Энергия радиоактивных изотопов

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]

Начиная с 1930 кща разработка и усовершенствование ускорителей частиц привела к том>, что стало возможным получить достаточно высокие энергии, необходимые для проведения реакции слияния ядер. Первый искусственный радиоактивный изотоп в 1934 году получили Фредерик и Ирен Жолио-Кюри. Они бомбардировали алюминий альфа-частицами, получаемыми при распаде фосфора-ЗО [c.333]

АЛЬФА-ЧАСТИЦА (а-частица) - частица, идентичная ядру атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов, имеет заряд 2+, массовое число 4. А.-ч. испускаются при а-распаде радиоактивных изотопов различных элементов. При прохождении через вещество А.-ч. сильно ионизирует атомы среды, быстро теряет свою энергию, имеет очень малую длину свободного пробега, что в значительной степени зависит от природы поглощающего А.-ч. вещества. А.-ч. используют для осуществления целого ряда ядерных реакций. [c.20]

На управляемых реакциях деления ядер (урана, плутония) основано действие ядерных реакторов. Расщепление ядер в атомных реакторах используется для производства энергии, получения трансурановых элементов, радиоактивных изотопов других элементов и и др. [c.661]

Энергия радиоактивных изотопов [c.253]

Окончательный успех в деле превращения одних элементов в другие был достигнут физиками, а не химиками тигель алхимика уступил дорогу ядерному реактору. Сначала ученые обратили внимание на огромную энергию, высвобождаемую при ядерных реакциях. Тот факт, что уран превращается при этом в барий и другие легкие элементы, первое время не вызывал столь большого интереса. Но химики быстро осознали, что радиоактивные изотопы обычных элементов представляют собой огромную ценность. Радиоактивный атом может играть роль своеобразной метки, его достаточно ввести в какое-то вещество, принимающее участие в реакции, чтобы при последующем наблюдении за ним раскрыть сложную последовательность всех ее стадий. Например, благодаря исследованиям при помощи меченного радиоактивным изотопом углерода удалось разобраться в механизме реакций фотосинтеза, и трудно представить себе, как бы это оказалось возможным сделать обычными методами. Радиоактивные и устойчивые изотопы позволяют решать химические проблемы, недоступные другим методам. Радиоактивные изотопы дают также возможность точной датировки событий далекого прошлого, представляющих исторический или геологический интерес. С их помощью установлен сравнительный возраст Земли и Луны, что привело к ниспровержению некоторых прежних теорий относительно происхождения Луны. [c.405]

Атомная энергия, как и химическая, может являться источником энергии ракетных двигателей. Возможны несколько путей ее практического применения в виде энергии радиоактивных изотопов, энергии деления ядер (ядерная энергия), энергии синтеза ядер (термоядерная энергия) [23]. [c.253]

В настоящем обзоре кратко описаны существующие генераторы электрического тока на основе долгоживущих радиоактивных изотопов, рассмотрены принципы их действия. Значительная часть обзора содержит описание результатов исследований по созданию принципиально нового автономного источника электроэнергии, в основу которого положен фотовольтаический способ преобразования ядерной энергии радиоактивных изотопов в электричество с использованием упорядоченных плазменно-пылевых структур. В настоящий [c.259]

Изучение закономерностей ядерных превращений имеет решающее начение для установления свойств ядер, природы ядерных сил и создания теории строения ядра. Изучение ядерных реакций имеет п большую практическую ценность. Это прежде всего использование ядерной энергии в практических целях, искусственное получение новых химических элементов, разнообразных радиоактивных изотопов и пр. Развитие техники ускорения частиц впервые позволило воссоздавать в лаборатории процессы, приближающиеся к происходящим и земной коре и космическом пространстве, что дает возможность представить генезис химических элементов в природе. [c.662]

Стабильные и радиоактивные изотопы. В настоящее время известно около 280 стабильных изотопов, принадлежащих 81 природному элементу, и более 1500 радиоактивных изотопов, 107 при родных и синтезированных элементов. При этом у элементов с нечетными I не более двух стабильных изотопов. Число нейтронов в таких атомных ядрах, как правило, четное. Большинство элементов с четным 2 характеризуется несколькими стабильными изотопами, из которых не более двух с нечетными А. Наибольшее число изотопов имеют олово (10), ксенон (9), кадмий (8) и теллур (9). У многих элементов по 7 стабильных изотопов. Такой широкий набор стабильных изотопов у различных элементов связан со сложной зависимостью энергии связи ядра от числа протонов и нейтронов в нем. По мере изменения числа нейтронов в ядре с определенным числом протонов энергия связи и его устойчивость к различным типам распада меняются. При обогащении нейтронами ядра излуч-ают электроны, т. е, становятся р -активными с превращением нейтрона в ядре в протон. При обеднении ядер нейтронами наблюдается электронный захват или р+-активность с превращением протона в ядре в нейтрон. У тя- [c.50]

Другими источниками излучения являются некоторые искусственно получаемые радиоактивные изотопы, в частности Со. Такие радиоактивные вещества получаются в ядерных реакторах при облучении нейтронами различных материалов. В зависимости от времени облучения нейтронами, можно получить препарат с определенным содержанием изотопа Со, т. е. препарат определенной активности. Период полураспада Со равен 5,3 г. Энергии у-лучей Со равны 1,16 и 1,30 Мэе. [c.258]

Кроме того, в качестве излучений высокой энергии можно использовать протоны, дейтоны, а-частицы, ускоренные в специальных ускорителях (циклотрон, генератор Ван-де-Граафа). Пучки быстрых электронов можно получать, используя линейные ускорители, бетатроны или радиоактивные изотопы некоторых элементов (например, " Зг, Сз и др.). Источником квантов больших энергий, кроме уже указанных искусственно получаемых радиоактивных элементов, могут служить мощные рентгеновские трубки для получения у-излучений можно также использовать торможение быстрых электронов, полученных в ускорителях (бетатроне, линейном ускорителе электронов, генераторе Ван-де-Граафа). Источниками нейтронов, кроме атомных реакторов, могут быть радио-бериллиевые и полоний-берил-лиевые источники или специальные ускорители нейтронов. [c.258]

Поэтому радиоактивные изотопы с энергией а-частиц 4—5 МэВ целесообразно использовать для облучения пленок толщиной до 10— 15 мкм. Для увеличения деструкции материала в направлении вдоль трека целесообразно проводить облучение частицами в сочетании с дополнительным облучением ультрафиолетовым светом, рентгеновскими лучами, -лучами или электронами. При облучении ультрафиолетовым светом длина волны должна быть подобрана таким образом, чтобы наиболее сильно воздействовать на радиационно поврежденные места пленки. Например, для пленок из поликарбоната оптимальная длина волны составляет около 280—300 нм (2800—3000 А), большие длины волн практически не дают эффекта, а при меньших начинает происходить сильное разрушение всей поверхности пленки. [c.53]

Эффект Мессбауэра заключается в том, что относительная энергия основного и возбужденного состояний ядра атома зависит от электронной плотности около него, В качестве примера рассмотрим у-спектр комплекса Ре[Ре(СК )й), полученного при помощи облучения уквантами от радиоактивного изотопа Ре (рис, 15), На спектре получаются два минимума поглощения. Это связано с тем, что, [c.64]

Диэлектрические материалы поляризуются также и в результате радиоактивного облучения. Для горных пород это имеет важное практическое значение, поскольку в геохимии известны сотни радиоактивных изотопов с периодами полураспада, изменяющимися в очень широких пределах. Например, при облучении диэлектрических сред пучком электронов энергия частиц может быть такой, что они будут проходить через материал (проникающая радиация), либо такой, что частицы будут поглощаться породой (непроникающая радиация). Проникающая радиация вызывает накопление носителей зарядов вследствие захвата заряженных частиц, пришедших извне (электронов, ионов) и образования заряженных частиц в период облучения (например частицами). В горных породах электрические объемные заряды могут накапливаться вблизи границы раздела радиоактивной и нерадиоактивной пород с высоким удельным электрическим сопротивлением, [c.133]

Спектр энергий 3-частнц данного радиоактивного изотопа непрерывный и изменяется от нулевой до некоторой максимальной энергии, соответствующей разности энергий ядер атомов материнского и дочернего изотопов в одном из возможных его энергетических состояний. Отсутствие постоянства энергии р-частиц связано с механизмом их испускания. Ядро состоит из нейтронов и протонов, появление р-частиц (электронов или позитронов) связано с переходом в ядре нейтрона (п) в протон (р) или протона в нейтрон [c.319]

