Литий распространенность

Признание факта существования изотопов стабильных элементов и выяснение загадки целочисленности атомных весов изотопов стимулировало развитие техники разделения изотопов. Прежде всего, оно было связано с усовершенствованием масс-спектрометров, основанных на комбинировании электрических и магнитных полей по методу Астона или применении постоянных магнитов по схеме Демпстера, и увеличении их разрешающей силы. Если первый спектрограф Астона имел разрешение на уровне 1/1000, а второй — до 1/10000, то к концу 20-х годов масс-спектрометры достигают разрешения 1/100000 и лучше [13], что позволяет открывать уже не только главные, наиболее распространённые, но и редкие изотопы элементов (детали см. в табл. 2.1). После этого основной технической проблемой становится получение подходящих источников пучков элементов (метод анодных лучей) и усовершенствование источников — в особенности, тяжёлых элементов с малой относительной разностью масс изотопов и высокой температурой плавления. Одним из важных физических результатов, достигнутых на улучшенных масс-спектрометрах, стало прямое доказательство соотношения Эйнштейна об эквивалентности массы и энергии в ядерной реакции расщепления лития-7 [14], открытой в 1933 году Кокрофтом и Уолтоном. В результате систематических поисков изотопов к 1935 году исследование изотопного состава было проведено уже практически для всех стабильных элементов, кроме платины, золота, палладия и иридия, которые были вскоре изучены в основном Демпстером [15] и частично рядом других авторов (см. детали в табл. 2.1). В изучении изотопов стабильных элементов следует отметить роль Ф. Астона, которым было открыто 206 из общего числа 287 стабильных и долгоживущих изотопов. [c.40]

Интересно, что в астрофизических условиях роль реакции (р, а) Не высока. Вместе с процессом радиационного захвата Не (с1,7) она является определяющим фактором распространённости изотопа литий-6 во Вселенной [46]. [c.243]

Одной из интригуюш,их особенностей в зависимости распространённости элементов от их атомного номера является, как известно, резкий провал при переходе от лёгких элементов к тяжёлым — область лития, бериллия, бора и далее к углероду. Этот провал связан с тем, что синтез лёгких элементов осуш ествляется путём парных столкновений между нуклонами и ядрами с по-следуюш,им /3-распадом внутри звёзд (1 + п Т — Не + п Не. Парный механизм синтеза обрывается на симметричном ядре гелия Не, поскольку ядро Не не суш,ествует и с его помощью невозможен переход к тяжёлым нуклидам. Таким образом, согласно схеме парных столкновений тяжёлые элементы должны отсутствовать во Вселенной, а Вселенная без углерода, железа и т. д. не содержит органических соединений и, следовательно, биологической жизни. Парадокс преодолевается с помощью известной трёхчастичной схемы синтеза ядра углерода из трёх а-частиц (реакция Солпитера) Зек которая открывает возможности синтеза тяжёлых элементов. [c.10]

Основным физическим методом, использованным при открытии изотопов стабильных элементов, стал метод катодных лучей, впервые применённый для анализа масс элементов Дж.Дж. Томпсоном — метод парабол [5. Исследуя газовую составляющую воздуха, Томпсон в 1913 году впервые наблюдал раздвоение на фотопластинке параболы, описывающей массы атомов инертного газа неона, что было невозможно объяснить присутствием в катодных лучах какой-либо с ним связанной молекулярной составляющей. Война прервала эти работы, но сразу с её окончанием Ф. Астон, работавший до войны с Томпсоном, вернулся к этой тематике и, критически пересмотрев метод парабол, сконструировал первый масс-спектрограф для анализа масс изотопов, имевший разрешение на уровне 1/1000 [6. В 1919 году он использовал новый прибор для исследования проблемы неона и показал, что природный неон является смесью двух изотопов — Ые-20 и Ме-22 [7], так что его химический атомный вес 20,2 (в единицах 1/16 массы кислорода), отличный от целого числа 20, можно объяснить, предполагая, что естественный неон — смесь двух изотопов, массы которых близки к целым числам, смешанных в пропорции 1 10. Тем самым Ф. Астон впервые убедительно экспериментально доказал принципиальное существование изотопов стабильных элементов, которое уже широко дискутировалось в то время в теоретических работах В. Харкинса в связи с проблемой целочисленности атомных весов [8]. Получив прямое подтверждение существования изотопов неона, Астон вскоре на том же приборе, развивая успех, показал сложный изотопный состав хлора, ртути, аргона, криптона, ксенона, ряда галогенов — иода, брома, нескольких элементов, легко образующих летучие соединения — В, 51, Р, 5, Аз, и ряда щелочных металлов — элементов первой группы таблицы Менделеева. Он также зафиксировал шкалу масс ядер, положив в её основу кислород (0-16) и углерод (С-12), в то время считавшихся моноизотопными, и провёл сопоставление их масс. К концу 1922 года им были найдены наиболее распространённые изотопы около трёх десятков элементов (см. табл. 2.1), за что 12 декабря 1922 года он получает Нобелевскую премию. Несколько раньше (1920) он, проанализировав первый экспериментальный материал, формулирует эмпирическое правило целочисленности атомных весов изотопов в шкале 0-16 [9]. В 1922 году в исследовании изотопов к нему присоединился А. Демпстер, предложивший свой вариант магнитного масс-спектро-метра с поворотом исследуемых пучков на 180 градусов [10]. Он открыл основные изотопы магния, кальция, цинка и подтвердил существование двух изотопов лития, найденных перед этим Ф. Астоном и Дж.П. Томпсоном (табл. 2.1). [c.39]

С точки зрения модели большого взрыва [7]-[И], формирование химических элементов началось с первоначального ядерного синтеза, т. е. образования из свободных нуклонов легчайших элементов — водорода (Н), дейтерия (В), гелия ( Не, Не) и лития ( Ь1). Первоначальный синтез ядер имел место на самой ранней стадии развития горячей Вселенной спустя примерно 100 с после большого взрыва при температуре Вселенной 10 К (табл. 3.1.1). К этому времени уже свободные нейтроны и протоны покинули состояние химического равновесия, и энергия 7-квантов упала ниже уровня разрушения образующегося дейтерия. С помощью последнего практически все существующие нуклоны сливались в Не, который с тех пор составляет около 25% массы Вселенной. Возможность правильного предсказания относительных распространённостей (обилия) элементов, отличающихся друг от друга более чем на десять порядков, рассматривается как один из крупных успехов стандартной модели большого взрыва. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология