Фотоны и ядерные реакции

Уравнения ядерных реакций (в том числе и реакций радиоактивного распада) должны удовлетворять правилу равенства сумм индексов а) сумма массовых чисел частиц, вступающих в реакцию, равна сумме массовых чисел частиц — продуктов реакции при этом массы электронов, позитронов и фотонов ие учитываются б) суммы зарядов частиц, вступающих в реакцию, и частиц—продуктов реакции, равны между собой. [c.50]

Обычные методы анализа недостаточно чувствительны для обнаружения следовых количеств примесей в веществах. При проведении анализа этими методами часто сталкиваются с проблемой холостых определений (разд. 8.3). Для определения следовых количеств примесей в веществе целесообразно применять метод активационного анализа, обладающий высокой чувствительностью. Этот метод основан на превращении определяемых примесей при помощи ядерных реакций в радиоактивные нуклиды с последующим количественным определением их активности. Из множества ядерных реакций для проведения активационного анализа практически пригодны только реакции с участием нейтронов, протонов, дейтронов, тритонов, а-частиц й фотонов. Для объяснения сущности метода допустим, что речь идет об однородном веществе, содержащем реакционноспособные ядра и в течение определенного промежутка времени подвергающемся действию потока нейтронов или заряженных частиц. Число образовавшихся радиоактивных нуклидов М пропорционально потоку нейтронов Ф, числу реакционноспособных ядер N и эффективному сечению захвата о ядерной реакции [c.309]

Получение изотопа 15Р путем бомбардировки атомов алюминия а-частицами служит примером ядерных реакций, под которыми понимают взаимодействие ядер с элементарными частицами (нейтронами п, протонами р, 7-фотонами) или с другими ядрами (например, с а-частицами или дейтронами Н). С протеканием ядерных реакций связаны происхождение элементов, возможность их искусственного взаимопревращения и синтеза новых элементов. [c.94]

Активационный анализ занимает значительное место в аналитической химии следовых количеств элементов. Он относится к наиболее чувствительным аналитическим методам преиму-шеством его является возможность проведения неразрушающего анализа. В то же время реальные возможности метода определяются соотношением значений поперечных сечений захвата ядерных реакций изотопов определяемых элементов и элементов матрицы и периодов полураспада соответствующих нуклидов. Эффективность активационного анализа зависит также от видов применяемого возбуждения нейтронами, заряженными частицами и фотонами. Поэтому часто становится необходимой предварительная радиохимическая подготовка пробы, например частичное растворение матрицы. [c.418]

Ядерными реакциями называют превращения атомных ядер, обусловленные их взаимодействием с элементарными частицами, фотонами или друг с другом. [c.58]

Применение ускоряемых различными способами до больших энергий частиц (протонов, дейтонов и др.), а также возникающих при ядерных реакциях нейтронов, привело к открытию новых реакций. К. Андерсон (1932) наблюдал в камере Вильсона образование двух частиц, одинаковых по массе и имеющих разные заряды. Одна из них — электрон (е-), другая — позитрон (е+). Позитроны могут существовать лишь очень короткое время, и, встречаясь с электроном, соединяются с ним, образуя два фотона л естких у Лучей [c.21]

Наиболее часто встречающиеся бомбардирующие частицы и фотоны, а также вторичные частицы ядерных реакций [c.374]

Предметом ядерной химии являются реакции, в которых происходит превращение элементов, т. е. изменение ядер их атомов. Самопроизвольный распад радиоактивных атомов, рассмотренный выше, представляет собой ядерную реакцию, в которой исходным является одно ядро. Известны и другие реакции, в которых с ядром реагируют протон р, дейтрон (ядро атома дейтерия Н) й, альфа-частица а, нейтрон п или фотон у (обычно гамма-лучи). Удалось вызвать атомные превращения и под действием очень быстрых электронов. Вместо а-частиц (ядер Не) иногда используют ядра более легкого изотопа гелия Не. В последнее время все шире применяют для бомбардировки атомных ядер ускоренные ядра более тяжелых элементов вплоть до неона. [c.581]

Заметим, что запись электрона в виде р 1 и фотона — в виде V в приведенных примерах сделана лишь для проверки правильности уравнения ядерной реакции. Обычно же массовое и зарядовое числа у электронов, позитронов и фотонов в уравнениях не отмечают. [c.375]

При облучении 4Ве а-частицами в известных условиях компаунд-ядро испускает у-фотон. Написать уравнение ядерной реакции и указать дочернее ядро. [c.35]

При облучении изотопа 3L1 быстрыми протонами образуется неустойчивое ядро 4Ве, которое, переходя в нормальное состояние, испускает один у-фотон с энергией 17,2 Мзе. Уравнение ядерной реакции [c.46]

Мы ознакомились со следующими элементарными частицами протоном, нейтроном, электроном, позитроном, нейтрино и антинейтрино, фотоном. Однако перечень их этим списком не исчерпывается. В результате исследования ядерных реакций, свойств вещества в поле высокой энергии (до десятков Бэв), космических лучей были открыты новые элементарные частицы и античастицы микромира. Общее число их превышает 30. [c.76]

Предполагается, что при температуре 100 млн. градусов и при плотности 10 000 Г-СМ- в центре звезды устанавливается равновесие между тремя альфа-частицами и возбужденным ядром углерода-12 с энергией на 7,653 МэВ выше, чем энергия этого ядра в нормальном состоянии. Возбужденное ядро С может переходить в нормальное состояние путем испускания фотона. Могут происходить и другие известные ядерные реакции, которые и приводят к синтезу всех тяжелых нуклидов. [c.622]

Фотонно-активационный метод определения натрия по ядерной реакции Ка(7, п) Ка предусматривает использование тормозного 7-излучения, возникающего в линейном ускорителе электронов при выводе пучка электронов различной энергии на платиновую или тан-таловую мишень. Наведенную радиоактивность, как правило, регистрируют спектрометрически. Для определения натрия в некоторых металлургических и археологических образцах вместо тормозного [c.150]

При больших передачах энергии ядерные спин-изоспиновые моды оказываются зацепленными с внутренними спин-изоспиновыми возбуждениями самого нуклона, т.е. с изобарой А(1232). Природа ядерных Д-возбуждений, вызванных пионами и фотонами, ранее уже подробно исследовалась в гл. 7 и 8. Здесь этот вопрос мы рассмотрим снова в контексте ядерных реакций перезарядки. [c.397]

Общее описание метода. Под активационным анализом понимают определение стабильных нуклидов или элементов по радиоактивности продуктов их взаимодействия (ядерных реакций) с бомбардирующими частицами. Различают два основных вида активационного анализа 1) активационный анализ под действием нейтронов (нейтронный активационный анализ) и 2) активационный анализ под действием жёстких фотонов (гамма-активационный анализ). Существует и третий вид — активационный анализ на заряженных частицах, однако он используется редко из-за высокой стоимости облучения на циклотронах. [c.109]

Для осуществления ядерной реакции ядра (ядерная мишень) подвергаются бомбардировке частицами, обладающими достаточно высоким запасом энергии ядерные снаряды) (рис. 4). В результате происходит образование нового ядра и какой-либо элементарной частицы, В качестве мишени могут быть использованы ядра атомов любого элемента, В качестве снарядов применяются а-частицы, протоны, дейтроны, электроны, нейтроны, фотоны и ядра легких элементов. [c.45]

Искусственно ядерные реакции вызывают бомбардировкой ядра-мишени (исходного ядра) частицами достаточно высокой энергии (многие миллионы электронвольт). К их числу относятся нейтроны, протоны, ядра атомов гелия (а-частицы), дейтерия и др. В настоящее время на мощных ускорителях частиц достигают десятки миллиардов эВ на частицу и доводят до высоких энергий также ядра более тяжелых элементов, например неона. Могут действовать и фотоны (фотоядерные реакции) (см. пример ниже). Ядерная реакция происходит самопроизвольно, если исходное ядро неустойчиво (радиоактивный процесс). [c.20]

Ядерные реакции записываются при помощи уравнений, подобных обычным химическим. В качестве примера рассмотрим превращение ядра одного из изотопов цинка в изотоп меди действием у-фотонов высокой энергии [c.20]

Ядерные реакции и деление ядер сопровождаются испусканием быстрых тяжелых заряженных частиц или фотонов высокой энергии. Все эти процессы ведут к ионизации и возбуждению атомов и молекул поглощающей энергию среды. [c.121]

Получение радиоактивных изотопов по ядерным реакциям осуществляется облучением мишеней в ядерном реакторе нейтронами и на ускорителях (циклотрон, бетатрон, линейный ускоритель, нейтронный генератор) дейтронами, протонами, а-частицами, нейтронами, фотонами или ядрами легких элементов (кислород, азот, углерод и т. п.). [c.233]

Получение потоков заряженных частиц осуществляется в различного типа ускорителях. При этом с помощью ускорителей могут быть осуществлены самые разнообразные ядерные реакции и получены радиоактивные изотопы большинства химических элементов. Все реакции с заряженными частицами являются пороговыми. Сечение реакций является функцией энергии частиц. В циклотроне в качестве бомбардирующих частиц используют а-частицы, протоны, дейтроны, в специальных циклотронах — ионы более тяжелых элементов с, Ю, и др. В зависимости от рода бомбардирующих частиц и их энергии могут протекать реакции а, п а,р-, р,щ р,а с1,п й,р й,а С,Хп и т. п. В результате действия дейтронов на литиевую или бериллиевую мишень в циклотроне получают потоки быстрых нейтронов, которые вызывают реакции п, р п, а и п, 2п. В бетатроне в результате торможения потока быстрых электронов образуется поток фотонов высокой энергии, под действием которых может протекать реакция у, [c.241]