При прохождении излучения радиоактивных изотопов через вещество энергия излучения расходуется главным образом на ионизацию и возбуждение атомов и молекул вещества. [c.323]

За последние годы бомбардировкой атомов различных элементов частицами с большой энергией (а — частицами, нейтронами, протонами) искусственно получены изотопы почти всех элементов и достигнуты крупные успехи по их разделению. Наибольшее применение при этом получили те реакции, при которых образуются радиоактивные изотопы. [c.23]

Общая характеристика радиоактивных изотопов. Важнейшие количественные характеристики радиоактивных изотопов следующие 1) интенсивность радиоактивного распада изотопа и изменение его массы во времени (долговечность изотопа) и 2) виды излучения и их энергия. [c.383]

Виды излучения и его энергия. Радиоактивное превращение ядра атома каждого данного изотопа характеризуется определенным по составу излучением и его энергией. Так, а-распад характерен для естественно-радиоактивных элементов с высокими порядковыми номерами (Z > 60). Сюда относятся такие ядра, как Ро , [c.386]

Радиоактивный изотоп цезия Сз (Т1/2=3 года) применяют в у-дефектоскопии металлических отливок благодаря относительно высокому значению энергии -излучения. [c.34]

Кроме стабильных изотопов вое элементы триады железа имеют искусственные радиоактивные изотопы. Хорошо известно практическое использование радиоактивного Со (тип ядра 4п, жесткий у-излуча-тель с энергией излучения 1,3 МэВ), получаемого из стабильного > Со облучением нейтронами. Период полураспада °Со Тц2 = 5 лет) удобен для использования этого изотопа 1в медицине для радиологического лечения злокачественных опухолей, а также ири анализе металлических изделий (у-дефектоскопия) с целью обнаружения в них трещин, раковин И других неоднородностей. Вместе с тем надо отметить, что °Со — один из самых опасных радионуклидов (жесткое излучение, большая продолжительность жизни). [c.114]

Цепные ядерные реакции не только детально изучены с теоретической стороны, но, к сожалению, были впервые использованы на практике в виде атомных бомб, взорванных американцами в японских городах Хиросима и Нагасаки. Регулирование цепных ядерных реакций позволило перейти к мирному использованию внутриядерной энергии. Атомные электростанции превращают энергию атома в электрическую энергию. В настоящее время во всем мире работают свыше 500 атомных реакторов, позволяющих, помимо использования внутриядерной энергии, получать различные радиоактивные изотопы для научных и технических целей. [c.71]

Следует также отметить у-и з л у ч е н и е, т. е. испускание ядрами некоторых радиоактивных изотопов электромагнитных волн очень высокой энергии (длиной менее 10 " м). Это говорит о том, что ядра атомов могут находиться как в нормальном, так и в возбужденном состоянии. [c.24]

Основным исходным материалом для химических превращений в клетке являются углеводы, которые образуются при фотосинтезе (при реакции, протекающей в зеленых растениях в присутствии хлорофилла) из СО2 и воды. Эти вещества подвергаются химическим превращениям как в самих растениях, так и в организмах травоядных и плотоядных животных, куда они поступают в виде пищи. Эти биохимические явления называются метаболическими процессами. Метаболические процессы приводят к появлению необходимых для организма соединений и снабжают организм энергией. Протекание этих процессов часто исследуется с помощью меченых соединений, т. е. соединений, содержащих радиоактивные изотопы Н, С, [c.180]

В спектрометрическом варианте по энергии излучения и периоду полураспада образующихся радиоактивных изотопов определяют примеси, а по интенсивности излучения — их концентрацию. При этом очень существенно то, что анализ проводится без разрушения образца. В радиометрическом варианте растворяют образец после облучения, осаждают и очищают образовавшийся радиоактивный изотоп. И только после этого определяют его активность, пропорциональную концентрации определяемого изотопа. [c.414]

В спектрометрическом варианте активность образцов непосредственно после облучения или после отделения макрокомпонентов и активность эталонов определяемых элементов измеряют на сцинтилляционном -спектрометре с многоканальным анализатором импульсов, а расчет количества примесей проводят по площадям фотопиков соотвегствующих энергий радиоактивных изотопов в образце и эталоне [17,1000]. [c.169]

Радиохимический вариант активационного анализа значительно более трудоемок, но дает на 1—2 порядка большую чувствительность, чем спектрометрический вариант. Последний основан на различиях в энергии излучения и периодах полураспада образующихся при облучении радиоактивных изотопов и позволяет провести анализ без химического разделения (без разрушения образца), если активность макрокомпонента не мешает определению примесей, либо ограничиться минимумом химических операций по отделению макрокомпонента [15, 21—23]. В этом варианте активность образцов непосредственно после облучения или после отделения макрокомпонентов и активность эталонов определяемых элементов измеряют на сцинтилляционном 7-спектрометре с многоканальным анализатором импульсов, а расчет количества примесей проводят по площадям фотопиков соответствующих энергий радиоактивных изотопов в образце и эталоне. [c.11]

Гамильтон, Дербин, Аслинг, Джонсон. Материалы Международной конференции по мирному использованию атомной энергии. Радиоактивные изотопы и излучения в медицине, т. 10. М., Медгиз, 1958, стр. 218. [c.255]

Рекомендуют применять s . Применение радиоактивных изотопов для контроля имеет следующие преимущества перед рентгеновскими установками, портативное ь и независимость о г источников злекзро-энергии, практически равные удобства применения в цехе и на монтажной площадке, техническая целесообразность при контроле сварных швов в трудаодоступных участках конструкции, например, в трубопроводах. [c.285]

Панченков Г. И. Применение атомной энергии к процессам лереработки нефти. Применение радиоактивных изотопов в нефтяной промышленности. Труды Всесоюзного совещания. Гостоптехиздат, 1957. [c.381]

У незаряженных нейтронов не может быть электрического взаимодействия они останавливаются при столкновении с ядром подобно биллиардным щарам. Бомбардируемые атомы отскакивают со скоростью, достаточной для потери орбитальных электронов, и прохо-. дят через поглотитель в виде тяжелых заряженных частиц. Нейтроны могут быть также остановлены в результате поглощения атомными ядрами с сбразсванием новых, обычно радиоактивных, изотопов, но при облучении этот процесс, как правило, не имеет большого значения. Таким образом, все типы ионизирующего излучения приводят к образованию заряженных частиц большой энергии, которые в конечном итоге теряют ее, образуя ионизированные и возбужденные атомы или молекулы. Конечный результат такой ионизации и возбуждения зависит от природы химических связей в облученном материале. [c.157]

Радиоактивационный метод анализа. Метод основан на облучении испытуемого материала элементарными частицами, причем вследствие ядерных реакций возникают радиоактивные изотопы определяемых элементов или новые радиоактивные элементы. После облучения определяют содержание радиоактивных компонентов ядерной реакции. Для этого в простейших случаях используют непосредственно измерение радиоактивности материала после облучения, учитывая природу излучения, его энергию и период полураспада изотопа. Так, например, определяют содержание примеси меди в металлическом серебре. При облучении образца серебра посредством а-частиц медь (Си ") превращается в радиоактивный изотоп галлия (Са° ). который излучает позитроны и характеризуется периодом полураспада 9,6 часа. По интенсивности излучения этого изотопа галлия рассчитывают содержание меди в образце серебра. При облучении, вследствие ядерной реакции, из основного материала — серебра образуется два радиоактивных изотопа иидия, однако их период полураспада велик, поэтому радиоактивность мала таким образом, эти изотопы не мешают определению меди. [c.21]

Без потери общности можно рассмотреть одномерную полукласси-ческую задачу, поскольку, как показано на схеме (рис. У.1), излучение 7-кванта ядром источника (радиоактивного изотопа) и отдача этого ядра происходят в противоположных направлениях, а направления движения 7-кванта и отдачи ядра, способного его поглотить, совпадают. В момент испускания укванта энергия ядра радиоактивного изотопа сверх энергии покоя в основном состоянии составляет Ет+Ч МУх , где М — масса ядра, — скорость его теплового движения. После испускания имеем систему из у-кван-та и ядра в основном состоянии с добавкой к его скорости движения скорости отдачи и, так что энергия этой системы равна Е-1+Ч2М(Ух + ь) . По закону сохранения энергии [c.113]

Особый интерес для теории представляют реакции электронного переноса, при которых не происходит суммарного химического изменения (Ре (СМ)Г+Ре (СЫ)Г МпО +МпОГ Ре (Н.0)Г+Ре(Н,0)Г). Эти процессы не сопровождаются изменением свободной энергии системы. Для их изучения вводят небольшое количество одного из реагентов, содержащего в качестве центрального атома радиоактивный изотоп, а затем определяют, как этот изотоп распределился между реагентами. Например, КМпО , меченный Мп , добавляют к смеси КМпОа и КаМпО , а затем МпО селективно осаждают в виде РЬДзМпО , а МпО, — в виде ВаМп04. Реакция МпО +МпО может быть изучена также методом ЯМР. [c.82]

Как и в любой атомной системе, резонансное поглощение в ядрах должно происходить в тех случаях, когда энергия падающего f-квaнтa соответствует расстоянию между ядерными энергетическими уровнями АЕ = И ). Следовательно, если радиоактивный изотоп А испускает "(-квант и превращается в изотоп В, то при поглощении этого кванта энергии изотоп В должен превратиться в изотоп А [c.336]

Активационный анализ обладает высокой специфичностью, так как радиоактивный изотоп, образуюи1,ийся нз определенного элемента или одного из изотопов изотопной смеси данного элемента, обладает только ему присущим периодом полураспада,характером и энергией излучения. [c.356]

Энергия излучаемой частицы при единичном акте радиоактивного распада при а- и 3-превращениях выражается от десятков Кэв до нескольких Мэе. Так, энергия одной а-частицы, выбрасываемой ядром Ро при его распаде, составляет Еа. = 5,3 Мэе. В пересчете на Авагадрово число частиц (что отвечает 1 -г-атому полностью распадающегося полония) это дает огромную энергию порядка ста миллионов килокалорий (химические реакции на 1 г-атом обычно дают 20—200 ккал). Другой пример естественно-радиоактивный изотоп калия К характеризуется р - и 7-излучением с энергиями у первого 1,32 Мэе, а у второго 1,46 Мэе. При самопроизвольном же делении ядер энергии выделяется значительно больше — порядка 160 Мэе, причем это Б основном кинетическая энергия осколков. [c.387]

Практически не реагируя с нейтронами, А1 взаимодействует с а-частицами большой энергии. В 1934 г. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри облучали алюминий в течение 10 мин а-лучами полония (исполь зуемый ими образец Ро был получен Марией Склодовской-Кюри). При этом возникал радиоактивный изотоп какого-то элемента и "новое, непонятное излучение. На расшифровку происходящего явления ушел целый год. Химический анализ показал, что получающийся из А1 радиоактивный элемент переходит в газ при действии на облученный алюминий соляной кислотой. Супруги Жолио-Кюри предположили, что этот газ — фосфин, т. е. алюминий при действии на него а-лучей превращается в фосфор 2 1зА1 (а, п) °15Р. [c.51]

Не подлежит сомнению, что основным источником энергии в абиогенную эру было ультрафиолетовое излучение ( 150—200 нм). Его действие имеет ряд специфических особенностей. Излучение порождает радикалы, т. е. создает весьма активные частицы, способные стать исходными точками в дальнейшей цепи превращений. Однако это происходит главным образом в верхних слоях атмосферы, откуда продукты реакции попадают на поверхность Земли с дождем или просто вследствие медленного оседания. В нижних слоях атмосферы и на поверхности гидросферы и литосферы излучение становится особенно важным фактором с момента появления фотосинтетических механизмов. Кислород, выделяющийся при фотосинтезе, превращаясь в озон, ослабляет действие ультрафиолета и защищает возникшие предбиологнческие структуры от фотохимической деструкции. Это автоматическое регулирование действия излучения способствовало целенаправленному использованию его энергии. Радиоактивность, именно излучение изотопа калия °/С, также играло существенную роль в качестве источника энергии. По мнению М. Кальвина, среднее количество энергии, доставляемое распадом °К, 2,6 млрд. лет тому назад было в четыре раза больше, чем в настоящее время. Этот исследователь считает, что в течение года на всю поверхность Земли приходится примерно 1,2-10 Дж энергии за счет распада К и 18,9-10 Дж за счет ультрафиолетового излучения. Другие возможные источники энергии (вулканизм, разряды молний и даже удары метеоритов ), вместе взятые, доставляют не более 0,58Дж/г. [c.378]