Углерод образование при ядерной реакции

Первыми двумя законами сохранения, установленными в науке, были законы сохранения массы и энергии. В физических законах движения, кроме того, часто используется закон сохранения импульса (количества, движения). В ядерных реакциях может происходить взаимопревращение массы и энергии, но их сумма обязательно должна сохраняться. Ядерная энергия получается только за счет исчезновения массы соотношение между массой и энергией было установлено Эйнштейном и носит его имя. Согласно соотношению Эйнштейна, = тс , где -энергия, т - соответствующая ей масса, а с - скорость света. В ядерных реакциях также происходит сохранение заряда. Когда ядро изотопа углерода-14 распадается с образованием ядра азота-14, это сопровождается испусканием электрона (происходит так называемый бета-распад) [c.96]

Меченые органические соединения обычно не получают непосредственным облучением нейтронами исходных органических соединений. Действительно, ядерные реакции, приводящие к образованию органических молекул, меченных тритием или углеродом С, во многих случаях нельзя осуществить облучением соответствующих молекул нейтронами, так как реакции Ь1(л, а) Т и [c.296]

Ядерный синтез. Источником энергии солнца и звезд служат реакции ядерного синтеза (термоядерные реакции), т. е. процессы слияния легких ядер с образованием более тяжелых. В результате ряда реакций с участием ядер атомов водорода и изотопов углерода, азота и кислорода образуются ядра гелия и позитроны (частицы, во всем подобные электронам, но несущие положительный заряд). Основное уравнение можно записать следующим образом [c.52]

По-видимому, такой процесс может быть осуществлен в ядерном реакторе, хотя при этом возникают значительные технические затруднения. Главная часть этих затруднений связана с поглощением атомом азота тепловых нейтронов, загрязнением пропускаемого воздуха радиоактивными продуктами деления и образованием радиоактивного углерода в результате ядерной реакции Nl (и, [c.102]

Обобщенное изложение теории нуклеосинтеза. Предполагаемые стадии нуклеосинтеза, которые качественно были рассмотрены выше, могут быть согласованы количественно, в частности, со спектром космической распространенности элементов (рис. 2.2). Эта задача выходит за рамки данной книги, но мы видели, что предсказанные пути ядерных реакций в звездах в общем объясняют существование пиков и провалов в спектре распространенности. Итак, элементы Не, С, N и О образуются в процессе горения водорода, включая двойной NO-цикл (см. кислородный пик на рис. 2.2). Горение гелия дает С, О, Ne и Mg, но не дает Li, Be или В. Происхождение этих трех элементов объясняется реакциями расщепления, при которых С, N и О в космическом газе являются мишенями. Горение углерода и кислорода ведет к образованию Ne, Na, Mg и Si, а затем иа стадии дальнейшего горения в равновесном процессе нуклеосинтеза образуются элементы группы железа пик на графике рис. 2.2 становится понятным с точки зрения энергетики внутриядерных связей. Элементы с атомными номерами вплоть до Bi (83) могут образоваться в процессах нейтронного захвата, скорости которых малы по сравнению со скоростями радиоактивного распада, в то время как при сравнительно высоких скоростях захвата будут образовываться элементы с Z> 83. [c.50]

При рассмотрении средней распространенности изотопов (см. рис. 29) видно, что распространенность указанных изотопов выше распространенности изотопов более тяжелых элементов с Л >60, которые, как мы покажем дальше, образуются в других ядерных процессах. Следовательно, описанные процессы захвата ядер гелия и углерода являются наиболее эффективными реакциями синтеза сравнительно тяжелых элементов в природных условиях. Об этом свидетельствует и тот факт, что в земной коре наибольшей распространенностью обладают изотопы, массовое число которых кратно четырем, например Са , и другие. Этим обстоятельством объясняется такАе наблюдаемый в земной коре и метеоритах изотопный состав четных элементов с 2<35. У магния (рис. 38), как и у других элементов, преобладает самый легкий изотоп, образование которого происходит в описанных выше процессах. [c.120]

Реакции последовательного присоединения нейтронов в ядерных реакторах могут протекать и в недрах красных гигантов. Цикл многих последовательных ( 1 у)-реакций, которые сопровождаются 3 -распадом образующихся ядер (причем время этого процесса должно быть меньше, чем время присоединения следующего нейтрона), может начаться на изотопах магния, серы, кальция и других элементов, которые синтезируются в реакциях слияния ядер гелия и углерода. Этот цикл может продолжаться вплоть до образования самых тяжелых элементов. На рис. 40 приведена цепочка образования изотопов некоторых редких земель из Ьа з , обозначенная жирной чертой. Начальное ядро (1) присоединив нейтрон, превращается в радиоактивный изотоп Ьа с периодом полураспада около 40 ч. La ° полностью распадается, не успев присоединить следующий нейтрон. В результате получается [c.123]

При взаимодействии нейтронов с веществами, формирующими атмосферу, наибольшее значение имеют реакции, протекающие на ядрах азота и аргона с образованием радиоактивного изотопа аргона-41 и углерода-14. В воздухе в период испьгганий ядерного и термоядерного оружия образовалось 220 ПБк углерода-14 (природное образование-1 ПБк). [c.312]

Это заставляет предохранять уран в ядерных реакторах от действия воды. При нагревании уран реагирует со всеми свободными галогенами. Реакция урана с азотом осуществляется при 700° С с образованием нитридов. При взаимодействии урана с углеродом при 1800—2400° С образуются карбиды урана. Реакция с серой протекает при 500° С с образованием сульфида. При 1000° С уран соединяется с фосфором, образуя фосфид. [c.305]

Химические реакции атомов, образующихся в результате ядерных превращений, происходящих в органических соединениях элементов. При облучении галоидопроизводных органических соединений нейтронами образуются атомы радиоактивных изотопов галоидов. Образование этих атомов сопровождается разрывом связей галоид—углерод, вследствие чего в облучаемой жидкости появляются свободные атомы, молекулы и ионы радиоактивных изотопов галоидов. [c.226]

Химические реакции атомов, образующихся в результате ядерных превращений, протекающих с изменением заряда ядра атома. При облучении нейтронами четыреххлористого углерода по реакции (п, р) происходит образование [c.233]

В области тяжелых элементов, особенно по мере того как порядковые номера их все больше и больше возрастают, на реакции деления приходится все большая часть поперечного сечения. Если бомбардировать торий ионами гелия, то только около 10% геометрического сечения относится к образованию изотопов урана, протактиния и тория остальная же часть приводит к делению. Однако, если бомбардировать кюрий ионами углерода или азота, выход (т. е. поперечное сечение образования) изотопов элемента 102 будет соответствовать лишь приблизительно одной миллионной общего поперечного сечения (т. е. сумме поперечных сечений всех реакций) это поперечное сечение, следовательно, имеет порядок микробарна. Именно эти реакции свиде тельствуют о том, что мы в настоящее время имеем относительно мало сведений о ядерных свойствах наиболее тяжелых изотопов. [c.140]

В опровержении подобных взглядов большую роль сыграла молодая наука астрофизика. Ею были представлены доказательства того, что в звездах и в настоящее время происходят реакции с образованием химических элементов. Об этом свидетельствовали данные, полученные известным советским астрофизиком Г. А. Шайном о соотношении изотопов углерода в звездах. В то время как на Земле тяжелого изотопа углерода в девяносто раз меньше, чем легкого, в спектрах некоторых звезд относительное количество тяжелого изотопа составляет одну треть легкого. А соотношение атомов тяжелого и легкого изотопов углерода может меняться только в ходе ядерных реакций. [c.12]

Несколько лет спустя Карл фон Вейцзекер и Ганс Бете интерпретировали ядерные реакции на Солнце как круговой процесс. Начинаясь с углерода-12, этот цикл протекает далее с выделением энергии через стадию образования изотопов углерода, азота и кислорода и вновь возвращается к исходному изотопу. По балансу четыре атома водорода соединяются в гелий. Разность их атомных масс выделяется в форме энергии. [c.212]

Оказалось также, что содержание легкого изотопа гелия Не в природном гелии может изменяться в сотни раз в зависимости от его происхождения [26]. Отношение Не Не в воздухе равно 1,2-10 , а в природном газе из скважин оно падает в десять и более раз. Еще меньше оно в гелиевых включениях урановых и ториевых руд. Разницу можно объяснить тем, что гелий этих источников образовался путем распада природных радиоактивных элементов, дающих Не. Наоборот, в литиевом минерале алюмосиликатного тина — сподумене Ь1А1 (810з)з содержание Не сильно повышено. В одном образце оно оказалось в десять раз выше, чем в воздухе. Возможно, что это связано с образованием Не в результате ядерной реакции N1 + + Н с последующим распадом трития по схеме Н = Не + е . Другая реакция нейтронов от космического излучения с атмосферным азотом N1 + + Н служит источником небольшого содержания радиоактивного углерода в СОг воздуха и в органическом веществе животных и растений (см. ниже). [c.57]

В качестве примера рассмотрим образование радиоактивной серы-35 в результате ядерной реакции СР (ге, p)S , происходящей при облучении нейтронами четыреххлористого углерода. Облучаемый образец содержит 1 см (1,46 г) I4, поток тепловых нейтронов равен 10 1/сж -сек. Сколько атомов S образуется в течение 24 час7 [c.71]

Неустойчивость ядер радиоактивных изотопов может быть обусловлена не только избытком, но и недостатком нейтронов. Компенсировать этот недостаток может ядерная реакция преобразования одного из протонов в нейтрон, обратная рассмотренной выше Протон-ЬЭлектрон- Нейтрон. Однако внутри ядра нет свободного электрона, поэтому он должен быть захвачен с ближайшей к ядру К-орбиты, на которой у всех атомов (кроме водорода) находятся два электрона. Такой захват и описанная реакция действительно реализуются, что приводит к целому ряду интересных последствий. Прежде всего, уменьшение числа протонов в ядре означает образование элемента, предшествующего исходному в таблице Менделеева. Происходит, так сказать, трансмутация влево . Например, при превращении одного из радиоактивных изотопов иода ( 1) образуется стоящий слева от него теллур бз1->- %2Те (в изотопе иода — нехватка двух нейтронов нормальный иод — 1). Такое превращение происходит спонтанно, без подвода энергии извне, поэтому, как и в предыдущем случае, оно должно быть связано с переходом от состояния с большей энергией к состоянию с меньшей энергией. Иными словами, и в этом варианте ядерной реакции должна испускаться избыточная энергия. В первую очередь—это лишняя энергия ядра. Ее удаление на этот раз не связано с испусканием каких-либо частиц, а происходит путем электромагнитного излучения, которое принято называть -у-излучением . От жесткого рентгеновского излучения ( Х-излучения ) оно отличается только своим происхождением из ядра. Энергия у-излучения при трансмутации влево у разных изотопов варьирует в широких пределах — от 10 до 7000 КэВ. Для 1 она строго определенна (35 КэВ). Это — мягкое - -излучение. Отметим, что его энергия примерно соответствует наиболее вероятному значению в энергетическом спектре р-излучения углерода (см. рис. 46). [c.161]

В процессе нейтронной активации образование радионуклидов происходит как в ядерных реакторах, так и при ядерных взрывах. Так, при взрыве термоядерной бомбы в результате юаимодействия высвобождающихся быстрых (14,5 МэВ) нейтронов с ядрами атмосферного азота по реакции п,р) образуется радиоактивный углерод с, имеющий период полураспада 5730 лет. В результате испытаний ядерного оружия в атмосфере в 1970-е гг. концентрация С в воздухе в отдельные годы значительно ( 1,5 раза) превышала естественный уровень [1]. При активации нейтронами в ядерных реакторах непрерывно образуются ядра распадаюшдеся в долгоживущий радионуклид [2] [c.158]

Дальней1лие работы по медленному сгоранию топлива повидимому подтверждают эту теорию . Тем1пературы первоначального воопламенения ряда органических жидкостей были определены пропусканием смеси паров и воздуха через стеклянную трубку, температуру которой можно было постепенно повышать. Было за.мечено, что ядра в форме росы или ту.мана всегда предшествовали или сопровождали начальные стадии окисления. Продукты реакции состояли из воды, двуокиси углерода, альдегида или кислоты и следов активного кислорода . Детонация и присутствие активного кислорода делались заметнее вьфаженными, если горючее вдувалось в трубку в виде мельчайших брызг это явление указывает на образование органических перекисей в ядерных каплях. Небольшое количество перекиси не было само по себе достаточным для того, чтобы вызвать детонацию, однако перекись действовала как запал, вызывающий одновременное воспламенение капель. Добавление антидетонаторов, таких как тетраэтилсвинец, [c.1051]

Твердые смазочные материалы также снижают износ. Кроме того, в зависимости от типа они вполне работоспособны в широком диапазоне температур, часто от — 70 до + 400 "С. Это особенно важно для авиа- и ракетостроения. Однако такие смазки повреждаются или даже разлагаются под действием частиц высоких энергий, например в ядерных реакторах. Они более или менее хорошо выполняют свои функции в вакууме и противостоят большинству химических воздействий стойки в среде жидкого кислорода, элементарного фтора, растворителей и топлива. Самыми известными представителями этой группы являются графит и дисульфид молибдена. Оба вещества имеют гексагональную слоистую решетку (рис. 126). Между слЬями атомов углерода у графита и молибдена и серы у дисульфида молибдена существуют весьма слабые связи (силы Ван-дер-Ваальса), которые позволяют слоям сдвигаться друг относительно друга и без потерь передавать энергию в окружающую среду. Основным фактором их действия является то, что в слоистую решетку могут встраиваться молекулы жидкостей и газов из окружающей среды. Помимо этого, между твердыми смазками, смазываемым материалом и окружающей средой происходят химические реакции, которые ведут к образованию различных продуктов, снижающих износ. Так, дисульфид молибдена образует с железными материалами слои из сульфида железа по реакции [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология