химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

да была создана Э. Ферми в 1934 г. По теории Ферми, испускание р-частицы является следствием перехода нейтрона ядра в протон с одновременным испусканием электрона, либо перехода протона в нейтрон с испусканием позитрона. Эти переходы в обоих случаях сопровождаются испусканием нейтрино.

При взаимодействии р-частиц с окружающим веществом так же, как и в случае а-частиц, происходит ионизация молекул этого вещества. Ионизирующая способность р-излу-чения меньше по сравнению с а-из л учением -— соответственно меньшему заряду и массе, р-частица с энергией порядка 1 МэВ при движении в воздухе образует приблизительно 30 ООО пар ионов. Вот. почему проникающая способность р-лучей выше, чем у а-лучей: р-частица может пролетать в воздухе путь в несколько метров.

Длина максимального пробега р-частиц в различных материалах зависит от максимальной энергии р-излучения. Так, максимальный пробег р-частиц, испускаемых S35 (Emax — 0,167 МэВ), составляет в воздухе 0,28, а в алюминии — 1 • 10Г4 м; в случае Sr89 (Е^ — 1,500 МэВ) в тех же объектах максимальный пробег составляет соответственно

5,1 и 2,47 ? 10~3 м.

Часто проникающую способность р-излучения характеризуют не длиной максимального пробега, а массой поглощающего вещества, приходящегося на 1см2 его поверхности, для чего длину максимального пробега умножают на плотность материала. Так, проникающая способность р-частиц

Sr89 в алюминии будет составлять 2,47 • Ю-3 м • 2,7Мг/м3= = 6,67 кг/м2.

Позитронное излучение существенно отличается от электронного р-излучения. Причина этого—в крайне коротком времени существования позитрона. За время, меньшее

Ю-*9 с, позитрон • захватывает электрон, превращаясь при взаимодействии с ним в два фотона. Этот процесс называется аннигиляцией пары е+ -f- е~. Позитронное излучение свойственно лишь искусственным радиоактивным изотопам и является следствием избытка протонов в ядре изотопа. Если число протонов, входящих в состав ядра, на единицу превышает число нейтронов, то в результате позитронного распада образуется ядро, в котором число нейтронов на единицу превышает число протонов. Такие сопряженные ядра называются зеркальными. Так, например, при позитронном распаде Sc41 образуется зеркальный Са41.

Электронный захват. По своей природе к р-распаду близко примыкает радиоактивное превращение ядра, называемое электронным захватом. В тех случаях, когда отношение в ядре атома данного изотопа меньше величины,

отвечающей стабильным ядрам для данной области заряда ядра (см. гл. 1), т. е. ядро характеризуется избытком протонов, переходить в устойчивую область оно может, захватывая электрон из электронной оболочки атома.

Большей частью захватываемый электрон расположен на ближайшем к ядру энергетическом слое (слой /С), поэтому часто электронный захват называют /(-захватом, хотя возможны редкие случаи L-захвата.

Явление /(-захвата подчиняется всем законам радиоактивного распада: оно характеризуется периодом полураспада, постоянной распада и т. п. Характерным примером электронного захвата является радиоактивность природного изотопа калия К40. При /(-захвате К40 превращается в изотоп аргона с такой же атомной массой. Этот захват сопровождается выбросом 7-кванта. Радиоактивность природных соединений калия является причиной ряда интересных явлений, которые будут рассмотрены в следующей главе.

Наиболее часто /(-захват наблюдается у тяжелых элементов периодической системы. Это связано с тем, что с увеличением заряда ядра уменьшается радиус орбит /(-слоя и, следовательно, вероятность Захвата электрона ядром.

Гамма-распад. При переходе из возбужденного энергетического состояния в устойчивое ядро атом высвобождает один или несколько квантов энергии, выделяющейся в виде у-излучения. Гамма-лучи занимают определенный интервал спектра электромагнитных колебаний, отличаясь от рентгеновских лучей меньшей длиной волн. Гамма-излучение имеет весьма ярко выраженные волновые свойства: у-лучи подвержены дифракции, интерференции и т. п. Все же целый ряд свойств позволяет рассматривать 7-излучение как корпускулярное, дискретное. Ниже рассматриваются некоторые из этих свойств.

Одним из наиболее важных явлений, вызываемых у-из-лучением, является фотоэффект. При фотоэффекте квант у-излучения выбивает из атома электрон, сообщая ему при этом некоторую энергию. Нетрудно установить дискретную природу этого явления. Количественное исследование фотоэффекта является одним из методов определения энергии <у-йз лучения.

Весьма показательным отражением корпускулярной природы у-излучения является эффект Комптона, заключающийся в том, что у-квант, сталкиваясь с электроном электронной оболочки атома, передает ему часть своей энергии. При этом и 7-квант, и электрон покидают ядро. Это, естественно, ведет к изменению энергии кванта, а следовательно, к изменению частоты его колебаний. С корпускуляр-ностью у-излучения связано и превращение фотона в пару электрон + позитрон.

Перечисленные эффекты обусловливают, главным образом,- поглощение излучения веществом и свойс

страница 20
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Скачать книгу "Применение изотопов в химии и химической промышленности" (1.75Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда микрофона
Рекомендуем фирму Ренесанс - винтовая лестница цена- быстро, качественно, недорого!
кресло ch 999
хранение вещей в москве цены

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)