химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

системе элементов, является

самым распространенным радиоактивным изотопом в

земной коре. Можно сказать, что весь присутствующий в настоящее время в земной коре, имеет радиогенное происхождение. Долгое время было непонятно, почему атомный вес аргона больше, чем калия, что не соответствовало их положению в периодической системе элементов. Сейчас эта аномалия объясняется большой долей радиогенного Аг40 в изотопном составе аргона. Изменения в изотопном составе за счет распада других природных радиоактивных изотопов невелики, так как последние имеют очень большие периоды полураспада.

К изменению изотопного состава элементов может приводить также спонтанное деление некоторых изотопов тяжелых элементов. Периоды полураспада спонтанного деления велики. Так, для U238 он равен 8,04 • 1015 лет, для U235 — 1,87 • 1017 лет, для Th232 по последним данным 7"> 1021 лет. Следовательно, наибольшую роль могут играть только продукты спонтанного деления U238, хотя и она тоже не очень велика, потому что за время существования земной коры разделилось только лишь около 3 • 10-5 % ядер этого изотопа, присутствующих в начальный момент образования земной коры. Из рис. 9 следует, что увеличение распространенности за счет спонтанного деления можно ожидать только для изотопов с А от 85 до 105 и от 130 до 150.

В 1947 г. акад. В. Г. Хлопин с сотрудниками путем измерения соотношения изотопов ксенона (124 <Л> 136) и аргона (36<,Л>40), выделенных из уранинита пегматитовых жил Северной Карелии, показал, что ксенон в этом минерале образуется при спонтанном делении урана. Дальнейшие детальные исследования показали, что в урановых минералах происходит как спонтанное деление U238, так и деление ядер U235 медленными нейтронами, которые, как мы увидим дальше, всегда присутствуют в урановых минералах. Доля этих двух видов деления зависит от возраста минерала, концентрации урана и природы примесей, присутствующих в минерале. Наблюдаемые в земной коре аномалии в распространенности некоторых изотопов теллура, ксенона и самария объясняются И. П. Селиновым спонтанным делением изотопов трансурановых элементов (например, Cf254), последние могли входить в состав вещества, из которого образовалась наша планета, но вследствие сравнительно малых периодов полураспада полностью распались.

Следствием спонтанного деления атомных ядер является возникновение в земной коре постоянного источника нейтронов. Зная, что среднее содержание урана в земной коре толщиной 15 км составляет 4-10_4%, нашли, что в этом слое выделяется около 3 нейтр/сек • см2. Другим источником нейтронов в земной коре служат ядерные реакции под действием альфа-частиц, возникающих при радиоактивном распаде естественных радиоэлементов. Вычислено, что за счет (а, п)-реакций с ядрами легких элементов — лития, бериллия и других — возникает около 10—3 нейтр/г • сек.

Одним из важных следствий наличия в земной коре нейтронов является присутствие в урановых минералах долгоживущих изотопов Np237 и Ри239, которые образуются по реакциям:

U238 (л, 2л) IJ237 Ри U238 (л, т) U239 -» >

Количества их, безусловно, очень малы. Так, например, из концентрата урановой смолки из Республики Конго удалось выделить только Ю-5 мкг чистого Np237.

В минералах земной коры протекают различные ядерные реакции, в основном с нейтронами и альфа-частицами. Однако они еще очень мало изучены. В качестве примера наиболее изученных реакций можно привести следующие: О18 Н- Не4 = Ne21 + „я1 и F19 +fHe^o^1 + Na22 -> Ne22, которые протекают в урановых минералах. Благодаря этим реакциям происходит изменение изотопного состава неона. Так, отношение Ne21/Ne20 в неоне, выделенном в одном из таких минералов, равно 1,05, а для неона атмосферы — 0,0028.

Особый интерес представляет изменение изотопного состава гелия, который, как уже указывалось, был почти полностью потерян Землей вместе с другими инертными газами при ее образовании. Долгое время считали, что гелий в природе состоит исключительно из Не4, пока в 1936 г. не был обнаружен изотоп Не3. Содержание Не3 в атмосфере незначительно, так что отношение Не3/Не4 равно 1,2 • 10~6. Количество Не3 в газовых скважинах в десять раз меньше, а в гелии, выделенном из радиоактивных минералов, практически равно нулю. Однако в некоторых минералах, например сподумене (алюмосиликате лития), количество Не3 в десять раз больше, чем в атмосфере. Накопление его, по-видимому, происходит в результате реакции

Li6 (л, а) Н

Не3.

Значительное изменение химического состава Земли и других тел Солнечной системы, а также туманностей происходит за счет ядерных реакций с космическими лучами. В связи с тем, что эти реакции протекают в течение очень длительного времени, их эффект становится заметным. Легче всего его можно заметить в метеоритах — самых маленьких телах Солнечной системы.

Багодаря интенсивному облучению космическими протонами высокой энергии в метеоритах накапливаются значительные количества Не3. Рассчитано, что при облучении железных метеоритов космическими лучами образуетс

страница 49
< 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
моноколесо ninebot one
рамки-шторки на гос номера
Формы для кексов Mustard
мэнсон билеты

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
(23.03.2017)