Возбуждение ускоренными частицами

IV. Возбуждение ускоренными частицами или излучением высокой энергии. . . . . ....100 [c.73]

IV. ВОЗБУЖДЕНИЕ УСКОРЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ ИЛИ ИЗЛУЧЕНИЕМ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИИ [c.100]

Образующиеся в результате радиоактивного распада ядра находятся в возбужденном состоянии. Такое состояние ядра может возникнуть также при бомбардировке ядер ускоренными частицами. [c.577]

Все барионы (исключение составляют протон и нейтрон) были открыты в период 1950—1960 гг. при изучении космических лучей и ускоренных частиц. Их массы лежат в пределах 1115—1318 МэВ. Все барионы являются фермионами для них справедлив принцип запрета (принцип Паули). Наблюдались также более тяжелые барионы со спинами /г, V2,.... Они представляют собой возбужденные состояния (вращательные состояния) основных барионов. [c.599]

Оценка возможных видов ионизации и деионизации в разрядном промежутке приводит к выводу, что в теплоизолированной дуге в основном происходят термическая ионизация за счет высокой температуры среды н ионизация соударением за счет передачи энергии нейтральным или возбужденным атомам ускоренными в области катодного падения электронами. Деионизация столба происходит за счет рекомбинации заряженных частиц и в меньшей мере за счет диффузии их за пределы столба. Долю ионного тока в рассматриваемом типе дуги можно оценить величиной до 20% электронного тока. Материала для составления баланса элементарных частиц в столбе пока еще мало, однако очевидно, что в установившемся режиме факторы, способствующие ионизации, находятся в динамическом равновесии с факторами, определяющими деионизацию, а плазма дуги квазинейтральна. [c.123]

При возбуждении ускоренными протонами, а-частицами и другими ионами [283, 275, 276] выход рентгеновского излучения главным образом определяется их энергиями и почти не зависит от спектральной серии. В этом варианте может быть получен низкий предел обнаружения, однако сложность, громоздкость и высокая стоимость аппаратуры ограничивают возможность широкого применения ионного возбуждения. [c.69]

Источники возбуждения. Возбуждение спектров элементов происходит при введении исследуемых образцов в зону высокой температуры или сильного электрического поля, или того и другого вместе. Высокая температура нужна для перехода в газообразную фазу, в которой происходит обмен энергиями между атомами и частицами, движущимися с большими скоростями, а электрическое поле нужно для ускорения частиц. [c.144]

Синтез гелия из водорода, как и все ядерные реакции, нуждается в энергии возбуждения (активации), но она исключительно мала, около 0,1 Мэв. В обычных химических реакциях источником энергии активации является тепловое движение (кинетическая энергия) молекул (см. стр. 277). Для возбуждения ядерных реакций обычно используют искусственно ускоренные частицы или частицы с большой энергией, излучаемые радиоактивными элементами. Можно осуществить ядерные реакции термическим путем. Для этого необходимы более высокие температуры, чем для химических реакций. Такими высокими температурами обладают некоторые звезды, на которых, следовательно, могут осуществляться термоядерные реакции. Теплота, выделенная при этих реакциях, поддерживает высокую температуру звезд. Температура внутри солнца порядка 10— 20 млн. градусов. Весьма вероятно, что это обусловлено синтезом ядра гелия из ядер водорода. [c.784]

Радиационное окисление [5.5, 5.20]. Метод основан на воздействии ионизирующего излучения (V и р-лучи, ускоренные электроны, ускоренные ионы, нейтроны и др.) на обезвреживаемое соединение с получением ионов и возбужденных молекул, которые затем участвуют в реакциях. При действии излучений высоких энергий на разбавленные водные растворы органических соединений возникает большое число окислительных частиц, обусловливающих радикальное окисление. Полнота разложения соединений зависит от вида соединения, его начальной концентрации, продолжительности облучения и температуры стоков. Так, при очистке сточных вод от фенола с начальной концентрацией 100,0 мг/л разложение на 100% происходит через 1,5 ч, а при концентрации 10 мг/л — за 0,33 ч. [c.497]

Проходя через вещество, а- и р-частицы расходуют свою энергию в основном на ионизацию и возбуждение атомов и молекул вещества, в котором распространяется излучение. Кроме потерь энергии на возбуждение и ионизацию, электроны теряют энергию вследствие испускания электромагнитного (тормозного) излучения, возникающего при ускорении электронов в кулоновском поле ядра. [c.53]

В отличие от нейтрона тяжелая заряженная частица, попадая в ядро, вносит в него свой электрический заряд и тем самым непосредственно изменяет значение 2. Однако, поскольку на пути таких реакций стоит кулоновский барьер, многозарядные ионы приходится ускорять до нескольких десятков и сотен МэВ. Из-за большой энергии возбуждения получающийся нуклид имеет заряд и массу меньшие, чем суммы масс и зарядов ядра-мишени и ускоренного многозарядного иона [c.232]

Многие химические процессы протекают через стадию образования промежуточных продуктов, которые при обычных условиях представляют собой, как правило, короткоживущие частицы. К их числу относятся возбужденные молекулы и атомы, свободные радикалы, ион-радикалы, сольватированные электроны, карбанионы, карбокатионы и другие. Примеры образования таких частиц разнообразны. Они возникают в различных системах при действии ионизирующего излучения (у-квантов, рентгеновских лучей, быстрых электронов, протонов, дейтронов, а-частиц, нейтронов, тяжелых ускоренных ионов, продуктов ядерных реакций деления и т. п.) света, ультразвука, высокочастотного разряда. При растворении в воде некоторых металлов в качестве промежуточного продукта выступает гидратированный электрон. Во многих окислительновосстановительных реакциях промежуточными частицами являются ионы металлов в необычных состояниях окисления, а в ряде органических реакций — карбанионы и карбокатионы. [c.121]

В практических случаях из энергии реакции (табл. 4) и кинетической энергии бомбардирующей частицы. Если мишень тонкая, то действующая кинетическая энергия совпадает с энергией, полученной во время ускорения. В силу закона сохранения импульса только часть этой кинетической энергии может перейти во внутреннюю энергию (энергию возбуждения) образующегося на первой стадии процесса составного ядра остаток идет на кинетическую энергию движения составного ядра как целого. На второй стадии процесса движущееся составное ядро распадается, причем его энергия возбуждения распределяется между нейтроном и ядром отдачи так, чтобы снова сохранялся бы импульс. Ясно, что те нейтроны, которые будут испущены вперед, должны получить (в лабораторной системе координат) больше энергии, чем другие. Если, кроме нейтрона, образуется свыше одного конечного ядра (как в реакции gLi —D) или если конечное ядро может остаться в возбужденном состоянии (как в реакции iBe —D), то энергия нейтронов будет неопределенной даже с тонкой мишенью и при фиксированном направлении вылета. [c.44]

Это обстоятельство связано с различием в энергиях возбуждающих частиц и их концентрации в различных участках полости. Появление максимумов в интенсивностях линий может быть объяснено следующим исходящие из катода электроны в сильном электрическом поле темного пространства, непосредственно примыкающего к катоду, испытывают постепенное ускорение. При этом в различных частях полости может достигаться максимум функции возбуждения той или [c.251]

По-видимому, процессы диссоциативной ионизации многоатомных молекул при их неупругих столкновениях с ускоренными атомами идут в основном в два этапа. Вначале в результате взаимного проникновения электронных оболочек сталкивающихся частиц происходит электронно-колебательное возбуждение молекулы, затем ее автоионизация и диссоциация возбужденного молекулярного иона а начальные кинетические энергии образующихся ионов не превышают нескольких электронвольт. [c.192]

При качественном рассмотрении процессы, происходящие под действием ускоренных атомов, имеют много общего с возбуждением и ионизацией при электронном ударе. Несколько большую вероятность распада молекулярных ионов при столкновительной ионизации можно объяснить более высоким уровнем колебательного возбуждения молекулярного иона за счет прямой передачи импульса бомбардирующей частицей. [c.192]

С повыщением давления газа основной вклад в распад молекул вносит процесс, идущий через ступенчатое возбуждение колебательных уровней основного электронного состояния посредством электронного удара. Наблюдающееся при этом значительное пере-заселение верхних колебательных уровней приводит также к существенному ускорению диссоциации, происходящей при соударениях высоковозбужденных молекул с тяжелыми частицами. [c.361]

Источником энергии в разряде является электрическое поле, сообщающее ускорение в первую очередь свободным электронам, которые передают свою энергию молекулам газа посредством упругих и неупругих ударов. В результате неупругих ударов происходит возбуждение и ионизация молекул, а также диссоциация их на свободные ради1 алы или атомы. Принципиально любая нз этих частиц, т. е. возбужденная молекула, ион и свободный радикал, могут являться химически активной частицей, участвующей в первичном элементарном акте. За первичным актом могут последовать, в зависимости от условий, различные вторичные реакции, причем последние могут развиваться не только в самой плазме разряда, но и на стенках разрядной трубки. Таким образом, весьма сложная задача изучения механизма реакций в разряде сводится, во-первых, к выяснению природы первично активной химической частицы и характера первичного элементарного акта и, во-вторых, к изучению возможных вторичных реакций. Следует иметь в виду, что плазма разряда может быть изотермической и неизотермической. В изотермической плазме температуры электронного и [c.250]

Проходя сквозь вещество, ядерные частицы взаимодействуют в основном с электронными оболочками атомов, а не с ядрами, так как доля пространства, занимаемая последними, весьма мала и состаршяет —10 об.%. Главный результат взаимодействия этих частиц с веществом — ионизация и (или) возбуждение молекул. Поэтому -у-лучи, быстрые электроны, протоны, нейтроны, дейтроны, а-частицы, осколки деления ядер, ядра отдачи, возникающие при ядерных реакциях, потоки ускоренных многозарядных ионов называются ионизирующими излучениями. [c.594]

НИИ кинетич. энергия относит, движения частиц остается постоянной, но меняется направление их движения, т. е. поток И.И. рассеивается при неупругих процессах кинетич. энергия И.И. мсходуется на ионизацию и возбуждение частиц среды. Для потока электронов характерны упругое рассеяние иа ядрах атомов среды и неупругие процессы-ионизация и возбуждение атомов и молекул при взаимод. с их электронньини оболочками (ионизационные потери) и генерация тормозного излучения при взаимод. с атомными ядрами (радиационные потери). Если энергия электронов не превышает 10 МэВ, во всех средах преобладают иоиизац. потери. Для потока ускоренных иоиов ионизац. потери доминируют при всех энергиях. Энергия, передаваемая заряженной частицей данному в-ву на единице длины ее пути, наз. тормозной способностью в-ва = dE dl ( -энергия, теряемая частицей при прохождении элементарного пути dl). Значение снижается с увеличением энергии заряженных частиц и растет с повышением ат. номера элемента, из к-рого состоит в-во среды. Глубина проникновения заряженных частиц в в-во характеризуется пробегом Л в воде ддя ионов Не с энергией 5,3 МэВ Д составляет 39 мкм, для электронов с энергией 5 МэВ-2,5 см. [c.254]

Прохождение ионизирующего излучения через вещество сопровождается передачей веществу энергии излучения, в результате чего происходит ионизация и электронное возбуждение его молекул. Ускоренные электроны, р-частицы, протоны, дейтроны, а-частицы и другое корпускулярное излучение производят ионизацию и возбуждение непосредственно или через выбитые электроны. Абсолютное количество частиц (молекул, атомов, ионов, свободных радикалов и т.п.), образующихся или расходующихся в химической системе при поглощении 100 эв энергии ионизирующего излучения, назьгоается радиационно-химическим выходом. Общепринято вслед за символом [c.157]

Исторически развитие ускорителей было вызвано требованиями ядерной физики и высоковольтной техники. Для исследований по ядерной физике в интервале энергий 0,5—10 Мэе существенное значение имеют высокая стабильность высоковольтного напряжения и возможность приспособить ускоритель к решению специальных физических проблем. В настоящее время электростатический генератор Ван-де-Граафа обычно применяется для получения ускоренных элементарных частиц, например электронов, протонов или дейтронов с энергиями 2, 3, 4 или 6 Мэе. Могут также ускоряться частицы большей массы и с различными (не единичными) зарядами. В настоящее время возможно получение с помощью ускорителей на постоянном напряжении частиц более высокой энергии (так называемые тандем-ускорители). Оказывается возможным достичь удвоения или утроения энергии частиц без повышения высоковольтного напряжения на ускорителе. Для исследовательских целей все большее значение приобретают устройства, с помощью которых можно получать управляемые импульсы частиц однородной энергии. Так, например, с помощью пульсирующего ионного тока можно получать импульсы нейтронов, которые используются для возбуждения атомного реактора в подкритиче-ском режиме или для проведения различных измерений по нейтронной физике. Эти нейтроны могут также использоваться и для активационного анализа. [c.86]

Радиационно-химические методы очистки относятся к числу новых физико-химических процессов, разрабатываемых в нашей стране и за рубежом. В их основе лежит воздействие на выбросы потоком ускоренных электронов. Как следствие, в них образуются валентноненасыщенные возбужденные частицы с пЬложительными или отрицательными зарядами (ионы, радикалы), обладающие повышенной химической активностью. Под их воздействием в газах происходит радиолиз токсичных элементов, т.е. их химические превращения. Продукты радиолиза нетоксичны. [c.395]

И. В. Мелихов и Г. Эвальд наблюдали интенсивный изотопный обмен между твердой и жидкой фазами суспензии при механическом перемешивании. Причем оказалось, что при более интенсивном перемешивании возрастает интенсивность изотопного обмена. Этот факт авторы объясняют двумя причинами во-первых, откалыванием частиц размером меньше 10 см и тем самым возбуждением оствальдова созревания и, во-вторых, ускоренной самодиффузией изотопа в объеме кристаллов осадка. Заметим, что авторы пришли к выводу об ускоренной самодиффузии индикаторного изотопа в объеме кристаллов осадка при их интенсивном перемешивании не из прямых опытов по определению коэффициента диффузии в кристалле, а косвенно, на том основании, что наблюдавшийся ими довольно большой (10%-ный) и быстрый (t С, 10 сек) обмен между твердой и жидкой фазами нельзя объяснить за счет малоэффективного и медленного механизма оствальдова созревания. Известно, что диффузия в кристаллах чрезвычайно низкая [10]. Поэтому вероятность ее ускорения под воздействием ударов небольшая. Более вероятно допушение, что существует еще один механизм рекристаллизации в дисперсных системах, интенсивность которого значительно выше интенсивности оствальдова созревания. [c.44]

На своем пути в данной среде альфа-частица заданной начальной энергии образует определенное числов пар ионов (ион плюс электрон). Так, альфа-частицы радия в воздухе образуют 1,47 10" пар ионов на каждую альфа-частицу, Rn—1,67 10 пар ионов, F a —2,37 10 пар ионов, и т. д. Разделив энергию альфа-частицы на число образуемых ею пар ионов, получаем, что средняя энергия, затрачиваемая на ионизацию одной молекулы воздуха, составляет около 33 эв. Это число примерно в два раза больше потенциала ионизации молекулы азота (15,65 эв) и почти в три раза больше потенциала ионизации молекулы кислорода (12,70 эв). Объяснение этого расхождения заключается в том, что в число 33 эв входят также потери, связанные с ускорением вырываемых из молекулы электронов, с вырыванием ие только наиболее слабо связанных электронов, но и других, более прочно связанных электронов, а также с возбуждением и диссоциацией молекул газа. То, что при прохож-.вдиии аль4>а-частиц через газ, наряду с ионами, возникают также и возбужденные частицы, с особен1ЮЙ очевидностью явствует из следующих данных [709]. Исследования ионизации гелия и неона альфа-частицами полония показывают [801], что в среднем на одну пару ионов в гелии затрачивается 41,3 эв и в неоне —36,3 эв. Добавление 0,13°/о аргона к гелию приводит к снижению энергии, затрачиваемой на создание пары иоиов, до [c.456]

Прохождение р-частиц через вещество сопровождается электромагнит-НЫД1 излучением, обусловленным двумя основными процессами. Первый процесс, в результате которого возникает электромагнитное излучение, называемое тормозным, обусловлен ускорением зарян енных частиц в кулонов-ском поле ядра. Тормозное излучение имеет непрерывное энергетическое распределение. Второй процесс— результат выбивания электронов с внутренних оболочек атомов либо р-частицами (прямое возбуждение), либо фотонами тормозного излучения (флуоресцентное возбуждение). Ионизированный атом возвращается в основное состояние с испусканием характеристического (преимущественно К-) рентгеновского излучения. [c.63]

Характерной чертой ядерных реакций, вызванных частицами большбй энергии, является образование так называемых звезд, т. е. происходит расщепление ядер, особенно легко наблюдаемых методом толстослойных фотопластинок. Бомбардирующий нуклон с энергией порядка сотен мегаэлектрон-вольт сталкивается с одним, двумя или во всяком случае с большим числом нуклонов в ядре и выбивает их из ядра. Процесс выбивания может носить при этом каскадный характер, т. е. первый ускоренный бомбардирующий частицей нуклон может столкнуться с другим нуклоном того же ядра, этот с третьим и т. д., в результате чего из ядра будет выбито сравнительно большое число частиц. Энергия, переданная бомбардирующими нуклонами частицам ядра, не вся уносится этими нуклонами выбивания, а частично распределяется между оставшимися нуклонами в форме теплового возбуждения. Ядро нагревается до температуры Г =ЙГ, где к — постоянная Больцмана Т — абсолютная температура (обычно до нескольких мегаэлектрон-вольт) и из него выкипают нуклоны — протоны и нейтроны испарения. [c.207]

Применение радиации для очистки воды одной из своих задач ставит ускорение процессов окисления, протекающих в естественных условиях крайне медленно, за счет использования эпергии молекул, перестроивших свои электронные оболочки при взаимодействии с ионизирую-шим излучением. Результатом такох перестройки, как уже указывалось, является возникновение химически активных частиц радикалов, ион-радикалов и возбужденных молекул. Энергия, необходимая для их образования, может, вообще говоря, быть накоплена и в ходе обычной термической активации исходных молекул. Однако ири комнатных температурах количество возникающих таким способом частиц близко к нулю, так что генерация их под действием излучения эквивалентна значительному повышению температуры. Все это результируется окончательно в значительном увеличении скорости процесса. [c.43]

Тлеющий разряд формируется при низких давлениях газа (0,5—100 мм рт. ст.). Первичное возникновение тока в газе связано с его начальной электропроводностью, обусловленной присутствием в нем заряженных частиц-ионов, постоянно образующихся под действием внешних ионизаторов света, космического излучения, радиоактивности и т. д. Под влиянием приложенной разности потенциалов положительные ионы газа приобретают ускорение и, двигаясь к катоду, с большой кинетической энергией бомбардируют его поверхность, выбивая из нее электроны. Бом- бардировка ионами — главная причина эмиссии. Однако электроны могут эмитироваться катодом и по другим причинам, в частности вследствие фотоэлектрического эффекта. Эмитированные катодом электроны в своем движении к противоположному электроду многократно сталкиваются с молекулами газа, передавая им свою энергию. Так появляются новые заряженные частицы и происходят различные другие превращения молекул — их возбуждение, диссоциация на свободные радикалы и атомы. Передача энергии при столкновении электронов с молекулами газа и ионизированных молекул газа друг с другом — основной [c.55]

Первичные радиационно-химические процессы. Прохождение ионизирующего излучения через вещество сопровождается передачей веществу энергии излучения, в результате чего происходит ионизация и электронное возбуждение его молекул. Ускоренные электроны, р-частицы, протоны, дейтоны, а-частицы и др. корпускулярное излучение производят ионизацию или возбуждение непосредственно и через выбитые электроны. При прохождении электромагнитного излучения эти действия вызываются фото- или комнтонов-скими электронами, к-рые, в свою очередь, образуют вторичные электроны. Нейтроны при упругих столкновениях с ядрами образуют ионы, а при ядерных взаимодействиях — осколки деления или ядра отдачи, к-рые также производят ионизацию. Вторичные электроны в большинстве случаев имеют достаточную энергию для того, чтобы произвести ещ несколько актов ионизации или возбуждения. Доли ноглощенной энергии излучения, расходуемые на ионизацию и на возбуждение, примерно одинаковы. Образовавшиеся ионы и возбужденные молекулы вступают в разнообразные реакции, основные типы к-рых представлены в таблице. [c.213]