Атомное ядро расщепление

Вторая основная характеристика атома — массовое число, равное сумме числа протонов и числа нейтронов в ядре. Массовое число близко по величине к массе атома, выраженной в атомных единицах. Это получается в результате компенсирующего влияния двух факторов. С одной стороны, массы нуклонов (а. е. м.), как видно из табл. 1, несколько превышают единицу (на величину порядка 0,008). С другой стороны, примерно такое же уменьшение массы в расчете на один нуклон происходит при слиянии нейтронов и протонов в атомное ядро. Это уменьшение,- известное как дефект массы, в соответствии с законом об эквивалентности массы и энергии (1.23) определяет энергию связи атомного ядра, т. е. энергию, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его про- [c.20]

Вторая основная характеристика атома — массовое число, равное сумме чисел протонов и нейтронов в ядре. Массовое число близко по величине к массе атома, выраженной в атомных единицах. Это получается в результате компенсирующего влияния двух факторов. С одной стороны, массы нуклонов (а. е. м.), как видно из табл. 1, несколько превышают единицу (на величину порядка 0,008). С другой стороны, происходит примерно такое же уменьшение массы в расчете на один нуклон при слиянии нейтронов и протонов в атомное ядро. Это уменьшение, известное как дефект массы, в соответствии с законом об эквивалентности массы и энергии (1.23) определяет энергию связи атомного ядра, т. е. энергию, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его протоны и нейтроны. Например, энергия связи ядра гелия составляет 28,2 МэВ (28,2 млн. электрон-вольт или мегаэлектрон-вольт), В соответствии с уравнением (1.23) дефект массы при образовании ядра гелия составляет [c.24]

В 1938 г. нацистская Германия вторглась в Австрию и аннексировала ее. Австрийская гражданка Лизе Мейтнер вынуждена была эмигрировать в Швецию. В свете пережитого последствия возможной научной ошибки представлялись ей столь малозначащими, что она опубликовала теорию Гана о том, что атомные ядра урана при бомбардировке нейтронами подвергаются расщеплению. [c.177]

По мере увеличения заряда атомного ядра погрешности, связанные с пренебрежением одноэлектронным спин-орбитальным взаимодействием, увеличиваются, и приходится учитывать расщепление каждой (п/)-оболочки на две подоболочки, различающиеся новым спин-орбитальным квантовым числом / [c.99]

В случае магнитного резонанса электронного спина, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), связь спина электрона с магнитным моментом атомного ядра приводит к весьма сложному расщеплению, которое называется сверхтонкой структурой спектра ЭПР. В ЯМР соответствующее расщепление резонансных линий, как правило, не возникает, так как вследствие быстрой спин-решеточной релаксации электронных спинов скорость переходов между спиновыми состояниями, соответствующими ориентациям спина по полю и против поля (т.е. между состояниями, характеризуемыми магнитными квантовыми числами /Иi = 1/2 и -1/2), так велика, что ядерный спин "видит" некое усредненное состояние. Однако поскольку всегда несколько больше магнитных моментов электронов ориентировано по полю, чем против поля, аналогично тому, как это ранее было показано для магнитных моментов ядер/г/, то возникающий при этом результирующий электронный магнитный момент является причиной наблюдаемых парамагнитных свойств веществ, содержащих свободные радикалы и парамагнитные ионы взаимодействие ядерного спина с электронным приводит к парамагнитному сдвигу сигналов ЯМР, и, кроме того, включается дополнительный механизм релаксации, к рассмотрению которого вернемся в разделе 1.3.7. [c.33]

Ядерный квадрупольный момент. Разнообразные переходы между энергетическими уровнями, связанные с вращательным движением молекул, проявляются в далекой инфракрасной области (в интервале длин волн 30 нм — 1 мм), при этом у соединений некоторых элементов в далеких инфракрасных спектрах поглощения наблюдаются группы линий с очень небольшим расщеплением (тонкая структура). У нуклидов с ядерным спином, равным 1 и более, из-за деформации ядра электрические заряды распределяются неравномерно — образуется электрический квадруполь. Атомные ядра принимают форму, приближающуюся к эллипсоиду вращения, обозначаемому знаком плюс, если на большой оси расположен положительный заряд, а на малой — отрицательный, и знаком минус, если на большой оси заряд отрицательный, а на малой — положительный. Величина -этих зарядов выражается через электрический заряд электрона и площадь поверхности ядра и составляет в этих единицах 10-26—10-2 e/ м . Вблизи от значений магических чисел нейтронов и протонов эта величина крайне мала, по мере отдаления от них она возрастает по модулю, оставаясь положительной до достижения магического числа и отрицательной — лосле него. [c.52]

В конечном итоге попытка открыть первый заурановый элемент обернулась великим открытием расщепления атомного ядра. С другой стороны, опыты, целью которых было изучение процессов деления, привели к открытию нептуния, а затем и других трансурановых элементов. [c.387]

При вычислении релятивистских поправок, приводящих к тонкой структуре энергетического спектра электронов в атоме, мы считали поле атомного ядра центральным электрическим полем. Однако ядро атома водорода и многих других атомных ядер обладает магнитным моментом. Взаимодействие магнитных моментов электрона и ядра приводит к расщеплению вырожденных (по проекции полного момента атома) энергетических уровней атома. [c.314]

Атомные ядра и электроны обладают магнитными моментами. Это свойство используют в технике магнитной резонансной спектроскопии наложение магнитного поля на ядра и электроны приводит к расщеплению квантовых состояний магнитного момента на ряд энергетических уровней (расщепление Зеемана). Относительно направления приложенного магнитного поля магнитный момент ориентируется в определенных направлениях, отличающихся по магнитной энергии. Наряду с магнитным моментом, ядра и электроны имеют спиновый момент количества движения. Компонент момента количества движения вдоль направления приложенного магнитного поля является целым или полуцелым числом, кратным основной единице момента количества движения Ь (константа Планка, деленная на 2ц). Ядро (или система электронов) со спином / (или 5) могут иметь только 2/ -Ь 1 различных ориентаций в постоянном магнитном поле и, следовательно, 2/ +1 состояний с различной магнитной энергией. Переходы магнитного момента между этими состояниями, сопровождающиеся резонансным поглощением магнитной энергии, происходят под действием излучения соответствующей частоты и поляризации. Наблюдая интенсивности и частоты резонансного поглощения в исследуемом материале, можно установить детали окружения ядер и электронов. Так как большинство веществ, представляющих интерес в гетерогенном катализе, является твердыми телами, в последующем изложении будет обращено особое внимание на магнитный резонанс в твердых телах. [c.9]

I и /. В молекулах, содержащих легкие элементы, Ац имеет величину порядка 102 цикл сек и энергия взаимодействия значительно меньше, чем энергия дипольного взаимодействия. Обменное взаимодействие проявляется в этом случае в спектрах ядерного магнитного резонанса жидкостей и газов, где диполь-ное взаимодействие усредняется до нуля за счет беспорядочного молекулярного движения. Константа A j возникает вследствие магнитного взаимодействия спина ядра со спином электрона и, таким образом, пропорциональна произведению атомных сверхтонких расщеплений у рассматриваемых атомов. Эти расщепления в свободном атоме зависят от квадрата атомной (з-со-стояние) волновой функции неспаренного электрона у ядра. 5-Электронная плотность валентных электронов у ядра возрастает с увеличением атомного номера, и для таллия она в 20 раз больше, чем для водорода, так что для металлического таллия Ац оказывается примерно в 400 раз больше, чем для молекулы водорода Ац = 43 цикл сек). [c.33]

При создании очень однородного внешнего магнитного поля получают спектры высокого разрешения. Так, для этанола высокое разрешение вскрывает тонкую структуру пиков поглошения (рис 88, сплошные линип). Появление тонкой структуры является резуль татом так называемого спин-спинового расщепления. Атомные ядра взаимодействуют через свои электронные оболочки. Спины атомных ядер стремятся определенным образом ориентировать спины окружающих их электронов, т. е., в свою очередь,— сппны электронов соседних атомов, а через эти электроны ориентации передаются на соседние ядра и т. д. Для этанола пик поглощения протона гидроксильной группы расщеплен на три узких максимума вследствие взаимодействия с протонами метиловой и метиленовой групп. Тонкая структура спектров ЯМР тесно связана с числом и магнитными свойствами ближайших соседей относительно исследуемого ядра. Поэтому анализ тонкой структуры спектров ЯМР существенно рас цшряет и уточняет информацию, полученную от измерения химиче ских сдвигов. [c.189]

Ядерные реакции расщепления (разложения). В предыдущем параграфе мы рассматривали ядерные реакции замешения. Они отличаются, как мы отметили, малым выходом . Иначе протекают реакции, заключающиеся в расщеплении атомного ядра на два более или менее крупных осколка . Например, установлено, что, при бомбардировке одного из изотопов [c.210]

