Реакции ядерные под действием заряженных частиц

Заряженные бомбардирующие частицы, как, например, альфа-частицы, должны иметь очень большую скорость, чтобы преодолеть электростатическое отталкивание между ними и ядром-мишенью. Чем больше заряд бомбардирующей частицы или ядра-мишени, тем большей скоростью должна обладать бомбардирующая частица, чтобы вызвать ядерную реакцию. В связи с этим разработано много методов ускорения заряженных частиц с использованием сильных магнитных и электростатических полей. Такие методы осуществляются с помощью ускорителей элементарных частиц, носящих название циклотрон и синхротрон. Принципиальная схема действия циклотрона показана на рис. 20.4. Частицы, предназначенные для бомбардировки исследуемых ядер, вводят в вакуумную камеру циклотрона. Затем их ускоряют, прикладывая попеременно положительный и отрицательный потенциалы к полым О-образным электродам. Магниты, расположенные выше и ниже этих электродов, заставляют частицы двигаться по спиральным траекториям до тех пор, пока они в конце концов не выходят из циклотрона и не ударяются о вещество, играющее роль мишени. Ускорители элементарных частиц нашли применение главным образом для выяснения ядерной структуры и синтеза новых тяжелых элементов. [c.252]

Долгое время считали, что атомы построены только из протонов и электронов. В 1920 г. Резерфорд предположил существование нейтральной частицы с массой, близкой к массе протона однако эта частица была обнаружена Чедвиком лишь в 1932 г. Чедвик показал, что при бомбардировке некоторых легких элементов, например бериллия или бора, а-частицами — атомами ионизированного Не " — возникает излучение, представляющее собой поток частиц, не имеющих электрического заряда (т. е. не отклоняющихся в магнитном или электрическом поле) масса такой частицы лишь немногим превышает массу протона. Поскольку нейтрон не заряжен, он может приближаться к другим частицам, не подвергаясь действию электростатических сил этим легко можно объяснить его проникающую способность, которая очень важна для ядерных реакций. [c.15]

Внедрение примесных атомов в кристаллическую решетку может, в частности, совершаться в результате ядерных превращений, происходящих в кристалле. Такие превращения, сопровождающиеся изменением порядкового номера атома, происходят либо в результате самопроизвольного распада, либо индуцируются корпускулярным или электромагнитным облучением. За исключением реакции деления тяжелых ядер под действием нейтронов ядерные взаимодействия с частицами малых и средних энергий (не более 10 МэВ) не ведут к образованию продуктов, отличающихся по порядковому номеру от вещества мишени больше, чем на две единицы. При облучении частицами больших энергий (свыше 100 МэВ) возможно образование ядер, весьма далеких по заряду и масс от ядер мишени . Наряду со стабильными при этих взаимодействиях возникает значительное количество радиоактивных ядер. Используя их излучение, можно изучать в. облученных кристаллах различные явления, связанные, например, с миграцией наведенных примесей. Применение [c.139]

Хотя эти данные показывают, что отрицательные ионы, которые, вероятно, действуют как частицы, уменьшающие плотность заряда, могут ускорять обмен, они не дают нам сведений о механизме реакции, не дают ответа на вопрос, идут ли эти реакции за счет переноса электрона или путем переноса атома. Некоторые весьма интересные с этой точки зрения факты вытекают из работы Таубе с сотр. [98] по изучению реакции между Со (NHз)5 P и Сг " в растворах НСЮ4, приводящей к образованию частиц Со " и Сг " . Они нашли, что все образующиеся ионы Сг= " находятся в виде комплекса СгСР" и что если кобальтовый комплекс содержит радиоактивный С1 , то в конце реакции последний оказывается в СгСР" . Это весьма недвусмысленное указание на то, что перенос атома С1 осуществляется через двух-ядерный активированный комплекс [c.505]

Как видно из уравнения (9), для протонов и дейтронов потенциальный барьер вокруг данного ядра примерно в два раза ниже, чем для а-частиц. Высота потенциального барьера возрастает с увеличением заряда бомбардируемого ядра и приближенно следует закону Z /з. (Высота барьера приблизительно пропорциональна а не Z, так как радиус ядра R возрастает примерно как Z -l .) В случае наиболее тяжелых элементов потенциальные барьеры для протонов и дейтронов достигают 12 Мэе, а для а-частиц-- 25 Мэе. Таким образом, для того чтобы исследовать ядерные реакции, протекающие под действием заряженных частиц, и в особенности реакций с участием тяжелых ядер, необходимы установки, ускоряющие заряженные частицы и сообщающие им энергию порядка многих миллионов электронвольт. [c.68]

Искусственная радиоактивность. В 1929 г. академик Д. В. Скобельцын при изучении так называемых космических лучей, приходящих на Землю из глубин мирового пространства, наблюдал новый, ранее неизвестный вид излучения. Спустя три года американский ученый Андерсон установил, что новое излучение есть поток частиц, имеющих одинаковую с электроном массу, но обладающих положительным электрическим зарядом. Эти новые частицы названы позитронами. В уравнениях ядерных реакций позитрон принято обозначать В 1934 г. французские исследователи Ирен и Фредерик Жолио-Кюри обнаружили испускание позитронов при действии а-частиц на атомные ядра некоторых легких элементов. Например, при обстреле а-частицами атомных ядер алюминия образуются атомные ядра кремния и испускаются позитроны [c.63]

Для того чтобы а-частица проникла в ядро, она должна преодолеть высокий барьер ее отталкивания от одноименно заряженного ядра. Этот барьер выше, чем для протона из-за удвоенного заряда у-частицы. Поэтому реакции на а-частицах идут лишь при большой их энергии. Во многих случаях для этого достаточно действия а-лучей природных радиоактивных элементов. Чаще всего наблюдаются реакции (а, п), (а, 2п) и (а, р) с испусканием нейтрона или протона. Некоторые из них сыграли исключительную роль в развитии ядерной физики. Так, на реакции [c.168]

Кулоновский барьер для заряженных частиц. Вторая причина того, что для осуществления реакции N1 (0, p)0 с хорошим выходом бомбардирующие а-частицы должны иметь энергию, заметно превышающую Q, заключается в наличии кулоновского отталкивания между а-частицей и ядром N1. С уменьшением расстояния между а-частицей и ядром сила отталкивания возрастает до тех пор, пока а-частица не попадет в сферу действия ядерных сил. Кулоновское отталкивание обусловливает наличие потенциального барьера, о котором уже упоминалось выше, в разделе В. Высота потенциального барьера V вокруг ядра, имеющего заряд и радиус для положительно заряженной частицы с зарядом 26 и радиусом Т 2 определяется величиной энергии кулоновского отталкивания частицы и ядра в момент соприкосновения [c.67]

Если бомбардирующая частица имеет электрический заряд, то, чтобы вызвать ядерную реакцию, она должна обладать определенной кинетической энергией для преодоления кулоновского отталкивания ядра и приближения к нему на такое расстояние, на котором уже сказывается действие ядерных сил. Высота энергетического барьера ядра с зарядом Ядб и радиусомдля положительно заряженной частицы с зарядом г е определяется формулой [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология