Продукты деления ядер по массам

Введение. Сама по себе постановка задачи о сжигании актинидов предполагает, что актиниды — это отход, от которого нужно избавиться. В действительности актиниды попали в разряд отходов но одной простой причине — все они обладают способностью к спонтанному (естественному) распаду, испытывая а, /5+, /3 распады или спонтанное деление. Они рано или поздно превратятся в стабильные нуклиды свинец или висмут, либо в продукты деления — ядра средних масс. [c.160]

Быстрые частицы делят также ядра элементов средних масс, например Ре, Си, Аз, Ag, Зп и др. По-видимому, способностью делиться частицами достаточно большой энергии обладают любые сложные ядра. Кривая распределения выхода продуктов деления по массам частицами с очень большой энергией имеет существенно иной вид, чем изображенная на рис. 70 для энергии порядка 1 Мэв. С увеличением энергии минимум на седловидной кривой уменьшается [401 [ и при 0,5 Бэв совершенно исчезает [404]. Кривая распределения имеет пологий максимум, отвечающий немного меньшей массе, чем половина массы делящегося ядра. Вместе с тем, на правом конце кривой появляется новый высокий максимум с массой, на немного единиц меньше начальной. Разница в форме кривой распределения при делении частицами средней и высокой энергии видна из сравнения рис. 70 с рис. 71. На последнем дана кривая деления висмута протонами в 480 Мэв [404]. В его продуктах было идентифицировано химическими способами 70 изотопов 22 элементов с номерами от 19 до 82. [c.176]

В реакциях деления ядро расщепляется на два новых сильно радиоактивных ядра с неодинаковыми массами. Реакция деления ядра сопровождается выделением огромного количества энергии. При протекании, например, рассматриваемой реакции выделяется около 200 МэВ (за счет деления ядра 165 МэВ и за счет радиоактивного распада продуктов 35 МэВ). Энергия в 200 МэВ эквивалентна 19,2- 10 кДж/моль, ли 8,4- 10 кДж/кг Это эквивалентно [c.661]

Источниками излучений большой энергии, используемыми в радиационной химии, могут служить отходы, получаемые при работе ядерного реактора. При делении каждого ядра образуются два новых ядра с приблизительно равными массами. Эти продукты образуют группу изотопов с массовыми числами от 72 до 162. Атомы продуктов деления нестабильны в процессе р-распада идет превращение одного химического элемента в другой. В ряде случаев образующееся после испускания Р-частицы ядро находится в возбужденном состоянии переход такого ядра в нормальное или основное состояние сопровождается излучением одного или нескольких у Квантов. [c.257]

В реакции деления ядро расщепляется на два других сильнорадиоактивных ядра с неодинаковыми массами. Реакция сопровождается выделением огромного количества энергии. (За счет деления ядер и радиоактивного распада продуктов этой реакции выделяется 19.2-10 кДж/моль, или 8,4-10 кДж/кг что соответствует теплоте сгорания 2 млн. кг высококалорийного ископаемого угля.) [c.14]

При переходе от 5г к Ва тип ядра по массе главного, наиболее распространенного стабильного изотопа меняется. Для относительно легкого стронция это изотоп (тип 4и), а для значительно более тяжелого бария — з Ва (тип 4п + 2). Важно отметить, что изотоп стронция с типом ядра по массе 4п-1-2( °8г) является радиоактивным (Р, Т 1/2=25 лет) и присутствует среди продуктов деления урана. 8г очень опасен не только потому, что имеет жесткое излучение и продолжительное время жизни, но и потому, что способен изоморфно замещать кальций в живых организмах, например в костной ткани человека и животных. Инкорпорированный 8г по этой причине долго не выводится из пораженного им организма и вызывает сильное лучевое нарушение костного мозга и других тканей. [c.25]

Источником мощных смешанных излучений — потока нейтронов, р- и -излучения — являются ядерные реакторы различных типов. Разделение излучения на компоненты затруднительно поэтому чаще всего используется неразделенное излучение реактора. При делении каждого ядра получаются два новых ядра с приблизительно равными массами. Каждый распад дает новую пару ядер. Эти продукты деления образуют группу изотопов с атомными весами от 72 до 162. Атомы продуктов деления нестабильны как правило, в процессе Р-рас-пада они превращаются из одного химического элемента в другой. [c.271]

Деление ядра всегда сопровождается исчезновением определенного количества массы. Ввиду существующего соотношения между массой и энергией Е = тс ) это значит, что в процессе деления должна выделяться энергия. Действительное количество выделенной энергии, естественно, зависит от продуктов данного процесса деления. Выход продуктов деления 9211 при [c.171]

Радиохимические данные относительно распределения зарядов при делении весьма скудны по сравнению с данными относительно распределения масс, но, в то время как анализ импульсов вообще не дает возможности определить Z, радиохимический анализ дает возможность определить Z, хотя бы в принципе. Однако, для того чтобы уловить первоначальные продукты деления, операции должны проводиться достаточно быстро. В том, что действительно уловлен первичный продукт, можно быть уверенными только тогда, когда соседний в сторону уменьшения Z изобар оказывается случайно стабильным ядром ( защищенное ядро ) примером такого ядра может служить -активный Вг . Из имеющихся данных [51] следует, повидимому, что при заданном разделении масс наиболее вероятным является такое разделение зарядов, которое приводит для обоих осколков к равному числу [c.69]

При ядерной бомбардировке в циклотроне или ядерном реакторе почти все элементы становятся радиоактивными. Этот процесс превращения происходит при добавлении заряженной частицы к ядру или при бета-распаде, следующем за поглощением нейтрона. В других случаях происходит просто активация, например несколько атомов бомбардируемого элемента (мишени) становятся радиоактивными, несмотря на то, что они остаются изотопами основного вещества. При делении ядра могут получиться осколки атомов из любой пары 32 элементов (2п — УЬ), сумма масс которых приблизительно равна 234 единицам массы (в случае при этом образуются радиоактивные ядра в относительно небольшом количестве в сравнении с массой делящегося материала. Первый и последний случаи представляют большой интерес, так как в результате химического разделения может быть получен продукт с высокой удельной активностью. [c.404]

Деление ядер и потенциальный барьер. Спонтанное деление ядер, находящихся в основном состоянии, возможно, если полная масса осколков деления меньше, чем масса делящегося ядра, или, другими словами, если выделяющаяся в реакции энергия положительна. Этот критерий равносилен (см. уравнение (4.7)) возрастанию энергии связи для продуктов деления. [c.524]

В которых неустойчивый изотоп претерпевает р-распад и переходит в соседний элемент той же массы, ядро урана, захватившее нейтрон, раскалывается, образуя два осколка с несколько различными массовыми числами. Сумма атомных номеров продуктов деления при этом всегда равна атомному номеру исходного ядра, в то время как сумма массовых чисел на две единицы меньше массы компаунд-ядра, ввиду испускания в момент деления двух нейтронов. [c.29]

Продукты деления урана были очень подробно исследованы. По опубликованным данным [131] деление дает около 270 изотопов всех 35 элементов от №30 (цинк) до №64 (гадолиний). Такое разнообразие объясняется тем, что деление идет разными способами, давая первичные осколки разной величины, но в преобладающем количестве с отношением масс, близким к 2 3. Разные пути деления имеют разную вероятность, как видно из рис. 70, где доля образующихся первичных осколков (в логарифмической шкале) представлена в функции от их массовых чисел. Кривая имеет характерную седловидную форму с двумя максимумами вблизи масс 95 и 140 и с минимумом около массы 117. Последняя отвечает половине массы делящегося ядра. Таким образом, деления на равные осколки происходят очень редко и составляют лишь сотые доли процента от общего числа делений. Причины такого своеобразного распределения вероятностей разных путей деления еще не ясны, но они несомненно связаны с тем, что некоторые сочетания чисел нейтронов и протонов дают особенно устойчивые образования. [c.174]

В этом уравнении X и V обозначают тяжелое и легкое осколочные ядра, а п, р, у и V — выделяющиеся при делении нейтроны, электроны, у-лучи и антинейтрино. Общая энергия деления тем выше, чем ближе друг к другу массы осколков. В среднем она составляет 180 мэв, которые распределяются, между отдельными продуктами деления примерно следующим образом [c.368]

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]

Ядра ксенона и стронция, а также бария и криптона неустойчивы из-за избытка нейтронов и поэтому сильно радиоактивны. Они претерпевают столько р-распадов (т. е. внутриядерных превращений нейтронов в протон с испусканием электронов), сколько потребуется для образования устойчивого ядра. Уравнения (а) и (б) отражают процесс асимметричного деления, осуществляемый под действием нейтронов. Соотношение масс осколков для этих двух наиболее вероятных реакций составляет 1,46. Использование нейтронов больших энергий приводит к выравниванию состава смеси, растет относительное содержание продуктов симметричного деления. [c.420]

Ядерные реакции могут подразделяться также на реакции расщепления и реакции деления. К первым относятся реакции, которые сопровождаются незначительным изменением массы продуктов реакции по сравнению с массой исходных компонентов реакции. В результате же реакций деления наступает распад ядра на два осколка, разумеется, при этом происходит значительное изменение массовых чисел ядра. Реакции деления в зависимости от величины массовых чисел осколков классифицируются на симметрические и.асимметрические. При симметричном делении образуются осколки с примерно равными массовыми числами при асимметричном — массовые числа осколков значительно разнятся. [c.81]

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]

С другой стороны, выделяющаяся энергия, как можно показать, пользуясь полуэмпирическими методами оценки масс исходных и конечных продуктов, составляет около 180 Мэе для симметричного деления урана-238 и около 120 Мэе для аналогичного распада Hg . Иными словами, при увеличении размера ядра высота барьера растет медленнее, чем энергия, выделяющаяся при делении. Если принять во внимание, что проницаемость барьера очень сильно зависит от отношения энергии распада к высоте барьера, то не вызовет удивления то обстоятельство, что самопроизвольное деление наблюдается только для ядер самых тяжелых элементов и что периоды полураспада в общем быстро уменьшаются с увеличением Z. [c.239]

Перспективным методом синтеза может оказаться деление [43, 35]. Процесс деления ядер приводит к продуктам, распределенным в широком диапазоне зарядов и масс. Систематические исследования зарядовых и массовых распределений осколков деления (облучались ядра от золота до урана различными ионами вплоть до аргона), проведенные в последнее время в Дубне, показали, что дисперсия осколков по массе быстро возрастает с увеличением параметра Z IA составного ядра, а максимум распределения смещается в сторону больших Z [44] (рис. 4), Например, в реакции U( Ar, /) наблюдается значительный выход ядер полония и астата [45]. Имея пучок ускоренных ионов ксенона, можно синтезировать все известные изотопы трансурановых элементов вплоть до Z= 104—105 и, по-видимому, продвинуться несколько дальше. [c.18]

В реакциях деления ядро расщепляется на два новых сильно радиоактивных ядра с неодинаковыми массами. Реакция деления ядра сопровождается выделением огромного количества энергии. При протекании, напрнмер, рассматриваемой реакции выделяется около 200 Мэе (за счет деления ядра 165 Мэе и за счет радиоактивного распада продуктов - 35 Мэе). Энергия в 200 Мэе эквивалентна 19,2 х X10 кдо1с/г-ат (4,6-10 ккал/г-ат), или 8,4-IQi кдж/кг и (2х X l0 к/aы/кг U). Это эквивалентно теплоте реакции сжигания 2 млн. кг высококалорийного каменного угля. [c.44]

ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ в хим. технологии, устройства для- осуществления самоподдерживающейся управляемой цешюй р-ции деления ядер тяжелых элементов — и, 235и, Ри (ядерное горючее). При разделении ядра, в большинстве случаев образуются два сравнимых по массе осколка, испускается 2—3 нейтрона, неск. 7-квантов и нейтрино энергия продуктов деления составляет 82, 2, 5, 6 и 6% соогв. от общей выделяющейся энергии (при полном делении [c.725]

В отмеченных выше примерах распада ядер продуктами распада являются ядра с массами того же порядка величины, что и массы ядео атомов, бомбардируемых частицами не тяжелее Не< (а именно, е , 5,и, JHl, 2 6 ). У некоторых тяжелых элементов наблюдается другой тип распада, при котором ядро распадается на два ядра сравнимых размеров. Этот процесс называется делением ядра. При бомбардировке урана нейтронами его ядро распадается на [c.37]

Различные способы деления. Деление ядер, в отличие от а-распада, может происходить с помощью множества различных путей, приводя к продуктам весьма различных масс в широкой области ядерных зарядов. Бор и Уиллер [10] составили полу-количественную диаграмму для бинарного деления составного ядра отмечая осколки точками на плоскости А, Z. Так как деление приводит к двум осколкам, то они представляются на диаграмме двумя точками, равноудаленными от точки, представляющей симметричное деление, т. е, от 4gPd , Те способы деления, которые приводят к выделению равного (вычисленного) количества энергии, соединены линиями уровня. При составлении диаграммы были введены упрощения, главными из которых являются следующие 1) линии уровня проведены без тонкой структуры 2) принято, что массы и заряды осколков дают в сумме 236 и 92 соответственно, т. е, пренебрегается потерями массы в виде нейтронов. Далее, не вся освобождающаяся энергия проявится как кинетическая энергия осколков часть ее выступит в виде внутренней энергии возбуждения, приводящей к испусканию фотонов (всего в среднем 4,6 MeV [92]), в то время как другая часть будет использована для освобождения и ускорения нейтронов, но, грубо говоря, кинетическая энергия осколков будет наибольшей ( 200 MeV) при симметричном делении. Это предсказание подтверждается экспериментом. Можно было бы также ожидать, что способ деления, приводящий к наибольшему освобождению энергии, будет чаще всего встречаться, однако экспериментальные данные (см. ниже) показывают, что это не так, исключая деление при сверхвысоких энергиях. [c.66]

Относительно различия выходов при делении разных ядер (или одного и того же ядра при различных степенях возбуждения) было до сих пор мало опубликовано. Нишина и др. [109, 110] показали, что продукты симметричного как по Л, так и по Z деления гораздо заметнее при делении быстрыми нейтронами, чем при делении медленными нейтронами. Кингдон [90] высказал ту мысль, что при делении быстрыми нейтронами осколкам нехватает времени, чтобы асимметрично распределиться по сортам , так, чтобы наилучшим способом использовать связывающие способности нейтронов . Количественное сравнение было предпринято для выхода при делении одного избранного продукта— Ва [17] сравнивалось количество импульсов деления от тонкого слоя урана в специальной камере деления с количеством Ва , образующегося в большом количестве UgOg, помещавшегося в специальном отделении камеры. Было обнаружено, что выход Ba на одно деление U медленными нейтронами доходит до 120% выхода Ва на одно деление U быстрыми нейтронами. Продукты деления U больше походят на продукты деления и [59]. Были также опубликованы некоторые совершенно предварительные данные относительно продуктов фотоделения [95], деления протактиния [57] и тория (Полесицкий и др. [115,61]). Совсем недавно ряд авторов [113, 52, 53, 111, 141] сообщил о том, что выходы от деления при сверхвысокой энергии (например, при бомбардировке а-частицами с энергией 380 MeV) сильно отличаются от выходов при обыкновенном делении урана, а именно, массы продуктов деления размазаны при этом очень широко для и от 55 до 180 с единственным пиком вблизи 115, а для висмута от 45 до 139 с пиком примерно при 100. Пока еще неясно, какие продукты образуются здесь при бинарном делении, а какие при более сложных типах расщеплений. Специфически новым явлением является образование осколков, бедных нейтронами, например, осколков распадающегося при /С-захвате Bai , неизвестных при обыкновенном делении, что обусловлено испарением многих нейтронов из высшей степени возбужденной системы до или после деления. Центральное понижение кривой выходов слабо выражено и при делении торня а-частицами с энергией 38 MeV [107. [c.71]

Источником энергии для активации молекул или же превращения их в атомы и. радикалы может служить излучение радиоактивных атомов, являющихся отходами при работе ядерного реактора. В результате деления каждого ядра образуются два новых ядра с приблизительно равными массами. Продукты деления образуют группу изотопов с атомными весами от 72 до 162. Атомы продуктов деления не стабильны в процессе р-рас-пада идет превращение из одного химического элемента в другой. В ряде случаев образующееся после испускания р-частицы ядро находится в возбужденном состоянии переход такого ядра в нормальное или основное состояние сопровождается излучением одного или нескольких уквантов. Максимальная энергия р-частиц, испускаемых продуктами деления, равна [c.315]

Источником энергии для активации молекул или же превращения их в атомы и радикалы может служить излучение радиоактивных атомов, являющихся отходами при работе ядерного реактора. В результате деления каждого ядра образуются два новых ядра с приблизительно равными массами. Продукты деления образуют группу изотопов с атомными массами от 72 до 162. Атомы продуктов деления нестабильны в процессе -распада идет превращение одного химического элемента в другой. В ряде случаев образующееся после испускания -частицы ядро находится в возбужденном состоянии переход такого ядра в нормальное , или основное, состояние сопровождается излучением одного или нескольких 7-квантов. Максимальная энергия -частиц, испускаемых продуктами деления, равна 3,5 МэВ, а у-излучення — 3,8 МэВ. Однако такой энергией обладают в основном короткоживущие продукты деления. Облучение продуктами делення можно производить внутри активной зоны атомного реактора. [c.326]

Вопрос о вероятности наблюдения осколков разной массы подробно исследовался Енчке и Пранклем ). На фиг. 12 изображена полученная при этом кривая, из которой видно, что симметричного деления на равные части не происходит. Промежуток между массовыми числами 108 и 128 частично можно заполнить продуктами деления от быстрых нейтронов, которые при захвате дают компаунд-ядро с массой 239 (конкретные примеры буду разобраны ниже). Вряд ли можно эффективно получать радио- [c.29]

Деление ядер урана нейтронами открыли в 1939 г. Ган и Штрассман [133]. Его наблюдали еще раньше Ферми, И. Жолио-Кюри и др. [394], но вначале продукты деления ошибочно принимали за трансурановые элементы, образующиеся при захвате нейтронов ядрами урана. Уже в первые месяцы после открытия деления основные его особенности были изучены в десятках работ [395]. Деление урана освобождает энергию около 200 Мэв. Эта величина во много раз превышает энергию обычных ядерных превращений и радиоактивного распада. Она может быть найдена расчетом из сравнения масс делящегося ядра и продуктов деления и была подтверждена экспериментально [396]. Уже в ранних исследованиях Гальбана, Ф. Жолио-Кюри и Коварского [397] и нескольких других авторов [398] выяснилось, что делящиеся ядра испускают нейтроны и что число этих вторичных нейтронов в 2—3 раза больше числа поглощенных при делении. Это открытие фундаментального значения сразу же привело к заключениям, что размножение нейтронов при делении впервые дает реальные возможности для использования ядерной энергии. Как известно, эти предположения вскоре полностью подтвердились. [c.173]

По-видимому, выявлены не все возможные ядерные процессы, продуктами которых являются инертные газы так, не ясны возможные ядерные реакции, породившие основную массу неона на Земле. На примере неона было впервые (Томсон, 1913 г.) доказано, что изотопия присуща не только радиоактивным, но и стабильным элементам. Известны три изотопа неона (см. табл. 1. 2) Ме2° (90,92%), Ые2Ч0,26%) и Ме (8,82%). Образование изотопа Ме приписывают процессу захвата а-частиц ядрами тяжелого изотопа кислорода 0 + аНе -> oNe2 + Загадочным остается происхождение Ме °, который и поныне высвобождается в атмосферу в результате выветривания пород, выделения из вод источников и т. д. Не менее сложен вопрос о происхождении криятона, ксенона и их многочисленных изотопов. В табл. 1. 2 приведены лишь стабильные изотопы (шесть стабильных изотопов криптона и девять — ксенона). Кроме них известны многие радиоактивные изотопы криптона и ксенона (см. табл. 2. 3). Установлено образование изотопов криптона и ксенона в процессе самопроизвольного деления и , открытого советскими учеными Г. Н. Флеровым и К- А. Петржаком. Образующиеся продукты деления кладут начало цепи последовательных р-распадов, в процессе которых они освобождаются от избытка нейтронов среди продуктов деления имеются изотопы криптона и ксенона. Сказанное относится и к спонтанному делению 11 и тория [22]. [c.12]

Реакции деления могут быть цепными реакциями. Такие реакции вызываются нейтронами. Ядро например, может соединяться с нейтроном и давать ядро Этот изотоп неустойчив и подвергается самопроизвольному делению на две частицы примерно с одинаковыми атомными номерами это значит, что протоны, содержащиеся в ядре распределяются почти поровну между двумя дочерними ядрами (рис. 193). Эти дочерние ядра содержат также некоторое количество нейтронов, первоначально принадлежавших ядру Однако поскольку отнощение пе1 1тронов к протонам больше в более тяжелых ядрах, чем в ядрах, обладающих средней массой, деление сопровождается освобождением нескольких свободных нейтронов. Освобождающиеся таким образом нейтроны могут затем соединяться с другими ядрами образуя дополнительное количество ядер которые в свою очередь подвергаются делению. Реакции, в результате которых образуются продукты, вызывающие продолжение данной реакции, называются цепными, или аутокаталитическими, реакциями. [c.555]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология