Распад радиоактивного элемента и накопление продуктов распада

РАСПАД РАДИОАКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА И НАКОПЛЕНИЕ ПРОДУКТОВ РАСПАДА [c.315]

Уран и трансурановые элементы. Получить совершенно чистые образцы элементов этой группы не представляется возможным по двум причинам. Во-первых, каждый из элементов, кроме урана, можно получить только путем синтеза из другого химически подобного элемента, от которого затем его требуется тщательно отделить. Во-вторых, все изотопы этой группы элементов радиоактивны, а при распаде радиоактивных элементов образуются примеси. Возможен распад, сопровождающийся выделением а- и р-частиц и самопроизвольным расщеплением. В результате образуется большое число дочерних продуктов. Поэтому вполне очевидно, что исследование свойств таких материалов следует вести по возможности быстрее, чтобы свести до минимума накопление примесей. Выделение тепловой энергии, сопровождающее радиоактивный распад, может для некоторых изотопов [c.121]

Ядерная геохронология базируется на ядерном распаде элементов в минералах и горных породах, что приводит к накоплению определенных продуктов распада в течение геологического времени. Эта новая отрасль геологической науки стала развиваться после открытия радиоактивности и изучения геохимии радиоактивных элементов. [c.403]

Самопроизвольное деление ядер (спонтанное деление), как и а-распад, наблюдается у тяжелых нуклидов с массовыми числами М > 230 и 2 > 90 (изотопы урана, плутония, америция и др.). Такие ядра де ится на два осколка, массовые числа которых находятся в области 70-170 а. е. м. Кроме осколков в процессе деления образуются два-три нейтрона. При делении высвобождается суммарная энергия 200 МэВ, в том числе кинетическая энергия осколков, которая составляет -170 МэВ. Эта энергия распределяется между двумя осколками обратно пропорционально их массовым числам (см. формулу (1.19)). Так, если массовые числа М = 98 и Л/2 = 140, то 1 = 99,4 МэВ, Е2 = 69,6 МэВ. По сравнению со стабильными изотопами соответствующих элементов осколки перегружены нейтронами и поэтому распадаются с испусканием подряд нескольких р-частиц, образуя так называемые радиоактивные изобарные цепочки, имеющие одинаковые массовые числа, но отличающиеся зарядом нуклидов Из-за того, что период полураспада по каналу спонтанного деления очень большой (для Ту2 = 8 лет), радиоактивность накопленных продуктов деления в природном уране незначительна. [c.10]

Время максимального накопления радиоактивного продукта распада. Время, отвечающее наибольшему накоплению второго вещества в системе двух радиоактивных элементов, определяется по уравнению накопления продуктов распада [c.120]

Во всех дальнейших рассуждениях мы будем исходить из того, что в кристаллическую решетку минералов наряду со стабильными элементами могут входить и родоначальники радиоактивных рядов — долгоживущие изотопы что полностью подтверждается накопленным экспериментальным материалом. Для решения вопроса о положении в кристаллической решетке радиоактивных изотопов — продуктов распада материнских веществ — потребовалось изыскать методы, позволяющие установить их форму нахождения в кристаллах. [c.254]

Бомбардировка ядер заряженными частицами и нейтронами высокой энергии инициирует ядерные реакции, по которым образуются радиоактивные ядра не только бомбардируемого элемента, но и соседних с ним по периодической таблице элементов. Напротив, облучение ядер медленными нейтронами приводит к осуществлению реакции (п, у), в результате которой образуются радиоактивные (или в некоторых случаях и стабильные) ядра, принадлежащие только облучаемому элементу, если не считать сравнительно редких случаев быстрого распада первичного продукта с накоплением радиоактивного изотопа соседнего элемента. Поэтому при активационном анализе преимущественно и используются потоки медленных нейтронов. [c.210]

В результате ядерной цепной реакции деления урана или плутония в реакторах устанавливается постоянный поток нейтронов. В то время как нейтроны и энергия, освобождаемые при каждом расщеплении атома, используются или для производства электро-и тепловой энергии, или для создания плутония, или для осуществления иных ядерных реакций, осколки деления накапливаются в виде отходов. По мере своего накопления осколки деления поглощают нейтроны и уменьшают число делящихся атомов, тем самым отравляя реактор. По этой причине тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) периодически извлекают из реактора и оставшееся в нем ядерное топливо очищают от осколков до первоначальной степени чистоты. Удаляемые таким образом продукты деления являются совокупностью элементов, относящихся к середине периодической таблицы. Большинство из них — радиоактивные изотопы, которые, испуская р- и у-радиацию, превращаются в стабильные элементы. Многие изотопы имеют очень короткие периоды полураспада. Ряд изотопов распадается наполовину примерно за год. В настоящее время возможно получение ТВЭЛ, в которых ядерное топливо используется до такой степени, когда уже экономически невыгодно вновь восстанавливать и выделять делящиеся вещества. Продукты деления в таком случае можно было бы оставлять в оболочке и, применяя довольно простую технику перемещения отработанных элементов из зоны реакции, использовать их еще раз как источники радиации очень высокой активности. Применение таких отработанных элементов в промышленности помогло бы разрешению проблемы удаления и использования радиоактивных отходов. [c.92]

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]

Если материнский элемент продукта деления имеет период полураспада, не очень малый по сравнению с продолжительностью облучення, накопление такого продукта деления не может быть описано уравнением (4), так как скорость его образования равна постоянно меняющейся скорости распада материнского элемента. Во. многих случаях период полураспада дочернего элемента мал по сравнению с периодом полураспада материнского элемента, и систему можно рассматривать как находящуюся в вековом или неустановившемся радиоактивном равновесии. Но в ряде случаев периоды полураспада материнского и дочернего элементов соизмеримы и расчеты сильно усложняются. Примером может служить образование Nb J (/" /г =35 суткам) из Zr 5(Г /2 =63 суткам) и для непродолжительного времени облучения образование Хе (Г]/2 = 9,2 ч) из (71,2 = 6,7 ч). [c.67]

Радиоактивные изотопы свинца, которые могут быть применены в качестве меченых атомов, получаются искусственно, облучением таллия дейтронами (РЬ ), или являются продуктами распада урана (РЬ ю) и тория (РЬ 1 ). При работе с естественнорадиоактивными изотопами необходимо считаться с накоплением в них дочерних радиоактивных элементов, по излучению которых проводится измерение количеств РЬ-1° и РЬ . [c.47]

Подгруппа 1Уа представлена среди продуктов деления радиоактивными изотопами циркония ( 1/2 = = 1,1-106 лет), (7 ]/2=63,3 суток) и 2гЭ7 (Г /2 = = 17 ч). Активность изотопа 2г слишком мала и может не учитываться, а Zr к началу переработки реакторного горючего обычно распадается. Но на изотоп Zr с периодом полураспада, равным 63,3 суток, который имеет высокий выход и характеризуется жестким 7-излуче-нием, всегда следует обращать самое серьезное внимание. Активность его увеличивается и поддерживается вследствие накопления его дочернего элемента МЬ (Г1/2 = 35 суткам). [c.79]

Природная радиоактивность нашла широкое применение в современной геологич. науке. Эманационная съемка, наземная радиометрия, гамма-аэросъемка и гамма-карротаж буровых скважин являются одним из весьма эффективных методов при поисках урановых месторождений и месторождений калиевых солей (благодаря высокой р- и у-активности и и К). Большов значение имеют также радиологич. методы определения абсолютного возраста геологич. образований, использующие постоянство скорости радиоактивного распада в качестве эталона времени. Радиологич. методы определения абсолютного возраста основаны на радиоактивности нек-рых изотопов естественных элементов и накоплении в геологич. образованиях их стабильных дочерних продуктов. За эталон геологич. времени принимается скорость радиоактивного распада, являющаяся для каждого радиоэлемента строго определенной, не зависящей от внешних воздействий и практически неизменной в течение геологич. времени. Принципиально для онределения возраста геологич. объектов (минералов, горных пород и руд) может быть использована любая пара материнского и дочернего радиоэлемента, если точно известна скорость распада материнского изотопа и точно определено содержание в минерале или горной породе материнского и дочернего изотопов. Если с момента обра.зо-вания кристаллич. решеток минералов они являлись закрытой системой й в них не происходило миграции тех элементов, по к-рым производится вычисление возраста, то полученные результаты определений должны соответствовать истинному возрасту минерала. Для вычисления длительных отрезков геологич. времени (миллионов и миллиардов лет) используются радиоэлементы с соответствующей им продолжительностью жизни. [c.233]

Если продукт, образующийся при радиоактивном превращении, также является радиоактивным, mohiho исследовать генетические отношения путем анализа кривых распада и накопления активности фракций, периодически отделяемых химическими методами. Понимание генетических отношений может помочь при идентификации изотопов. Это особенно важно для цепей продуктов деления, обладающих некоторым избытком нейтронов по сравнению с элементами, находящимися в области устойчивости, а также для цепей превращений продуктов с недостатком нейтронов, образованных при реакциях частиц с очень большими энергиями. Изотопы, значительно удаленные от области устойчивости, проще всего идентифицировать путем установления генетических отношений с хорошо изученными дочерними продуктами, располо5кенными неподалеку от области устойчивости. Например, 89 — массовое число продуктов, образующих цепочку продуктов деления,— было установлено на том основании, что последним членом этой цепочки оказался 51-дневный изотоп Sr . Массовое число изотопов (равное 144), образующих цепь, содержащую 284-дневный изотоп церия, было установлено при масс-спектрографическом определении массы этого долгоживущего изотопа церия. [c.442]