химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

и в том случае, если сумма масс бомбардирующей частицы и ядра мишени больше суммы масс продуктов реакции. Например, энергию ядерной реакции а + b -* с -Y d можно определить по формуле Эйнштейна (4), где

Д/гс = (та + mb) — (тс -f md).

Один грамм вещества эквивалентен 25 млн. кет * ч. Известно, что во всем мире ежегодно производится около 1400 млрд. кет • ч. электроэнергии, что эквивалентно всего лишь 56 кг массы вещества.

Большинство ядерных реакций протекает в две стадии. Сначала происходит захват бомбардирующей частицы ядром мишени и образование промежуточного возбужденного ядра (см. рис. 3 и 8), которому бомбардирующая частица передает всю свою энергию. Время жизни такого ядра очень мало и составляет 10~16--10~14 сек. Вторая стадия связана с тем, что из возбужденного ядра вылетают нуклоны, подобно молекулам жидкости при испарении, энергия которых превышает среднюю энергию всех нуклонов в ядре. При этом «испаряющиеся» частицы уносят с собой значительную часть энергии возбужденного ядра, которое остается либо в слабовозбужденном состоянии, способном к радиоактивному распаду, либо вообще в невозбужденном, стабильном состоянии. В результате таких реакций происходит изменение массового числа или порядкового номера облучаемого элемента на несколько единиц. Например, присоединение к ядру г Me А ней тронов по (я, у)-реакции дает новое ядро zMeA + l. Его массовое число увеличивается на ^единицу. Исключение представляют реакции с многозарядными ионами. Так, в реакции zMeA + бС12 = 24 е Мел + 1у + 2оП1 массовое число облучаемого ядра увеличивается на 10 единиц, а заряд — на 6.

К еще более радикальным изменениям ядер приводит процесс деления ядер. Схематически он изображен на рис. 8. Видно, что процесс деления ядер урана на Два новых ядра сопровождается выделением трех нейтронов. Эти нейтроны вызывают деление других ядер урана, вследствие чего реакция приобретает цепной характер. Процесс развивается лавинообразно и мгновенно. При этом выделяется колоссальное количество энергии, равное 200 Мэв на один акт деления. Так, деление одного килограмма урана сопровождается выделением энергии, равной 22 млн. кет • ч, что равноценно теплу, получающемуся при сгорании 2500 т угля.

Процесс деления тяжелых ядер идет самыми различными путями, и поэтому мы наблюдаем осколки деления самых разных масс и зарядов. Так, из кривой рис. 9 видно, что при делении ядер U235 тепловыми нейтронами образуются осколки в области массовых чисел от 70 до 160. Число их достигает 500, причем большинство осколков радиоактивно. Процесс деления многих тяжелых ядер протекает с большой вероятностью. Напри01

0.01

0.001

0.0001

ю

мер, сечение деления ядер U235 тепловыми нейтронами составляет 545 барк. Поэтому этот процесс, осуществляемый на практике в ядерных реакторах, позволяет получить большие, даже весомые количества радиоактивных и стабильных продуктов деления ядер урана. Ядерный реактор, кроме того, является мощным источником нейтронов, которые используются для осуществления различных {п, у)-реакций. Это позволяет получать радиоактивные изотопы всех элементов.

5. Изотопы

Детальное исследование радиоактивных превращений урана, радия, тория и других элементов позволило установить, что некоторые из них превращаются в другие радиоактивные элементы. Оказалось, что цепочки радиоактивных превращений весьма длинны и продолжаются до свинца, который не обнаруживает радиоактивных свойств. Установлена генетическая связь между многими продуктами распада, найдены три радиоактивных семейства — семейство урана, актиния и тория. На рис. 10, например, приведена цепочка последовательных радиоактивных превращений урана.

На основании изучения цепочек распада было сделано два важных вывода.

Во-первых, К. Фаянс и Ф. Содди сформулировали правило сдвига: если при распаде какого-нибудь радиоактивного элемента испускаются альфа-лучи, то дочерний продукт будет представлять собой элемент, располагающийся в системе Д. И. Менделеева на две клетки левее; если же радиоактивное вещество распадается с испусканием бета-лучей, то образующееся дочернее вещество будет по своим химическим свойствам представлять элемент, располагающийся на одну клетку правее. При этом атомный вес уменьшается на четыре единицы при альфа-распаде и остается без изменения при бета-распаде.

Во-вторых, изучение радиоактивных цепочек привело к открытию явления изотопии. Было замечено, что многие радиоактивные элементы, составляющие определенные звенья в цепочке распада, обладают одинаковыми химическими свойствами и их невозможно разделить никакими химическими операциями. Например, при распаде полония и таллия (см. рис. 10) образуются элементы, подобные по своим свойствам свинцу. При распаде радона и висмута образуются «два» полония. Видно, что эти «элементы» различаются только атомными весами. Так, свинец имеет три вида атомов с атомными весами 214, 210 и 206; висмут — два вида с атомными весами 214 и 210. Содди в 1911 г. такие разновидности атомов одного химического элемента назвал изотоп

страница 9
< 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
ремонт котлов отоплния курсы
растворы ликосол
huppe поддон купить
кресло 9908

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
(06.12.2016)