химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

в и протонов в ядрах.

Наибольшее число радиоактивных изотопов распадается путем р~-распада. В его основе лежит превращение нейтрона в протон. (у~-Распад характерен в основном для изотопов с избытком нейтронов. Такие изотопы являются наиболее тяжелыми изотопами всех элементов. Например, элемент лантан (Z = 57) имеет стабильный изотоп с Л = 139; р~-распадом обладают изотопы с Л от 140 до 144.

р~-Активные изотопы составляют около 45% суммы всех радиоактивных изотопов.

Значительно распространен позитронный )-рас-пад. Он часто сопровождается другим видом распада — /(-захватом. Сущность его состоит в том, что электрон, находящийся на одной из ближайших к ядру оболочек, чаще всего на /(-оболочке, захватывается ядром. При /(-захвате, так же как и при позитронном распаде, один из протонов ядра превращается в нейтрон р + е~~ -*0п1. Около 25% изотопов распадаются таким путем. Позитронный распад и К-захват встречаются только у изотопов с недостатком нейтронов, которые являются самыми легкими изотопами данного элемента. Так, у лантана к ним относятся изотопы со значениями Л от 131 до 138.

Более одной шестой части радиоактивных ядер обладают способностью испускать альфа-частицы. В основном это изотопы самых тяжелых элементов.

Среди радиоактивных изотопов обнаружены изомеры — два радиоактивных изотопа с различными периодами распада, но с одинаковым массовым числом. Здесь мы встречаемся уже с разновидностью изотопов, подобно тому как изотопы являются разновидностью атома. К настоящему времени обнаружено уже более двухсот изомерных пар. Это явление значительно расширяет наше представление об изотопах, и не исключено, что все радиоактивные изотопы существуют в виде двух или даже более изомерных состояний.

Следует указать еще на один вид распада ядер — спонтанное, т. е. самопроизвольное деление, открытое в 1940 г. советскими физиками Г. Н. Флеровым и К. А. Петржаком у ядер U238. Этот процесс подобен искусственному делению ядер и характерен только для изотопов самых тяжелых элементов. Периоды полураспада спонтанного деления изотопов меняются в самых широких пределах: от 1021 лет для Th232 до 30 мин для Мс12э6 — изотопа искусственного элемента с 2 = 101, названного менделевием. Всего известно 36 изотопов, для которых спонтанное деление — основной вид распада.

Опыты с радиоактивными веществами показали, что самое сильное нагревание или охлаждение, высокое давление, самые активные химические реагенты, сильные электрические и магнитные поля никак не влияют на скорость радиоактивного распада. П. Кюри на основании количественных опытов установил экспоненциальный закон радиоактивного распада, который выражается следующим уравнением:

Nt=NQe~X\ (10)

где — число распадающихся атомов в какой-то момент t\

NQ — число распадающихся атомов в начальный

момент времени;

ч In 2

л — постоянная распада, которая равняется -у- ,

где Т — период полураспада, т. е. время, в течение которого число распадающихся атомов уменьшается наполовину. Величина периода полураспада является основной характеристикой каждого радиоактивного элемента и определяет время его жизни. Периоды полураспада всех известных радиоактивных изотопов изменяются от миллионных долей секунды до многих миллионов лет (рис. 12). Из рисунка видно, что максимальное число радиоизотопов имеет периоды полураспада от 30 сек до 10 дней.

В 1903 г. П. Кюри заметил, что при радиоактивном распаде выделяется тепло. Было установлено, что 1 г радия выделяет 136 малых калорий в час. Таким образом, при полном превращении в радон одного моля радия, равного 226 г, должно выделяться 10п малых калорий, что эквивалентно теплу, выделяющемуся при сгорании примерно 10 ООО кг каменного угля. Эти опыты впервые показали, что процессы радиоактивных превращений элементов сопровождаются выделением большого количества внутриатомной энергии, которая

17 5 17 50рин 1 3 ЮЗОШЩгоды

& 8 2ty

Период полураспада

Рис. 12. Распределение радиоактивных изотопов различного

вида по периодам полураспада: J — ц-распад; 2— р -распад; 3— изомерный переход; 4 — Л-захват или

|5 + -распад.

в несколько миллионов раз превышает энергию, выделяющуюся при обычных химических реакциях. Например, самая высокая экзотермическая реакция (т. е. реакция с выделением тепла) — образование одного моля воды из водорода и кислорода — сопровождается выделением лишь около 7-104 малых калорий. Тепло, выделяемое долгоживущими естественными радиоактивными изотопами, играет большую роль в истории развития многих космических тел.

После того как мы познакомились с основными понятиями о химических элементах, атомах, с их составом и строением, без которых были бы непонятны

основы теории синтеза элементов в звездах, необходимо рассмотреть некоторые характеристики космических тел и главным образом их химический состав.

Распространенность элементов и их изотопов — единственная характеристика, по которой мы можем судить о процессах, приведших к их образованию, и о последующей эволюции. Подобно том

страница 11
< 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

Скачать книгу "Образование химических элементов в космических телах" (1.5Mb)


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

 

 

Реклама
курсы по archicad в москве
ремонт холодильника Fagor FC-45 EL
tokio hotel dream machine где купить вип пакет
курсы кройки и шитья для начинающих в тушино

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
(05.12.2016)