Радий также используется в качестве индикатора при различных химических и физических исследованиях. Изучение радиоактивности привело к значительному прогрессу теории строения и распада атомов, подготовив почву для работы по расщеплению атомного ядра и использованию внутриатомной энергии. [c.299]

Согласно рис. 186, уровни 15д и 15в почти на всем протяжении графика идут горизонтально, не смещаясь по оси ординат, так как отвечающие им глубоко лежащие электроны практически не принимают участия в образовании связей. Только при воображаемом нами окончательном слиянии ядер (которого на самом деле в молекуле не происходит) уровни должны изменить свои ординаты, так как превращаются теперь в атомные 15- и 25-уровни нового, более высоко заряженного ядра. Расщепление 25- и 2р-уровней, наоборот, происходит легко, так как зависит от взаимного перекрывания их облаков. [c.391]

Слабое магнитное поле атомного ядра часто вызывает расщепление ли1 ий в ЭПР-спектре (сверхтонкая структура). По величине [c.31]

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

Эти разности представляют собой количества энергии, нужные для расщепления ядра на соответствующие продукты. Отсюда можно заключить, что масса атомного ядра не равна сумме масс основных составляющих частиц, нейтрона н протона (с массами 1,0090 и 1,0081 соответственно), поскольку при соединении этих частиц выделилась энергия, и масса уменьшилась эквивалентно этому количеству энергии. Разность между двумя количествами—массой ядра и суммой масс составляющих частиц — является мерой устойчивости ядра. [c.36]

Чтобы использовать эту колоссальную энергию, заключенную в атомных ядрах, нужно найти способ освобождать ее не крошечными порциями, какими отдает ее радий, а в более значительных размерах. Над этой задачей и бились ученые, начиная с 1919 года, когда было осуществлено первое ядерное расщепление. В 1932 году удалось произвести интересное ядерное превращение, которое особенно убедительно показало, что надежда на использование внутриатомной энергии — не пустой звук. [c.243]

Ч-электрон), за тщ следует D-атом (протон + нейтрон + электрон) и Т-атом (протон + 2 нейтрона + электрон). Далее идет атом Пе (2 протона + 2 нейтрона + 2 электрона) и т.д. Благодаря обменным взаимодействиям, происходящим при обркзовании ядра атома (комбинация протонов и нейтронов), выделяющаяся при этом энергия очень велика. Соответственно для разрушения ядра необходимо затратить такое же количество энергии. Например, для расщепления ядра дейтерия на протон и нейтрон нужно сообщить ядру энергию, равную 2,14 10 кДж- моль Ч При химических реакциях такое количество энергии никогда не выделяется, вследствие чего атомные ядра в химических превращениях выступают как неизменяющаяся комбинация протонов и нейтронов. Напротив, при объединении протона с электроном в атом водорода выделяется всего лишь 1310 кДж моль- . Такая же энергия необходима и для расщепления атома водорода на протон и электрон потенциал ионизации), причем эта величина имеет тот же порядок, что и количество энергии, выделяющееся в результате химических реакций. То же самое можно сказать и о величине энергии, необходимой для взаимодействия атома водорода с электроном, равной 72 кДж-моль срод- [c.50]

При бомбардировке нейтронами атомных ядер изотопа вги происходит расщепление ядра и образование из него двух осколков, представляющих собой атомные ядра более легких элементов, например бария и криптона. Это явление было названо делением атомного ядра. [c.67]

Гражданам СССР обычно выдаются авторские свидетельства, иностранным гражданам и фирмам — патенты. На вещества, полученные химическим путем или при расщеплении атомного ядра, а также на лечебные, вкусовые, пищевые, косметические и диагностические [c.205]

Гражданам СССР обычно выдаются авторские свидетельства, иностранным гражданам и фирмам — патенты. На вещества, полученные химическим путем или при расщеплении атомного ядра, а также на лечебные, вкусовые, пищевые, косметические и диагностические препараты, на штаммы микроорганизмов могут быть выданы только авторские свидетельства. [c.141]

В связи с этим будут изыскиваться любые способы и средства как снижения стоимости производства ЗПГ, так и ликвидации разрыва между спросом и предложением на них. Если вопросы техники безопасности производства термоядерной энергии будут решены положительно (а это, кажется, уже вполне реально), с освоением энергии расщепления атомного ядра и тер.моядерного синтеза откроются новые перспективы. Таким образом, сочетание электроэнергии и тепла, получаемого из термоядерных источников, позволит интенсифицировать процесс получения водорода из угля и воды для целей энергетики и промышленности. К тому Ж8 тепло атомных реакторов можно будет использовать для покрытия дефицита тепла эндотер-мических процессов газификации угля или сырой нефти. [c.216]

Теория кристаллического поля (ТКП) развивает воззрения об электростатическом взаимодействии между d-элементом в качестве центрального иона и ионами противоположного знака или полярными молекулами. При этом учитывается квантово-механическая природа электронов комплексообразователя. Основы этой теории сформулированы в 1929 г. Г. Бете в его работе Расщепление атомных термов в кристалле . Электростатическая теория рассматривала ион металла как атомное ядро, окруженное сферическим электронным облаком. Теория кристаллического поля допускает, что d-электроны образуют несферические электронные облака путем избирательного заполнения орбиталей с низкими значениями энергии, направленными между лигандами. В этой теории центральный ион d-элемента рассматривается с учетом его электронного строения, участия валентных электронов, а лиганды — бесструктурно как источники электростатического поля. В этом недостаток теории. В ионе или атоме переходного элемента без внешнего окружения энергия всех пяти d-орбиталей (d y, d z, d 2< принадлежащих к одному и тому же энергетиче- [c.228]

В первых опытах по искусственному расщеплению ядер использовались а-частицы. Выходы таких реакций были чрезвычайно малыми. Например, из 100 000 а-частиц, проходящих через облучаемый материал, приблизительно только одна вызывала расщепление атомного ядра. Небольшие выходы объясняются отталкиванием одноименно заряженных ядер мишени и а-частиц. Отталкивание растет с увеличением порядкового номера бомбардируемого элемента. Поэтому а-частицы, получаемые от природных радиоактивных элементов (с энергией 2—7 МэВ), уже не расщепляли элементы, следующие за кремнием. Для осуществления ядерных превращений с более тяжелыми ядрами потребовались частицы с большими энергиями, Для расщепления ядра урана нужны а-частицы с энергией больше 20 МэВ. Создание различного рода ускорителей (циклотро- [c.416]

Расщепление сигналов ЭПР вызвано взаимодействием неспарепного электрона с близлежащими атомными ядрами, которые имеют собственный спиновый магнитный момент (главным образом с водородными атомами). [c.57]

В квантовых системах с центрально-симметричным потенциалом начальное и конечное состояния характеризуются собственными волновыми функциями оператора г- Поэтому при 6) Ф а) имеем Ь Е а) =0. Операторы и Су, не меняя радиальной функции и квантового числа I, изменяют (см. 40) квантовое число т на 1. Однако поскольку в центрально-симметричном поле состояния, отличающиеся только значениями т, имеют одинаковую энергию, то переходы между ними не связаны с испусканием или поглощением энергии. Если атом находится во внешнем магнитном поле, то энергия уровней будет зависеть от магнитного квантового числа т. В этом случае возможны ЛИ-переходы между двумя зеемановскими компонентами уровней тонкой структуры (Д/= О, Л/л = 1). Эти переходы можно использовать для измерения энергии зеемановского расщепления. В квантовой системе с нецентральным потенциалом орбитальный момеит не является интегралом движения, поэтому матричные элементы (95,10) могут быть отличны от нуля. В системах с большим спин-орбитальным взаимодействием (атомные ядра) матричные элементы (95,10) также могут играть роль в /И1-переходах. Однако при наличии спина надо учесть, что квантовые переходы ЛИ могут вызываться и оператором спина. Матричные элементы таких переходов, согласно (94,21), можно записать в виде [c.455]

Прометий открыт в 1944—1945 гг. при расщеплении атомного ядра урана-235 в атомном котле. В 1947 г. прометий был химически выделен в чистом виде из осколков деления урана в виде изотопа с массовым числом 147. Стабильные изотопы прометия в природе не обнаружены. Выход изотопов Рт и Рт при делении составляет 2,6 и 1,3% соответственно. При суточной работе реактора мощностью 100 жгвг может быть получено около 1,5 г осколочного прометия. [c.803]

Ядерная спектроскопия (7-резонансная С., ГРС, мес-сбауэровская С.) основана на резонансном поглощении у-квантов атомными ядрами, происходящем без потери энергии на отдачу (эффект Мессбауэра). Такое поглощение возможно для ядер, входящих в состав твердых тел, когда импульс отдачи передается решетке и излучающее (поглощающее) ядро не изменяет своего положения в пространстве. В у-спектрах наблюдается линия с частотой, в точности соответствующей энергии 7-перехода, причем ее ширина совпадает с естественной шириной Г соответствующего ядерного уровня. Значения Г для ядерных уровней атома мало отличаются от значений для электронных уровней, однако острота резонанса, характеризуемая отношением Г к разности энергий Д ,у -того и /-того уровней, между к-рыми происходит переход, на четыре порядка меньше. Поэтому у-спектры чрезвычайно чувствительны к малейшим изменениям энергии испускаемых или поглощаемых квантов. Это приводит к тому, что метод ГРС может определять факторы, даже очень слабо влияющие на энергетич. состояние атома, напр, различие в строении внешних электронных оболочек ядер-излу-чателей и ядер-поглотителей (химич. сдвиг) или квад-рупольные расщепления линий для ядер, обладающих собственным квадрупольный моментом. [c.234]

В последние годы стало возможным изучать химические и физические свойства адсорбированных фаз и структуру поверхности твердых тел, используя относительно новые области спектроскопии, которые имеют дело со спектрами, лежащими в радиочастотном диапазоне электромагнитного спектра, обычно в области частот выше 10 цикл-сек (1 Мгц). Магнитные резонансные методы основаны на том, что атомные ядра и электроны обладают магнитными моментами и спиновыми моментами количества движения. При воздействии на ядра и электроны магнитного поля происходит зеема-новское расщепление квантовых состояний магнитного момента на ряд энергетических уровней. [c.118]

Порядок селективности ионов щелочных металлов на сульфо-смолах соответствует известному лиотропному ряду наиболее сильно гидратированный ион Ь удерживается смолой наиболее-слабо, а наименее гидратированный ион Сз+ — наиболее сильно. Для карбоксильных смол порядок сродства обратный литий удерживается сильнее цезия [11, 12], хотя на порядок селективности влияет степень нейтрализации СООН-групп. Для фосфорнокислых смол наблюдается инверсия селективности с изменением pH. При низких значениях pH, когда ионогенная группа имеет вид. —РОзН , Сз+ сорбируется лучше по сравнению с НЬ+ и другими ионами, но при высоких pH, где ионогенная группа имеет вид РО , наблюдается обратная последовательность лучше сорбируется [13]. Подобным образом ведут себя цирконилфосфатные обменники, которые используются в атомной энергетике для выделения долгоживущего продукта расщепления атомного ядра цезия-137. Цезий-137 селективно извлекается ими при низких значениях pH. [c.62]

Фотографии расщепления в результате удара показывают, что а-частица исчезает и при этом образуются две новых траектории. Длинная траектория обусловлена несомненно протоном, вторая, значительно более короткая траектория, похожа на траекторию, возникающую при упругом столкновении а-частицы с ядром азота. Следовательно, при ударе с последующим расщеплением атомное ядро, в данном случае азота, связывает а-частицу и отдает протон. В результате получается ддро с массовым числом 17 и атомным номером 8, т. е. ядро кислорода, которое и дает короткую траекторию. Фотографии ясно показали также, что при каждом ударе образуется только один протон следовательно, механизм расщепления соответствует второму из двух рассмотренных. Кроме азота он приложим и к другим атомам. [c.8]

Есть основания предполагать, что нейтрон в некоторых случаях может вызвать расщепление атомного ядра в результате только столкновения, не связываясь при этом сам. Чедвик, Фезер и Девис (1934 г.) заметили образование в камере Вильсона трех траекторий с общей исходной точкой, которые возможно обусловлены тремя а-частицами, получившимися в результате упругого столкновения нейтрона с атомом углерода [c.15]

Бомбардировка нейтронами. Мы уже видели, что благодаря силам отталкивания между атомным ядром и положительно заряженными протонами, дейтонами или а-частицами, ими могут быть расщеплены только элементы с низким атомным номером. Действительно, калий с атомным номером 19 является самым тяжелым элементом который лрн-Лос1игаемых. теперь- условиях--несомненно подвергается расщеплению положительными частицами. Кальций, медь, серебро, платина и золото расщепляются якобы быстрыми дейтонами, но это сообщение еще не подтверждено (стр. 28). [c.38]

В 1919 году Розерфорд, воспользовавшись а-излучением, впервые осуществил расщепление атомного ядра азота посредством бомбардировки его а -частицами. При расщеплении ядра азота всегда возникало ядро водорода (протон) и образовывался кислород. В дальнейшем в результате подобных бомбардировок удалось добиться превращения ядер многих других атомов. Всегда при этом наблюдалось испускание ядер водорода. [c.46]

В 56 указывалось, что не только электроны, но и атомные ядра обладаюг спином. Это создает небольшой добавочный момент и дальнейшее, с трудом обнаруживаемое расщепление подуровней, ведущее к появлению сверхтонкой структуры спектральных линий. [c.100]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология