Радиоактивные лучи, разделение

М. С. Цвет впервые применил открытый им адсорбционный метод для разделения различно окрашенных растительных пигментов. При этом использовался столбик окиси алюминия, в котором компоненты сложного пигмента распределялись друг за другом, подобно различным лучам в спектре. Такой столбик адсорбента Цвет назвал хроматограммой. Это название применяется и в настоящее время, даже если адсорбированные вещества бесцветны. В последнем случае границы между зонами определяют другими методами. Для этого иногда применяют проявление подходящим химическим реактивом. Так, например, при анализе неорганических соединений часто проявляют растворами сернистого натрия, железистосинеродистого калия и т. д. Используют также другие методы, как например метод радиоактивных изотопов. [c.68]

Основные научные работы относятся к радиохимии. В период второй мировой войны работал над проблемой разделения изотопов урана. Установил, что концентрация радиоактивного изотопа углерод-14, образующегося в атмосфере под действием космических лучей, во всем живом на нашей планете одинакова и совпадает с концентрацией в атмосфере. Когда организм гибнет, он перестает участвовать в круговороте природы и новый углерод-14 в него не попадает, Основываясь на этих данных, предложил (1947) теорию радиоуглеродного датирования и методы определения абсолютного возраста долгоживущих растений, горных пород, древнейших находок, а также дат вулканических извержений, времени вымирания различных животных. Эти методы нашли широкое применение в археологии, геологии, геофизике, биологии, медицине и др. Показал [c.298]

Принцип метода. Радиоактивность, которой обладают изотопы атомов некоторых элементов, дает возможность их идентифицировать по природе испускаемых ими лучей, по энергии, которую они несут, и по периоду полураспада. Проводя измерение интенсивности излучения, можно количественно определить содержание радиоактивного изотопа. Иногда несколько радиоактивных элементов можно определять одновременно, иногда же надо проводить предварительные разделения. [c.304]

Реакции отдачи являются единственным практическим способом разделения ядерных изомеров. Рассмотрим этот вопрос на примере разделения изомеров Вг °. При облучении брома нейтронами его стабильные изотопы Вг и Вг по реакциям (п, у) дают радиоактивные Вг и Вг . Первый из них существует в двух изомерных формах Вг с повышенной энергией, который с полупериодом 4,5 час. превращается в низший изомер Вг ° с полупериодом дальнейшего распада 18 мин. Изомерный переход сопровождается испусканием у-лучей и электронов внутренней конверсии, которые уносят избыточную энергию, а образующийся изомер Вг ° получает энергию отдачи. Ее недостаточно для того, чтобы атом этого изомера мог разорвать связи в молекуле и вырваться из нее. Действительно, суммарная энергия у-фотонов при изомерном переходе брома равна 0,084 Мэв, что согласно (5—27) сообщает атому брома энергию всего лишь в 0,05 эв, соизмеримую с энергией тепловых движений при обыкновенных температурах. Согласно (5—29), внутренняя конверсия (при той же энергии испускаемых электронов) сообщает атому Вг энергию отдачи на один порядок больше, но и ее недостаточно для разрывания химических связей. Тем не менее в этом и во многих других случаях изомерный переход путем внутренней конверсии ведет к освобождению атомов образующегося изомера в таких формах, в которых он может быть отделен от исходного изомера. Происходит это благодаря эффекту Оже. После того как конверсионные электроны уходят с К- или -уровней, вакантные места заполняются переходом электронов с более высоких уровней, а освобождающаяся при этом энергия излучается в виде фотонов рентгеновских частот. Они могут вызывать внутренний фотоэффект на внешних валентных электронах и вырывать их из оболочки атома. При этом изомерный атом превращается в многозарядный ион, который может покинуть молекулу, так как ее стабильность нарушается при такой ионизации. [c.207]

Так называемые пропорциональные и сцинтилляционные счетчики дают возможность различать различные виды излучений. Сцинтилляционные счетчики особенно пригодны для измерения у-лучей. Усовершенствованные сцинтилляционные счетчики (дискриминаторы, т-спектрометры)-вычерчивают кривые, показывающие зависимость активности от энергии излучения. Это дает возможность разделять излучения, идентифицировать их и определять интенсивность каждого из них. Пользуясь такими приборами, можно исследовать смеси радиоактивных элементов, не проводя предварительных разделений. [c.254]

Эти процессы приводят к образованию рацемических смесей. Однако считается, что при спонтанной кристаллизации происходило их разделение. Наиболее вероятно, что такое разделение происходило случайно. Видимо, определяющую роль в разделении оптически активных соединений играли процессы селективного комплексообразования одного определенного стереоизомера с ионами металлов и активными фрагментами минералов, например природных асимметричных кристаллов кварца. В конце концов, стереоселективная полимеризация олефинов на поверхности металлов (катализаторы Циглера—Натта) представляет собой хорошо изученный промышленный процесс получения изотактических полимеров (структур, у которых центр стерической изомерии в каждом мономере имеет одну и ту же конфигурацию). Как известно, связывание ионов металлов весьма важно для многих биохимических процессов. Такое связывание играет существенную роль в поддержании нативной структуры белков и нуклеиновых кислот. Процесс отбора оптических изомеров мог происходить в результате каких-то физических явлений, например взаимодействия с радиоактивными элементами, воздействия радиации или космических лучей. Весьма заманчиво привлечь эти факторы для объяснения асимметричности, проявляющейся в процессе жизнедеятельности. Поясним, что асимметричными называются молекулы, не обладающие зеркальной симметрией (или не имеющие плоскости симметрии). Асимметричные молекулы, обладающие только одним элементом симметрии — осью Сь составляют особую группу асимметричных молекул. [c.536]

Эти процессы приводят к образованию рацемических смесей. Однако считается, что при спонтанной кристаллизации происходило разделение смесн. Наиболее вероятно, что разделение проходило случайным образом. Видимо, определяющую роль в разделении оптически активных соединений путем селективного комплексоебразования одного определенного стереоизомера играли минералы, как, например, природные асимметричные кристаллы кварца, и ионы металлов. В конце К01Щ0В, стереоселективная полимеризация олефинов на поверхности металлов (катализаторы Циглера — Натта) представляет собой хорощо изученный промышленный процесс для получения изотактических полимеров. Известно также, что связывание ионов металлов весьма важно для многих биохимических превращений. Такое связывание существенно для поддержания нативной структуры нуклеиновых кислот и многих белков и ферментов. Процесс отбора оптических изомеров мог происходить вследствие других физических явлений, например взаимодействие с радиоактивными элементами, радиация или космические лучи. Недавно проведенные эксперименты с стронцием-90 показывают, что D-ти-роэин быстрее разрушается, чем природный L-изомер. Весьма заманчиво привлечь эти факторы для объяснения происхождения диссимметричности в процессах жизнедеятельности. [c.186]

СИЛЬНО проникающим излучением по сравнению с альфа- и бета-лучами, но не отклонялся в магнитном поле. Эти, а также другие эксперименты показали, что новый тип излучения имеет тот же характер, что и Х-лучи его назвали гажжа-излученпем. Разделение компонентов радиоактивного излучения можно продемонстрировать с помощью эксперимента (рис. 11-1). Радиоактивный источник помещают в маленькое углубление, высверленное в свинцовом блоке. Частицы, вылетающие из отверстия, отклоняются в магнитном поле, которое в данном случае направлено перпендикулярно странице. Так как относительная степень отклонения для альфа-и бета-частиц зависит от отношения заряда к массе у этих частиц, то для бета-частиц наблюдается значительно большее отклонение. [c.385]

В результате развития ядерной физики и химии в настоящее время созданы и функционируют специализированные предприятия по получению, обогащению и разделению различных изотопов. Отличаясь своей природой, типом радиоактивного излучения, периодом полураспада, энергией излучения, изотопы находят широкое применение во всех областях науки и техники. Так как у-излучепие характеризуется большой жесткостью, то радиоизотопы различных элeJмeнтoв, излучающие 7-лучи больших энергий ( "Со, 1 Ти и др.), широко используются в дефектоскопии металлов и сплавов (обнаружение трещин, изломов, раковин и других изъянов), для измерения плотности грунтов строи- [c.46]

В основе получения электричества на АЭС лежит реакция деления ядер атомов радиоактивного топлива (урана-235 или ядер ряда других тяжелых металлов) при бомбардировке их нейтронами. Суть этой реакции состоит в разделении ядра атома на два сравнительно крупных фрагмента, что сопровождается высвобождением большого количества тепловой энергии и у-лучей. Крупные фрагменты, или продукты деления, представляют собой атомы, каждый из которых состоит из нешгорого числа электронов и части ядра родительского атома. Эти осколки обычно радиоактивны и поэтап- [c.32]

Часто нет необходимости полного выделения индивидуальных элементов. Для определения некоторых элементов физическими методами достаточно частичное или групповое разделение. Хорошей иллюстрацией может служить отделение следовых примесей от алюминия, выполненное Гирарди и Петра [51]. Алюминий облучали нейтронами в течение нескольких дней, радиоактивные у-излучаюш,ие осколки разделяли на группы и определяли методом спектроскопии у-лучей. Этот метод заключается в следующем. [c.209]

Воодушевлению итальянцев не было границ, когда с первым же опытом пришла удача облученный уран оказался сильно радиоактивным и, как предполагалось, испускал бета-лучи. Исследования показали, что продукты радиоактивного распада не идентичны с соседними элементами урана. Такое обнаружение можно было провести очень изящно. При химическом анализе требовалось только добавить соединение предполагаемого элемента, скажем, соли тория. После обычной химической переработки и разделения активность неизвестного продукта превращения либо обнаруживалась снова в ториевой фракции — и тогда это был изотоп тория,— либо ее не было. В последнем случае разъяснения могли дать дальнейшие химические опыты с добавлением других элементов или их соединений. Такие химические идентификации часто и с большой точностью проводили в то время Отто Хан, Лиза Мейтнер и Фриц Штрасман. [c.131]

НИЯ и отдачи ядра должны быть достаточно большими для отрыва электронов от атома, и можно ожидать, что атом перейдет в состояние с наиболее устойчивой конфигурацией. Хорошим примером отделения продуктов облучения от материала мишени, основанного на изменении степени окисления, является отделение активного теллура. Теллур в форме НеТеОв можно облучить либо нейтронами, либо гамма-лучами, причем атомы активного теллура, получающиеся по (у, п)- или п, 7)-реакциям, как оказалось, имеют степень окисления (+1У). Так как теллур со степенью окисления (+1У) легче восстановить, чем теллур со степенью окисления (-+-У1), то, использовав ЗОа для избирательного восстановления теллура с более низкой степенью окисления до свободного состояния, можно провести разделение. Этот метод был использован и для нескольких других элементов он может быть, по-видимому, применен в любом случае, когда атом элемента в менее устойчивом окисленном состоянии не обменивается слишком быстро с атомом того же элемента в более устойчивом окисленном состоянии. Очень важным применением этих реакций обогащения является получение радиоактивных источников. Как известно вид бета-спектра зависит от толщины источника. Это объясняется энергетическими потерями бета-лучей во время их прохождения сквозь массу образца. Действительно, бета-лучи с низкой энергией могут быть полностью поглощены в толстом источнике. По этой причине используют источники с ничтожно малой толщиной. Они постоянны в отношении поглощения бета-лучей. Однако, когда требуется знать энергию бета-лучей, то необходимо иметь образцы с большой удельной активностью. Именно для их получения и важны реакции типа Сциларда — Чалмерса. [c.421]

Большой интерес представляет применение у-сцинтилляционных спектрометров для радиоактивационных определений следов примесей, так как позволяет в ряде случаев проводить анализ путем непосредственного измерения активности облученного образца, либо уменьшает число операций химического разделения. Это обстоятельство дает возможность сократить время анализа и в некоторых случаях позволяет проводить определение по короткоживущим радиоактивным изотопам с периодом полураспада порядка нескольких минут. Так, например, определение ванадия в двуокиси титана проводилось на у-сциптилляционном спектрометре по V (Г = 3,74 мин., у = 1,5 Мдв) [18]. Активность макрокомпонента — Т1 1 Т = 5,8 мин.) пе мешает определению ванадия, так как энергия у-лучей Т1 порядка 0,35 0,9 Мэе (рис. 2). Влияние примеси АР Т = 2,3 мин.) учитывалось по кривой распада, снятой для участка спектра, соответствующего у= 1,5 Л/эв. Этим методом в образцах было найдено 1,0—3,5-10 " % ванадия. [c.145]

Несомненно, полученные пока результаты пе являются совершенными. Однако нам все же хотелось обратить внимание на эту интересную, на наш взгляд, возможность использования радиоактивных изотопов в хроматографических опытах, тем более, что, вероятно, хроматографическое разделение смесей редкоземельных элементов иттриевой подгруппы является не единственным целесообразным случаем использования в хроматографии явления отран ения р-лучей. [c.190]

С Другой стороны, для внешних оболочек L, Ai и т. д. выход флуоресценции меньше. Поэтому процесс Оже важен даже в элементах с Z > 60, в которых после испускания Ка-рентгеновских лучей могут испускаться электроны Оже с внешних оболочек. Тот факт, что этот эффект приводит к образованию сильно ионизированных атомных состояний, доказали Снэлл и Плизонтон [111] , которые использовали магнитный спектрометр для разделения зарядовых состояний, образовавшихся при радиоактивном распаде в газе при низком давлении. Было найдено, что после внутренней конверсии в i iXe наиболее вероятным зарядовым состоянием является Хе " ". Эти же авторы обнаружили также электронное встряхивание йосле р-распада, который вызывает мгновенную перестройку электронной оболочки в соответствии с измененным зарядом ядра. Поллак [113] провел теоретический анализ оже-каскада в Fe, следующего после распада Со (путем электронного захвата) эти результаты приведены на рис. 11.18 и в табл. 11.3. [c.484]

Широкими возможностями отличается активационный метод анализа (см. Радиоактивационный анализ), основанный на осуществлении ядерных реакций, приводящих под действием облучения к образованию определс1гных радиоактивных изотопов, т. е. И. и. Образец облучают нейтронами, у-лучами или заряженными частицами. В зависимости от состава исходного образца в нем образуются те или иные радиоактивные изотопы, к-рые могут быть идентифицированы и количественно определены по излучению без химич. разложения образца. Использование эталонов с известным содержанием определяемого элемента существенно упрощает методику анализа. Количество образующегося изотопа зависит гл. обр. от величины эффективного сечепия данной реакции и определяется свойствами ядра, а не электронной оболочки. Это обусловливает высокую специфичность активационного анализа, возможность одновременного определения нескольких, близких по свойствам, элементов и измерения ничтожных следов примесей, не открываемых даже спектральным анализом. Если в результате облучения получают смесь изотопов нескольких элементов, анализ к-рой нельзя произвести с помощью измерения и. шучения, то прибегают к хпмич. разделению смеси с добавлением носителей. Таким образом могут быть практически определены одновременно более десяти элементов. Особенно большое значение этот метод имеет при определении микроэлементов в металлах, сплавах, минералах, тканях, быстром контроле технологич, процессов, исследовании археологич. находок и историч. ценностей. [c.92]

При разработке новых методов анализа расширяется область свойств, применяемых в анализе. Например, при анализе используют такие физические свойства, как плотность или удельный вес вещества, электропроводность, преломление света, его поляризацию (и вращение ее плоскости). За последние годы стали широко применять в анализе сорбционные свойства веществ, т. е. способность твердых веществ поглощать растворенные или газообразные вещества ( а этих свойствах основан, например, хроматографический метод анализа). Исполь- зуют также способность веществ флюоресцировать (или фосфоресцировать), т. е. светиться под влиянием ультрафиолетовых лучей и т. п. Для изучения условий разделения вшцеств при химическом анализе, а такжё и непосредственно для анализа стали широко применять радиоактивные изотопы — меченые атомы (стр. 596). [c.566]