Схема ядерной реакции предполагает сначала образование возбужденного ядра. При испускании фотонов или элементарных частиц оно переходит в основное состояние. При (/г, у)-реакциях с тепловыми нейтронами энергия возбуждения промежуточного ядра приблизительно равна энергии связи нейтронов. Эта энергия возникает благодаря фотоэмиссии, при этом ядро испытывает отдачу. Энергия У фотона Еу выражается уравнением [c.290]

Чрезвычайно редко встречаются такие ядра-мишени, которые дают один специфический тип ядерной реакции. Наоборот, данное ядро в результате бомбардировки альфа-частицами подвержено нескольким различным типам ядерных реакций, например возможны (а, п)- и (а, р)-реакции и большое число других, менее вероятных реакций. Кроме того, разнообразие возможных реакций увеличивается при использовании разных бомбардирующих частиц (нейтронов, протонов, дейтронов, фотонов и даже заряженных атомов тяжелых элементов). Для каждого из этих процессов атомное ядро будет иметь специфическое поперечное сечение. В качестве примера рассмотрим облучение теллура фотонами, имеющими энергию до 70 Мэе. Такое облучение приведет в основном к у, п)-и (V. р)-реакциям, причем преобладающей будет (у, /г)-реакция. Однако можно наблюдать довольно большое число менее обычных реакций. Они могут охватывать диапазон от обычных реакций, таких, как (7, 2п), до таких редко встречающихся реакций, как (7,ЗрЗ/г)-реакция. Общее поперечное сечение превращения будет определяться первыми двумя типами реакций. Однако другие реакции также будут вносить свои вклады. Далее, если использовать другую область значений энергий фотона, то окажется, что соотношение поперечных сеченийУразличных реакций будет изменяться. Если энергия фотона уменьшится, то можно ожидать, что (у, /г)-реакция будет вносить еще больший вклад в поперечное сечение, а если энергия фотона увеличится, то увеличится вклад других реакций. В общем случае следует ожидать, что уменьшение энергии падающей частицы будет благоприятствовать испусканию незаряженной частицы. Это, по-видимому, связано с повышением потенциального барьера для излучаемой частицы при увеличении ее заряда. В общем случае, если падающая частица обладает более низкой энергией, происходит испускание нейтрона или протона. Эти тенденции хорошо иллюстрируются рис. 11-14, на котором приведена зависимость поперечного сечения индуцированных альфа-частицами реакций для N1 от энepгии . Из рис. 11-14 видно, что поперечное сечение реакции зависит не только от ядоз-мишани и типа реакции, но также и от энергии бомбардирующей частицы. [c.416]

С помощью ядерных реакций образуются отдельные радиоактивные изотопы и семейства радиоактивных изотопов с большим или меньшим числом генетически связанных членов. Одним из таких семейств радиоактивных изотопов является недавно открытое семейство нептуния (рис. 135). Искусственные ядерные реакции осуществляются путем облучения мишени, содержащей исходный для реакции изотоп, нейтронами, а-частицами, протонами, дейтронами, фотонами или ионами более тяжелых атомов (тритий, углерод, азот и др.). [c.213]

Расщепление атомных ядер. а-Частицы радиоактивного излучения, быстрые протоны, дейтроны, нейтроны, фотоны 7-лучей могут разрушать атомные ядра, вызывая разнообразные ядерные реакции [c.715]

Виды ядерных реакций. Изучено множество ядерных реакций различных типов. Самопроизвольный распад радиоактивных изотопов представляет собой ядериую реакцию, в которой исходным является одно ядро. Известны и другие ядерные реакции, при которых протон, дейтрон, а-частица, нейтрон или фотон (обычно у-лучи) реагирует с ядром атома. Продуктами ядерной реакции могут быть тяжелое ядро и иротон, электрон, дейтрон, а-част1ща, нейтрон, два или более нейтронов или фотон. Кроме того, существует и такой важный класс ядерных реакций, при котором очень тяжелое ядро в результате присоединения нейтрона становится нестабильным и распадается (делится) на две части примерно равных размеров, испуская несколько нейтронов. В предшествующих главах этот процесс деления уже упоминался, и он описывается в следувэщем разделе данной главы. [c.545]

Перенос субстаищо осуществляется посредством некоторого носителя. Различают три зфовня масштабов при рассмотрении носителя переноса. Нижний уровень — квантовый, на которюм материальным носителем являются элементарные частицы. Например, перенос лучистой энергии осуществляется квантами света (фотонами). В химической технологии этот уровень переноса играет исключительную роль в таких областях, как фотохимия, радиохимия, а также в металлургии, в нефтепереработке и теплотехнике, где используют прямой огневой нагрев. правило, на квантовом уровне осуществляется перенос энергии. И лишь в ядерных реакциях, при которых захват элементарных частиц осколками деления крупных ядер приюдит к образованию стабильных элементов, можно рассматривать перенос вещества. [c.58]

При взаимодействии радиоактивного излучения с веществом происходят процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул. Фотоны и частицы с достаточно высокой энергией могут вызвать ядерные реакции. Однако преобладающий процесс — взаимодействие излучения с электронами атомных оболочек и электрическим полем атомного ядра. При подобном взаимодействии частицы или фотоны теряют энергию или часть ее. Некоторые столкновения приводят к изменению направления движения частицы. Это значит, что радиоактивное излучение абсорбируется и рассеивается веществом. Указанные процессы взаимодействия положены в основу методов обнаружения а-, Р- и у-излучения. На этом же принципе основаны методы радиометрического анализа веществ без их разру шения [1,2, 6]. [c.304]

Ядерные реакции возникают при бомбардировке ядер фотоном, нейтронами, протонами, дейтронами, тритонами ( Н+), трелионами (зне2+) гелионами (альфа-частицами) или более тяжелыми ядрами. Примером может служить образование изотопа Р при бомбардировке обычного фосфора дейтронами с энергией 10 МэВ [c.614]

Четыре типа бомбардирующих частиц (медленные и быстрые нейтроны, заряженные частицы и фотоны), используемых для индуцирования ядерных реакций, в которых образуются индикаторные радионуклиды (ИРН), составляют основу четырех различных активационных методов нейтронный активационный анализ па тепловых нейтронах (НАА), активационный анализ ш быстрых нейтронах (БНАА), активационный анализ на заряженных частицах (34 А А) и фотонный активационный анализ (ФА А). Поскольку НАА — наиболее важный и широко применяемый метод, то он рассмотрен в этой главе более детально, тогда как БНАА, ЗЧАА и ФАА представляют собой скорее специальные дополнительные к НАА методы, и для них в этом разделе даны лишь краткие характеристики. [c.92]

ФАА представляет принципиально интересный, но практически редко используемый метод активационного анализа. Причина такого противоречия заключается в малой доступности линейных ускорителей, необходимых для получения электронов высокой энергии, которыми бомбардируют металлическую мишень для получения фотонов тормозного излучения достаточно высокой энергии и интенсивности. В методе ФАА определение большинства элементов основано на ядерных реакциях (7,п) и (7,р). ФАА используют в основном для определения легких элементов — углерода, азота, кислорода и фтора. ФАА детально описан Зегебаде и сотр. [8.4-15]. [c.130]

С использованием гамма-лучей связан фотонно-нейтронный метод анализа, основанный на измерении интенсивности нейтронного излучения, возникающего в результате ядерной реакции с гамма-квантами. Это специфический метод определения бериллия и дейтерия, поскольку энергия связи Щ1Ш0Н0В только в ядрах этих элементов меньще энергии гамма-квантов радиоактивного распада. Для всех остальных адер она больше, и для активации требуются ускорители. [c.379]

Ядерными реакциями называется процесс взаимодействия ядра с другим ядром, с элеменпшрной частицей или с фотоном, в результате чего образуется новое ядро (или ядра). Ядер ные реакции сопровождаются корпускулярным или электромагнитным излучением. Сумма зарядов и массовых чисел исходного ядра и вступающей во взаимодействие с ним частицы равна сумме зарядов и массовых чисел вновь образованного ядра и частиц, возникающих в результате ядерной реакции. Например [c.37]

Активационный анализ. На явлении искусственной радиоактивности основан самый чувствительный метод химического анализа — активационный анализ. Исследуемое вещество облучают потоком частиц, способных вызывать ядерные реакции. При этом многие элементы,активируются, т. е. образуют радиоактивные изотопы, которые легко обнаружить по испускаемым ими излучениям. Чаще всего используют облучение нейтронами. При этом могут образоваться только изотопы того же элемента. При наличии соответствующей аппаратуры применяют для облучения также и потоки протонов, дейтронов, а-частиц и фотонов высокой энергии (у-лучей), способных выбивать из ядер нейтроны или протоны. В последнее время в активационном анализе нашло применение облучение потоком ядер Не , что позвм[яет решить трудную аналитическую задачу — определение малых примесей кислорода в металлах.— Прим. ред. [c.543]

Нейтроны взаимодействуют только с ядрами атомов. При этом происходит их упругое и неупругое рассеяние, ядерные реакции с испусканием заряженных частиц или фотонов, а такж деление ядер. [c.120]