Деление атомных ядер спонтанное

Превращения атомных ядер вызываются их взаимодействием с элементарными частицами, а также друг с другом, но могут обусловливаться и действием фотонов большой энергии. К рассматриваемой области относятся также процессы возбуждения ядер и их переход в основное состояние, а также явления спонтанного (самопроизвольного) деления материнского ядра атомов некоторых элементов на более мелкие дочерние ядра атомов других элементов. [c.372]

Самопроизвольное [спонтанное) деление атомных ядер. Это своеобразный вид радиоактивного превращения атомного ядра. Характерен для тяжелых ядер (ТН, и, Ыр, Ри и т. п.). Сущность явления состоит в том, что данное тяжелое ядро самопроизвольно распадается. Деление большей частью происходит на два сравнимых по массе осколка. Иногда третьим осколком является а-частица. Деление на большее число осколков случается редко. Осколки деления тяжелых ядер содержат избыток нейтронов. Поэтому они претерпевают несколько последовательных -превращений и затем приобретают характер устойчивых ядер. [c.381]

В 1938 г. был открыт процесс деления атомных яд урана нейтронами. А год спустя молодые советские фиг ки К. А. Петржак и Г. Н. Флеров, работая под руковод( вом И. В. Курчатова, открыли спонтанное (самопро вольное) деление ядер урана на два ослолка со сравн тельно близкими массами. В дипломе на открытие запис но, что зто новый вид радиоактивности, при котором пе воначальное ядро превращается в два ядра, разлетаю1ци ся с кинетической энергией около 160 Мэв . [c.370]

Простейшими Н. и. являются радионуклиды, излучающие нейтроны в результате спонтанного деления атомных ядер. Наиб, распространены СГ, ядра к-рого делятся спонтанно с испусканием большого кол-ва нейтронов-2,34-10 с г , и однородные смеси, состоящие из порошка Ве, (или др. в-ва) и излучателя а-частиц ( °Ро, Ас, ТЬ, "Ри, Ат, либо [c.206]

Спонтанное деление — превращение, при к-ром ядро атома делится в основном на два осколка, представляющих собой ядра атомов средних элементов периодич. спстемы Менделеева. Этот тип превращения наблюдается только у самых тяжелых И. с 2>г92. В частности, при спонтанном делении из атомного ядра вылетает 2 или 3 нейтрона, и оно делится, напр., иа И. Sr и Хе 2, к-рые в результате последовательного Р-распада превращаются в стабильные И. Zr и Се . Кроме того, может делиться с различной степенью вероятности и на другие пары И. [c.102]

Спонтанное деление. Последний из известных сейчас видов радиоактивного распада был открыт в 1939 г. Г. Н. Флёровым и К. А. Петржаком. Это — спонтанное (самопроизвольное) деление атомных ядер. При таком делении, характерном для ядер самых тяжёлых элементов периодической системы, образуются два осколка — ядра элементов, расположенных в середине периодической системы, и испускаются два-три нейтрона. Деление тяжёлых ядер сопровождается значительным выделением энергии так, энергия деления урана близка к 200 Мэе. Но для всех природных тяжёлых элементов процесс спонтанного деления является очень редким например, ядра №3 испытывают (х-распад с вероятностью, в 1,8 млн. раз превышающей вероятность спонтанного деления. [c.37]

При рассмотрении вопроса об энергиях связи (гл. П) было сформулировано условие устойчивости атомного ядра по отношению к спонтанному (радиоактивному) распаду ядро оказывается энергетически устойчивым к данному типу распада (например, испусканию а-, 5-частиц или спонтанному делению), если его масса меньше суммы масс продуктов, возникающих при ядерном превращении. Из этого условия неиосредственно следует, что все ядра с А 3 ЮО неустойчивы к расщеплению на два осколка с приблизительно равными массами и все ядра с А 140 неустойчивы по отношению к а-распаду. Эти зависимости, а также энергетика процессов р-распада рассматривались в свете представлений о свойствах поверхности ядерной энергии, обусловленных в свою очередь взаимодействием различных членов в уравнении энергии связи [см. уравнение (3) гл. II] объемной энергии, поверхностного и кулоновского членов, а также членов, учитывающих влияние симметрии и энергию образования пар нуклонов. Однако указание на термодинамическую неустойчивость не может полностью охарактеризовать ядерную систему, как и химическую. При рассмотрении любой энергетически неустойчивой системы необходимо принимать во внимание также и скорости протекания возможных процессов, так как термодинамически неустойчивая система во многих случаях может рассматриваться как вполне стабильная. Примером этого могут служить ядра с А 140, называемые стабильными. Таким образом, весьма важной характеристикой радиоактивного распада является скорость распада, или период полураспада. [c.225]

До 1934 г. считалось, что уран с 92 протонами — это элемент с самым высоким атомным номером. Зат%м было обнаружено, что если уран бомбардировать нейтронами, он поглощает нейтрон и испускает /3-части-цу, становясь, таким образом, 93-м элементом — нептунием. Этот процесс нейтронной активации можно использовать для получения элементов с еще большим атомным номером - Ри, Ат, Се, Вк, f и т. д. Эти элементы называются трансурановыми или высшими актинидами. Некоторые из этих тяжелых нуклидов, например не только радиоактивны и излучают частицы, но могут также подвергаться делению. При этом ядра спонтанно делятся на две приблизительно равные части, и одновременно выделяется большое количество энергии. В основном это кинетическая энергия продуктов деления, но определенную часть ее несут нейтроны и -у-кванты, эмиссия которых сопровождает процесс деления. Новые ("дочерние") нуклиды, образовавшиеся в результате деления, весьма разнообразны и имеют широкий диапазон — от бария до брома. Все они без исключения являются нестабильными и распадаются с испусканием /3-частиц. Выход продуктов деления различается в зависимости от атомной массы, образуя "седлообразное распределение". [c.11]

Как р-распад, так и электронный захват — процессы относительно медленные, с периодами полураспада более нескольких миллисекунд. Теоретические расчеты, связанные с электронным захватом из ближайшей к ядру оболочки — так называемым К-захватом, показывают, что этот процесс не препятствует образованию ядер даже с весьма большими атомными номерами, и лишь при Z = 137 (точечное ядро) и при Z 137 (реальные ядра) он должен привести к весьма быстрому захвату электрона ядром и сдвигу влево по периодической системе. Что же касается "-распада, то он вообще не может быть сам по себе причиной ограничения числа элементов, ибо приводит к увеличению атомного номера элемента, сдвигу вправо по периодической системе. Остаются а-распад и спонтанное деление. [c.302]

Все актинидные элементы радиоактивны, но у некоторых из них периоды полураспада довольно велики, и, следовательно, уровень радиоактивности достаточно низок, что позволяет проводить научные исследования. Используемые изотопы и их периоды полураспада приведены в табл. 63. Элементы с атомными весами выше 100, полученные лишь в ничтожных количествах, имеют самые короткие периоды полураспада. У этих самых тяжелых элементов ядра становятся неустойчивыми в отношении спонтанного деления, причем периоды полураспада для деления сильно зависят от атомного номера (экстраполяция дает 1 год для атомного номера 100, 10 час для атомного номера 102 и меньше 1 сек для атомного номера 104). В соответствии с этим для периода полураспада элемента 103 было найдено значение около 8 сек. Возможность получения большого числа таких элементов маловероятна. [c.236]

Возможность расщепления возбужденного ядра на два примерно равных осколка уже рассматривалась в разделе Б гл. VH для случая спонтанного деления. Деление является также одним из возможных способов дезактивации возбужденного компаунд-ядра и в области больших атомных номеров конкурирует с испарением нуклонов и их небольших сгустков (легких ядер). [c.311]

Спонтанное деление ядра. Рассмотренные выше схемы самопроизвольного распада атомного ядра предусматривают при радиоактивном распаде относительно небольшое изменение массы ядра. Возможна принципиально иная схема распада, при которой ядро делится на два или большее число осколков, часто с, одновременным выбрасыванием одного или нескольких нейтронов. Этот вид радиоактивного Рис. 13. Зависимость логарифма периода распада получил на-лолураспада по спонтанному типу от М. звание спонтанного [c.58]

Л, Пе, В и др. обусловлена неустойчивостью их атомных ядер из-,ча большого поперечного сечения реакции с протонами, нейтронами и др. элементарными частицами, а малая распространенность таких тяжелых элементов, как ТЬ, и, трапсураны — а-распадом и спонтанным делением. этих ядер. Наиболее распространены атомные ядра с четным числом протонов и нейтронов, напр. 0 , РеГ , 81 5, идр., меньше вдер с четным числом протонов и нечетным числим нейтронов, или наоборот. Наи.меньшее распространение имеют ядра нечетно-нечетные, напр. Б , К з, N1 и др. (подробнее см. Ядро атомное). Средний состав Земли, а особенно состав ее оболочек, отличается от среднего состава кос.мич. тел, однако характеризуется теми же общими закономерйостями. Земля как планета — холодное тело, средняя [c.423]

Подобное деление атомных ядер было экспериментально установлено при изучении процесса взаимодействия урана с нейтронами (Ган и Штрасс-ман, 1939 г.). Немного позже выяснилось, что ядра урана могут делиться и самопроизвольно (К-А. Пе-тржак, Г. Н. Флеров, 1940 г.), но такое самопроизвольное (спонтанное) деление осуществляется крайне редко. На рис. ХУ1-47 дана снятая в конденсационной камере фотография двух противоположно направленных следов, выходящих из коллоидной пленки, покрытой слоем иОз. Следы эти принадлежат осколочным ядрам, возникшим в результате деления ядра урана. [c.576]

В теории атомны.х ядер часто пользуются моделью, уподобляющей ядро заряженной капле жидкости. Расчет такой системы показывает, что при достаточном возрастании заряда капли вероятным становится ее деление на две более или менее близкие по размерам части (рис. ХУ1-43). 2 Подобное деление атомных ядер было экспериментально установлено при изучении процесса взаимодействия урана с нейтронами (Ган и Штрассман, 1939 г.). Почти одновременно выяснилось, что ядра урана могут делиться и самопроизвольно (Г. И. Флеров и К. А. Петржак, 1940 г.), но такое самопроизвольное (спонтанное) деление осуществляется крайне редко. На в конденсационной камере фотография двух противоположно направленных следов, выходящих из коллодионной пленки, покрытой слоем иОз- Следы эти принадлежат осколочным ядрам, возникшим в результате деления ядра урана." [c.362]

СПОНТАННОЕ ДЕЛЕНИЕ (лат. зроп-1апеп5 — самопроизвольный) — тип радиоактивного превращения, при котором тяжелое ядро распадается на отдельные осколки — ядра элементов с меньшей атомной массой. Обычно образуются два осколка, иногда излучается еще а-частица. Одновременно С. д. сопровождается излучением нескольких нейтронов и у-квантов. [c.235]

В сер. 60-х гг. учеными США и СССР была выдвинута гипотеза о существовании в области больших значений 2 т. наз. островков относительной стабильности нуклидов. В соответствии с ней гипотетич. нуклиды, отвечающие магическим значениям 2 = 110, 114, 126 и 164 или N = 184 (М = число нейтронов), должны быть достаточно долгоживущими (относительно стабильными) по отношению к спонтанному делению (см. Радиоактивность, Ядро атомное). До настоящего времени эта гипотеза не нашла подтверждения Попытки обнаружения в природе нек-рых из подобных нуклидов успеха не имели эксперименты по их синтезу пока не дали положит, результатов. Однако эти попытки стимулировали проведение расчетов на ЭВМ электронных конфигураций осн. состояний атомов и оценку иаиб важных хим. св-в элементов в интервале 2 = 104-172. Полученные данные позволяют предполагать, что в этой области значений 2 изменение св-в элементов носило бы весьма сложный характер, не имеющий прецедентов в предшествующих областях П.с., т.е. происходило бы резко выраженное размывание периодичности . [c.485]

Зарождение Я. х. связано с открытием радиоактивности урана (А. Беккерель, 1896), ТЬ и продуктов его распада -новых, радиоактивных элементов Ро и ка (М. Склодовская-Кюри и П. Кюри, 1898). Дальнейшее развитие Я. х. было определено открытием искусств, адерного превращения (Э. Резерфорд, 1919), изомерии атомных адер естеств. радионуклидов (О. Ган, 1921) и изомерии искусств, атомных ядер (И. В. Курчатов и др., 1935), деления адер и под действием нейтронов (О. Ган, Ф. Штрасман, 1938), спонтанного деления и (Г. Н. Флёров и К. А. Петржак, 1940). Создание ядерных реакторов (Э. Ферми, 1942) и ускорителей частиц (Дк. Кокрофт и Э. Уолтон, 1932) открьио возможность изучения процессов, происходящих при взаимод. частиц высокой энергии со сложными ядрами, позволило синтезировать искусств. радионуклиды и новые элементы. [c.513]

Здесь нам, пожалуй, не обойтись без помощ и графики. На рисунке внизу показана систематика периодов спонтанного деления цля изотопов нескольких самых тяжелых элементов с четными номерами. По горизонтальной оси отложено число нейтронов в ядре, по вертикальной — периоды полураспада по спонтанному делению. Экспериментальные кривые — в рел1ена жизни изотопов элементов № 98, 100 и 102 — образовывали подобие елки без ствола. Ствол, впрочем, можно провести, соединив высшие точки трех кривых. Что тогда мы увидим Ветвь 102-го элемента расположена ниже ветви 100-го, а та, в свою очередь, ниже ветви элёмента № 98. Чем больше атомный номер [c.499]

Захватывая нейтрон по реакции (п,7), ядро-мишень (в данном случае — изотопы плутония) увеличивает свою атомную массу на единицу, превращаясь в следующий изотоп того же элемента. Так продолжается до тех пор, пока очередь не дойдёт до такого изотопа, избыточное количество нейтронов в ядре которого определит энергетическую необходимость ядерного превращения путём /3-распада. При этом избыточный нейтрон превращается в протон и заряд ядра увеличивается на единицу — исходный химический элемент превращается в следующий. Это упрощённое описание даёт общее представление о схеме образования новых химических элементов при нейтронном облучении. В действительности ядерные характеристики изотопов ТУЭ определяют более широкую палитру конкурирующих ядерных превращений, среди которых можно назвать электронный захват (превращение протона ядра в нейтрон), различные изомерные переходы, а также характерные только для тяжёлых ядер а-распад и спонтанное деление. Важно отметить, что для того, чтобы пройти путь от 238рц 252(2 необходимо осуществить последовательность ядерных реакций, которая должна включать 14 нейтронных захватов. Чтобы провести этот процесс в разумное время и при этом накопить весовое количество целевых радионуклидов, необходимо обеспечить очень высокую плотность потока нейтронов в объёме облучаемого материала. Значения тепловых сечений и резонансных интегралов некоторых изотопов ТПЭ [4] приведены в табл. 9.1.2. [c.507]

Периоды полураспада короткоживущих изотопов равны — 5570 лет, 26А1 - 7,4 10 лет, 1°Ве - 2,5 10 лет, Збс1 - 3 10 лет, 2Юрь 21,4 года. При измерении возраста минералов рассматриваются некоторые естественные ядерные превращения /3-распад, электронный захват, а-распад, и спонтанное осколочное деление тяжёлых ядер. При /3-распаде превращение атомов химических элементов определяется правилом сдвига образующийся при распаде элемент занимает в периодической таблице клетку вправо от начального /3-активного элемента. /5-распад можно рассматривать как распад одного ядерного нейтрона на протон и электрон (плюс нейтрино). Явление электронного захвата как бы противоположно -распаду. Оно заключается в самопроизвольном поглощении орбитального электрона ядром атома, причём обычно происходит поглощение электрона ядром атома с ближайшей К-оболочки. Поэтому данный процесс называют К-захватом. При электронном захвате атомный номер элемента уменьшается на единицу и новый элемент займёт место на одну клетку левее в периодической таблице. Среди изотопов существуют такие, которые одновременно испытывают и 5-распад и К-захват. К таким элементам относится например К (Мейер, Ваганов, 1985). [c.559]

В связи с возможностью получения химических элементов в результате ядерных реакций с использованием а-частиц, протонов, нейтронов и других частиц возникла идея си 4теза элементов, более тяжелых, чем уран. На возможность существования элементов, более тяжелых, чем уран, указывал еще Д. И. Менделеев. Этот вопрос весьма заинтересовал знаменитого итальянского физика Ферми, который в 1935 г. предпринял попытку получения таких элементов (трансуранов), облучая уран нейтронами. При этом были обнаружены изотопы каких-то элементов, обладающих р-активностью. Ферми высказал предположение, что эти изотопы являются новыми трансурановыми элементами с атомными номерами 93 и 94. Он назвал их аузонием и гесперием. Дальнейшие опыты Мейтнер, Гана и Штрассмана, а также Ирэн Жолио-Кюри показали, что взаимодействие различных изотопов урана с нейтронами может происходить различными путями. при облучении нейтронами претерпевает симметричное деление на два почти равных по массе ядра с выбрасыванием нейтронов (см. глава I, 13) и выделением большого количества энергии. Второй путь заключается в том, что в результате взаимодействия э и с нейтронами образуются компаунд-ядра, которые в результате Р-распада переходят в ядра трансурановых элементов. В 1940 г. Флеров и Петржак установили, что ядра также способны к спонтанному делению. Возможно, в опытах Ферми, который облучал нейтронами природный уран (т. е. смесь изотопов) [c.45]

Высказанный здесь Менделеевым прогноз можно назвать долгосрочным более трех десятилетий спустя (в 1939 г.), исследуя уран (воздействуя на него медленными нейтронами), О. Ган и Ф. Штрассман открыли реакцию деления ядра, поскольку им удалось доказать, что наивысшая (до тех пор) концентрация массы вещества в неделимую массу атома урана, будучи увеличена на одну атомную единицу, приходит в неустойчивое, возбужденное состояние и раскалывается на две части. В 1940 г. советские физики Г. Н. Флеров и К. А. Петржак открыли явление спонтанного деления урана. Конечно, Менделеев пе предвидел, да и не мог предвидеть того, к каким именно конкретно многим новым открытиям поведет исследование урана, тем более что к концу жизни оп выступал как противник идеи превращаемости элементов друг в друга тем не менее его призыв к молодым ученым, ишущим предметов для новых исследований , заниматься ураном звучит сегодня как замечательный прогноз, продиктованный опять же периодическим законом. [c.55]

Захватывая нейтрон по реакции (п,7), ядро-мишень (в данном случае — изотопы плутония) увеличивает свою атомную массу на единицу, превращаясь в следующий изотоп того же элемента. Так продолжается до тех пор, пока очередь не дойдёт до такого изотопа, избыточное количество нейтронов в ядре которого определит энергетическую необходимость ядерного превращения путём /5-распада. При этом избыточный нейтрон превращается в протон и заряд ядра увеличивается на единицу — исходный химический элемент превращается в следующий. Это упрощённое описание даёт общее представление о схеме образования новых химических элементов при нейтронном облучении. В действительности ядерные характеристики изотопов ТУЭ определяют более широкую палитру конкурирующих ядерных превращений, среди которых можно назвать электронный захват (превращение протона ядра в нейтрон), различные изомерные переходы, а также характерные только для тяжёлых ядер ск-распад и спонтанное деление. Важно отметить, что для того, чтобы пройти путь от 252qj необходимо осуществить [c.507]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология