химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

§ 2), можно выделить каждый из видов радиоактивного излучения и изучить его в отдельности.4-10

Альфа-лучи представляет собой поток а-частиц, т. е. ядер гелия (Не2-*-), характеризующихся массовым числом 4 и положительным зарядом 2. Одновременно с вылетом а-частицы («гелиона») исходный атом теряет также два электрона из внешней оболочки. На основе наблюдения сцинтилляций было вычислено, что 1 г чистого радия ежесекундно выбрасывает 37 млрд. а-частиц. При всей громадности этого числа оно отвечает ежесекундному распаду лишь одного атома радия из каждых 72 млрд., имеющихся в наличии.

Активность, равную 37 млрд. распадов в 1 сек, обычно принимают за единицу радиоактивности под названием «кюри» (с). Под названием «резерфорд» (rd) была предложена более удобная единица — 1 млн. распадов в 1 сек.

Путем изучения отклонений а-частиц в электрическом и магнитном полях удалось установить, что они выбрасываются ядрами радиоактивных атомов с начальной скоростью до 20 тыс. км/сек. Для сравнения интересно отметить, что начальная скорость выпускаемого современным орудием снаряда обычно не превышает 2 км/сек.

Кинетическая энергия а-частицы в десятки миллионов раз больше энергии молекулы газа при обычных условиях. Если бы а-частица не встречала препятствий, она могла бы за две секунды облететь вокруг земного шара. Однако в действительности на своем пути она испытывает множество столкновений с молекулами газов воздуха. В результате этих столкновений десятки тысяч молекул подвергаются ионизации, а сама а-частица быстро теряет скорость. Как видно из рис. XVI-2, наибольшую ионизацию воздуха она производит в конце своего пути.

Опыт показывает, что нормальная длина пробега се-частицы в воздухе составляет 2,6—8,6 см (при 15°С и 760 мм рт. ст.). При прочих равных условиях она приблизительно пропорциональна третьей степени их начальной скорости.

Весьма важно то обстоятельство, что для подавляющего большинства а-часгиц, испускаемых каким-либо определенным радиоактивным веществом, длина пробега является величиной постоянной. Это дает возможность пользоваться ею для характеристики радиоактивных элементов. Например, радий может быть охарактеризован длиной пробега испускаемых им а-частиц, равной 3,31 см, торий — равной 2,59 см,

Рнс XVI-2. Ионизация воздуха а-частнцей.

Рнс XVI-3. Распределение скоростей 8-частиц.

и т. д. В плотных средах пробег ос-частицы обычно не превышает 0,1 мм. п.12

Закончив свой полет, выброшенное в виде а-частицы ядро гелия присоединяет два электрона и превращается в нейтральный атом. Каждый грамм радия (вместе с продуктами своего распада) дает ежегодно около 0,16 см3 гелия. Поэтому радиоактивные минералы обычно содержат гелий, иногда в значительных количествах (до нескольких литров иа килограмм).

Бета-лучи представляют собой поток электронов, выбрасываемых ядрами радиоактивных атомов. В противоположность а-лучам они даже при происхождении от одного и того же радиоактивного элемента имеют различные начальные скорости (рис. XVI-3): от сравнительно небольших до некоторой максимальной, которая может быть очень велика (почти до 300 000 км/сек). Длина пробега в воздухе выбрасываемых при радиоактивном распаде В-частиц доходит до 100 см.

Подобно В-лучам, у-излучение радиоактивного атома тоже не однородно. Сами улучи во всем подобны рентгеновским (III § 3), но обычно имеют еще меньшие длины волн. Для их числовой характеристики часто пользуются т. н. Х-единицами. Каждая из таких икс-единиц равна 10~п см, т. е. представляет собой тысячную долю ангстрема.,3-14

Основной единицей измерения энергии радиоактивного излучения является электрон-вольт (эв), т. е. энергия, приобретаемая электроном при прохождении им ускоряющего поля с напряжением в I в. Электрон-вольт соответствует 1,6-10"12 эрг на.одну частицу или фотон и 23,06 ккал на их грамм-молекулярное число'(6,02-1023). Значительно чаще приходится применять в миллион раз большую единицу — мегаэлектронвольт (Мэв).

Уже вскоре после открытия радия было замечено, что все находящиеся поблизости от него вещества сами становятся радиоактивными.

Ряд ураиа

1.3 м

RaC" <~

210

1.80

0,65 3.87

0.04 * 22 л

•> RaD ч210

1,6-Ю-1 с

19,7 м> RaC i|2gL> RaC

214 *,15 214

6.87

0,03 устойчив РЬ

206

210 1-17 3.84

138.4 ди -> Ро 210

1.47

устойчив » AcD

207

6,39

Ряд актиния

4,8 м

АсС ч-207

4.99

99.68» 36,1 м

АсВ

211 ?

1.40

2,13 м Л_п 0.52'с

АсС -2^*-> АсС

211 211

т6.47

I

1,8-ГО-' С АсА

215

1.82

устойчив > РЬ

203

8.53

Ряд тории

3.1 м ТЬС" +? 208

4,69

33.7н

60.6 м „ „ З.Ю-7 с

», ThC J*2*+ ThC

0.36 2,2 2.20 * 212

10.6 ч

ThB <е212

5.64

0.16 с

ThA

216

$ t. Естественная радиоактивность

527

АКТИВНЫЕ РЯДЫ*

VII VIII I II III Актиниды

85 86 87 88 89 90 91 92

4,05

3,825 дя Rn

222

3.31

1622 л

Ra ч~

226

3.12

7,5-10 л - 10 +

230

3.20

Длина пробега, см

а-преаращение

24.1 ди UX, 234

1,2 м

ИХ*

234

2,63

2,5*10s л . UII 234

4,5« Ю* л

. и

238

в-превращение

Максимальная анергия. М9Л

ПЕРИОДЫ ПОЛУРАСПАДА:

л —лет. дя — дней, « — часов, м — минут, с — секунд

Г

2.90

7.1.10е л

. AcU

235

22 м

АсК

223

3,4

1.2Я

22 л Ас ч~

227

25.5 ч 3,3-10' л

UV -7пг> Ра

231 0,2 231

Я.52 I

1,20

18.7 ди

0.22 227

5.68

3.92 сАсЕш ч-219

4.28

П.4дн

АсХ ч223

4.58

6,7 л

MsThi +•

228

2,59

1.4-Ю10 л

. Th

232

0,05

6,1 ч+ MsThj

228

1,55

еля 546 ,» 3.64 ди 1.9 л±2 ThEm ч 4-эд , ThX ч- 2*2 RdTh

220 224 228

Происхождение этой «наведенной» радиоактивности стало ясным лишь тогда, когда выяснилось, что распад радия протекает по схеме Ra = — Не -f- Rn и что один из этих инертных газов — радон — сам подвергается дальнейшему распаду. Продукты последнего, оседая на веществах, с которыми мог соприкасаться радон, и обусловливают возникновение наведенной радиоактивности.

Как уже отмечалось ранее (III § 2), почти одновременио с радием М. Кюри открыла и другой радиоактивный элемент — полоний, характеризующийся длиной пробега испускаемых им а-частиц, равной 3,84 см, а с химической стороны являющийся аналогом теллура. Ближайшее изучение наведенной радиоактивности показало, что Ро содержится среди продуктов распада радона. С другой стороны, было известно, что радий всегда имеется в урановых рудах, причем последние обязательно содержат и один нерадиоактивный элемент — свинец. Таким образом, естественно, возникала мысль, что перечисленные элементы — U, Ra, Rn, Ро, Pb, несмотря на их различие по атомным весам й химическим свойствам, как-то родственно связаны друг с другом. Дальнейшая разработка вопроса подтвердила это предположение: оказалось, что все они действительно являются членами одного радиоактивного ряда, начинающегося с урана и кончающегося свинцом. Подобные же ряды известны для актиния и тория. Все они показаны на приводимой таблице (стр. 526—527).

В качестве примера рассмотрим несколько подробнее ряд урана. Сам уран выбрасывает а-частицу и переходит при этом в так называемый UX|. Так как а-частица имеет положительный заряд 2 и массу 4, атомный вес UXi на четыре единицы меньше, чем урана, и положительный заряд его ядра равен 90. Это обусловливает сходство UXi по химическим свойствам уже не с ураном, а с торием.

Дальнейший распад UXi идет с выделением из ядра р-частицы. Так как последняя имеет очень малую массу (V1820 в единицах атомных весов) и один отрицательный заряд, атомный вес при этом практически не меняется, а положительный заряд ядра на единицу увеличивается. Поэтому по химическим свойствам образующийся UX2 сходен уже не с торием, а с протактинием. Подобный же распад UX2 ведет к образованию UII, по химическим свойствам сходного с обычным ураном (иногда называемым также UI), но отличающегося от последнего величиной атомного веса.

Рассмотрение уже этой небольшой части ряда урана показывает, что радиоактивное превращение идет с отщеплением от ядра данного атома или а-, ил

страница 216
< 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 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


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

 

 

Реклама
аренда звуковой системы москва
Компания Ренессанс деревянные лестницы на даче- быстро, качественно, недорого!
стул 128
аренда помещения на время ремонта

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)