областей химии следует указать электрохимию, которая изучает использование электрического тока для проведения химических процессов фотохимию, которая рассматривает влияние света на химические процессы. Из других разделов хилши следует назвать коллоидную химию, занимающуюся изучением свойств веществ, когда их частицы находятся в определенных пределах дисперсности, и закономерностей, наблюдающихся для таких состояний веществ (подробнее см. гл. 2) радиохимию, изучающую химическое поведение и важные для химических исследований свойства радиоактивных веществ, а также атомную, или ядерную, химию, которая занимается исследованием превращений атомных ядер и происходящими при этом процессами наряду с изучением свойств и поведения искусственно полученных видов атомов (т. II) далее, металлографию, применяющую особые методы исследования, которые с течением времени проникли и в другие области химии (гл. 12, т. II) затем кристаллохимию — учение о зависимости между строением кристаллов и их химическим составом (гл. 7), область, только что начинающую, развиваться, равно как и геохимию — науку о химическом составе земного шара и о законах распределения в нем различных веществ (т. II). [c.16]

ЯДЕРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ 451 [c.451]

Сильный толчок развитию неорганической химии дали проникновение в недра атома п изучение ядерных процессов. Особое значение имело выяснение того факта, что расщепление урана-235, нлутония-239 и других радиоактивных изотопов ведет к получению изотопов многих элементов, расположенных в середине периодической системы. Поиски элементов, наиболее пригодных для расщепления в атомных реакторах, способствовали исследованию малоизученных и синтезу новых элементов с помощью ядерных реакций. Изучением их свойств, а также физико-химических основ и химических свойств радиоактивных изотопов, методикой их выделения и концентрации занялась радиохимия, возникшая во второй четверти XX в. В результате такого разветвления и специализации область неорганической химии чрезвычайно расширилась. В раздел общей химии вошли основные понятия и законы химии, теории и представления, являющиеся базисом всей химической науки, независимо от ее дифференциации. Не говоря о периодическом законе, к числу таких фундаментальных теорий относятся, например, ато.мно-молекулярное учение и теория химической связи. [c.79]

Из рассмотренного видна важная роль водородной связи в химических процессах в неживой и живой природе. Водородная связь проявляется во многих свойствах молекул, в том числе спектральных, поэтому для ее исследования сейчас широко применяют методы ИК-спектроскопии, ядерного магнитного резонанса и др. [c.276]

В последние годы для изучения химической кинетики стали широко применяться радиоспектроскопические методы и. в первую очередь, электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Усовершенствована аппаратура и получили дальнейшее развитие такие классические методы исследования, как инфракрасная ультрафиолетовая спектроскопия, спектрополяриметрия. Все шире во многих исследовательских лабораториях начинают использовать различные флуоресцентные и хемилюминесцентные методы анализа короткоживущих частиц, импульсный фотолиз, метод остановленной струи, радиотермолюминесценции и т. п. Важную информацию о механизме химических превращений можно получить при изучении воздействия на процесс света, квантовых генераторов и ультразвука. Много информации позволяет получить комбинированное применение потенциометрических и оптических методов. [c.3]

По определению Ан. И. Несмеянова, радиохимия — область химии, изучающая химию радиоактивных изотопов, элементов и веществ, законы их физико-химического поведения, химию ядерных превращений и сопутствующих им физико-химических процессов . Это определение включает в себя также ядерную химию и радиационную химию. Собственно радиохимия занимается изучением физико-химических закономерностей поведения радиоактивных изотопов и элементов. При этом могут быть выделены два направления исследований. [c.587]

И НОВОЙ ГЛ. IX, посвященной рассмотрению ядерных моделей. В настоящем издании за второй главой следуют главы об уравнениях радиоактивного распада и накопления, взаимодействии излучения с веществом, детекторах ионизирующих излучений и статистических проблемах радиоактивного распада. Большинство преподавателей, которые воспользуются данной книгой, пожелают, вероятно, охватить материал первых шести глав, хотя направленность того или иного курса, конечно, может меняться широких пределах. Курс, представляющий собой введение в радиохимию, должен, несомненно, включать также гл. VII (применение меченых атомов в химических исследованиях). С другой стороны, эту главу вполне можно опустить, если основное внимание уделяется проблемам ядерной химии, и материал глав VIII—X должен стать основой такого курса. Главы XI и XII также окажутся чрезвычайно полезными лицам, заинтересованным прежде всего в вопросах ядерной химии. Три последние главы можно по желанию включить в каждый из этих курсов. Новая гл. XIII (применение ядерных процессов для исследования химического состояния) была введена с целью стимулировать дальнейшие исследования химиками вопроса о том, как ядерные процессы, зависящие от условий окружения, могут быть использованы для решения химических проблем. [c.10]

Космохимические исследования включают изучение внеземных материалов, таких, как метеориты и пробы лунного грунта. Зная распространенность элементов в земных пробах, можно развивать гипотезы и теории об образовании, распределении и химических и физических взаимодействиях различных материалов. Например, космохимики используют аналитические данные по метеоритам для формулирования теорий о ядерных процессах, протекающих в звездах. Обоснованность этих теорий сильно зависит от точности аналитических результатов. Поэтому НАА широко используется и по-прежнему является одним из наиболее важных аналитических инструментов в этих областях науки. [c.126]

Фурье-спектроскопия является универсальным методом, который может быть использован для исследования произвольных неравновесных состояний (т(О-), в то время как методы медленного прохождения применимы только тогда, когда система не изменяется со временем. Поэтому методы медленного прохождения и фурье-спектроскопии можно сравнивать лищь для систем, находящихся в стационарном состоянии [4.131]. Мы должны исключить случай когерентных неравновесных состояний, когда в матрице <т(0 ) в собственном представлении Ж содержатся недиагональные элементы, которые изменяются под действием гамильтониана. Однако можно рассмотреть случай, когда <т(0-) описывает произвольные населенности, которые могут отличаться от распределения Больцмана (так называемые неравновесные состояния первого рода [4.131] или некогерентная неравновесность ). Такие состояния могут создаваться, например, химически индуцированной динамической поляризацией и за счет ядерного или электронного эффектов Оверхаузера. Система может быть также подвержена процессам химического обмена в динамическом равновесии. [c.203]

Радионуклиды, попадающие в природную среду при работе АЭС или при испытаниях ядерного оружия, обычно встречаются либо в виде элементов, либо в виде оксидов Об их химическом поведении в почве имеется мало данных Исходят из того, что радиоактивный цезий ведет себя так же, как и другие щелочные металлы, а поведение радиоактивных стронция и радия сходно с поведением других щелочноземельных элементов, следовательно, эти радионуклиды сравнительно быстро должны образовывать соответствующие карбонаты Карбонать щелочных металлов легко растворимы в воде, ксфбонаты щелочноземельных металлов малорастворимы в воде, нб хорощо растворяются в кислотах, таким образом, все эти соединения могут сорбироваться и усваиваться корнями растений Вызывает удивление малая подвижность радионуклидов, в том числе и С8-137 в почве Это указывает либо на дальйейпгае реакции в почве, либо на сорбционные процессы Лабораторные исследования показали, что для пр< шкнове-ния радионуклидов от поверхности почвы на глубину 1 м требуется от 0,5 до 5000 лет (табл 8 4) Таким образом, загрязнение почвы радионуклидами — исключительно долгий процесс Однако фактически, благодаря постоянному подкислению почвы, подвиж- [c.222]

Изомерные превращения гликофлавоноидов замечены еще Бергером [100], но первые попытки объяснения были даны Эвансом с сотр. [101], который считал их проявлением циклизации и дециклиз цйи в углеводном заместителе. Позже, когда с помощью ядерно-магнитного резонанса и ряда химических исследований было показано, что в процессе кислотной изомеризации углеводная часть остается неизменившейся по форме сахара и гликозидной связи [30,102,103,104], предположили, что изомеризация происходит [c.23]

Радиохимия чрезвычайно обогатила многие естественные науки. Из нее выделились такие области знания, как химия ядерных процессов, изучающая те химические изменения, которые сопровождают превращение ядер атомов, входящих в молекулы и кристаллические решетки (Ан. Н. Несмеянов, А. Н. Мурин, В. Д. Нефедов, Б. Г. Дзантиев), а также радиационная химия (Н. А. Бах, Викт. И. Спицын). Метод радиоактивных индикаторов, применявшийся вначале в радиохимическом анализе, проник в другие области химии, в биологию, физику, геологию, предоставив исследователям такие возможности, о которых раньше не приходилось и мечтать. Но особенно, тесно с развитием радиохимии связан прогресс в геохимических исследованиях. [c.29]

Закон Менделеева оказался могучим орудием предвидения в области ядерных процессов. Опираясь на этот закон, удалось найти ключ к теоретическому пониманию ядерных процессов. Высказывания великого ученого о значении урана и тория и их места в периодической системе подтверждаются открытиями ядерных процессов. Между всеми известными химическими элементами уран выдается тем,— писал Менделеев,— что обладает наивысшим атомным весом... Этим обстоятельствам ныне, когда периодическая система элементов оправдывается е разнообразнейших сторон, мне кажется, должно приписать немалое значение для того интереса, который, очевидно, возрастает по отношению к урану, особенно с тех пор, как с ним оказались связанными два из важнейших — во множестве отношений — открытия физики и химии нашего времени, а именно открытие аргоновых элементов (особенно гелия) и радиоактивных веществ. Те и другие представляют своего рода неожиданность и крайность, какими-то, еще глубоко сокрытыми способами, связанные с крайностью в эволюции элементов самого урана. Наивысшая, из известных, концентрация массы весомого вещества в неделимую массу атома, существующая в уране, уже а priori должна влечь за собою выдающиеся особенности... Убежденный в том, что исследование урана, начиная с его природных источников, поведет еще ко многим новым открытиям, я смело рекомендую тем, кто ищет пред- [c.366]

Газообразные вещества, которые подвергаются изучению при помощи анализа, могут быть подразделены прежде всего на природные и промышленные газы. Кроме того, следует отдельно упомянуть газы, получающиеся при различных химических исследованиях, могущие иметь очень слоншый состав, газы биологического происхождения, а также газообразные изотопы п газы ядерных процессов, для анализа которых требуются специальные методы. [c.4]

Ядерный магнитный двойной резонанс (ЯМДР) состоит в воздействии на исследуемый образец, помещенный в магнитное поле спектрометра, одновременно двух высокочастотных нолей в области резонанса магнитных ядер. Этот сравнительно новый метод исследования быстро получил широкое распространение и наряду с монорезонансом применяется как для структурных и физико-химических исследований, так и при изучении релаксационных процессов. В обзорах [17, 57] описано применение ЯМДР для исследования органических соединений. В настоящем разделе рассматриваются элементарные основы теории ЯМДР и вытекающие отсюда возможности использования этого метода, а также пути практического осуществления ЯМДР и методы расшифровки спектров, полученных с применением двойного резонанса. [c.188]

Кроме рассмотренных в гл. I путей образования электронно-возбужденных частиц в первичных процессах взаимодействия с быстрыми частицами или электромагнитным ядерным излучением, они могут также возникать во вторичных процессах химического взаимодействия ионов, атомов и радикалов между собой и с молекулами. Образование электронно-возбужденных частиц — довольно частое явлегсие при химических реакциях. Оно проявляется, в частности, в яглениях люминесценции реагирующих веществ. Исследования [c.64]

В монографии рассматривается круг явлений, обусловленных влиянием электронных и ядерных сиииов иа скорость рекомбинации свободных радикалов в растворах. Излагается теоретическое и экспериментальное состояние проблемы влияния магнитного поля на процессы с участием свободных радикалов и триплетных молекул. Обсуждается новый изотопный эффект в радикальных реакциях, основанный на различии магнитных свойств изотопов. Широко освещаются вопросы, связанные с теорией и практическими приложениями новых методов исследования элементарных жидкофазных процессов — химической поляризацией ядер и электронов. [c.2]

Развитие техники высоких температур, атомной энергетики, новых интенсивных металлургических процессов, космических исследований, промышленной высокотекШературной химии, жаропрочных сплавов требует использования высокотемпературных материалов, наиболее распространенными и перспективными из которых являются карбиды как переходных металлов, так и неметаллов. Эти соединения обладают высокими температурами плавления, твердостью (в том числе при высоких температурах), износостойкостью, довольно высокой термостойкостью и другими традиционными характеристиками тугоплавких материалов, в сочетании с весьма специфичными электро- и теплопроводностью, магнитными, огнеупорными, ядерными, термическими, химическими свойствами, что позволяет использовать карбиды и материалы на их основе не только в технике высоких температур, но и во многих областях электроники, радио- и электротехники, энергетики, промышленной химии, машиностроения. [c.3]

Эффект резонансной ядерной флуоресценции без отдачи, как правило, достаточно ярко проявляется на фоне других нерезонансных процессов взаимодействия гамма-квантов с веществом, когда R % йшср ( ср — средняя частота характеристического спектра кристалла см. ниже) и вдобавок Т < R k. Эти условия налагают определенные ограничения на возможные объекты исследования (ядра и вещества). Даже при наибольших значениях йсоср ( 0,2 эв) величине R 0,5 эв отвечают уже исчезающе малые значения f п f. Между тем при А = 100 величинам R 0,5 эв соответствуют энергии ядерных переходов Ёо > 300 кэв. Так как с уменьшением массы ядра энергия первых уровней возбуждения, как правило, сильно возрастает, то величина R очень сильно растет при переходе от тяжелых ядер к легким. Поэтому вероятность наблюдения эффекта Мессбауэра для легких элементов оказывается чрезвычайно малой. На рис. 1.9 приведена таблица элементов, на которых уже наблюдался эффект Мессбауэра . Наиболее легким из таких элементов является пока калий. Наличие эффекта Мессбауэра для железа, германия, олова, теллура, иода, золота, криптона и ксенона, многих металлов, почти всех лантаноидов, а также ряда актиноидов открывает весьма богатые возможности различных химических исследований, в первую очередь изучения комплексных и элементоорганических соединений. Как будет видно из дальнейшего, в основе таких исследований лежит наблюдение изменений энергии резонансных гамма-квантов под влиянием химических связей атомов излучателей и поглотителей. Для]химиков, конечно, огорчи- [c.23]

Прогресс ъ развитии ультрамикроаналитических методов в некоторой степени можно сопоставить с огромными успехами, достигнутыми за последние годы в аналитической химии, в особенности в области разработки новых методов анализа, основанных на использовании сложных физических приборов. Особенно широкое применение лолучили ультрамикрометоды при проведении научно-исследовательских работ, связанных с атомной энергией, а также в аналитическом контроле соответствующих производств. Благодаря секретному характеру этих работ широкие круги научных работников до последнего времени были лишены возможности ознакомиться со всеми деталями указанных методов. Именно поэтому автор стремится в своей книге по возможности подробно изложить все ультрамикрометоды, фактически применявшиеся в процессе создания атомной бомбы и в последующих работах по химическому исследованию продуктов ядерных превращений. [c.7]

Эффект Мёссбауэра может служить, таким образом, чувствительным инструментом для исследования волновых функций атомов, магнитных и электрических полей вблизи атомных ядер, входящих в состав твердого тела. Он может также обеспечить получение информации о химических последствиях любого ядерного процесса, непосредственно предшествующего излучению 7-кванта без отдачи. Так, например, бы,ло обнаружено, что электронный захват в Со , содержащемся в ацетилацетонате Со(П1), [c.457]

Деполяризация fi . Из-за отрицательного заряда д,- образование мюония невозможно, деполяризация же за счет взаимодействий с электронами тормозящего вещества уменьшается. Тем не менее происходит образование другого интересного химического вещества — х-меаоатома или х-мезомолекулы, в которых ц" оказывается захваченным на стабильную орбиту атома или молекулы. Непосредственным доказательством существования таких соединений служит характеристическое рентгеновское излучение, испускаемое и -мезонами при каскадных атомных переходах вплоть до -состояния. Деполяризация (х может происходить не только в процессе захвата, но также и за счет взаимодействия )li"-мезона в Is-атом-ном состоянии с ядерным магнитным моментом, если таковой имеется 116]. К сожалению, пока еще имеется мало сведений о химической специфичности деполяризации л , и применение его в химических исследованиях представляется не столь перспективным, как использование fx+. [c.464]