химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

• 0,03030 = а'+ 28 мэв

По расчету на 4 г ядер гелия это дает 646 млн. ккал. Для получения такого же количества энергии за счет сжигания каменного угля потребовалось бы его около 80 т. Сопоставление это наглядно показывает, что энергетические эффекты ядерных процессов несравнимы с наблюдаемыми при обычных химических реакциях.37

Если общую энергию образования из элементарных частиц того иле иного ядра (т. и. у п а к о в о ч и ы й эффект) поделить на его массу, то частное от такого деления носит название «ядерной энергии связи» и дает сравнительную характеристику устойчивости соответствующих ядер. У легких атомов эта энергия меняется нерегулярно (рис. XVI-20), а затем довольно плавно возрастает до плоского максимума (около 8,6 мэв), охватывающего элементы 4 и 5 периодов. Далее энергия связи начинает постепенно снижаться, доходя в 7 периоде до 7 мэв. Подобное уменьшение устойчивости ядер хорошо согласуется с появлением у наиболее тяжелых элементов отчетливо выраженной радиоактивности.

Дополнения

Из приведенных данных видно, что периоды полураспада очень велики, т. е. радиоактивность выражена слабо.

2) Испытывающий на 88% р-распад (с переходом в 40Са) и на 12% е-захват (с переходом в *°Аг) изотоп 40К играет большую роль в тепловом балансе Земли. Хотя ежегодное выделение тепла природным калием (смесью изотопов) составляет лишь 2,6-10-6 кал/г против 0.7 и 0,2 кал/г соответственно для урана и тория (вместе с продуктами их распада), зато калия гораздо больше. В поверхностном слое земной коры (на глубине до 16 км) ежесекундно распадается 9,5 кг U, 0,7 кг Th и 1,3 кг К (причем образуется 8,9 кг РЬ, 1,3 кг Не, 1,2 кг Са и 0,1 кг Аг). Было подсчитано, что из всего радиогенного тепла Земли около 90% падает в настоящее время на U (с продуктами его распада), приблизительно по 5% приходится на долю Th и К, тогда как все остальные приведенные выше элементы вместе дают менее 0,1%. Предполагается, что в прошлом нашей планеты выделение радиогенного тепла было гораздо значительнее современного. На рис. XVI-21 схематически показан вероятный ход относительного выделения радиогенного тепла со времени формирования Земли (— 5-109 лет) и до настоящего времени.

3) Существование космических лучей было открыто в 1912 г. Сначала их считали кеобычайио жестким у излучением, но затем выяснилось, что в состав первичных космических лучей входят главным образом положительно заряженные частицы — протоны (92,9%), отчасти ядра гелия (6,3%) и с очень небольшим содержанием (0,8%) ядра более тяжелых атомов (преимущественно углерода, кислорода и азота), а также сравнительно небольшое число электронов. Все эти частицы обладают огромными энергиями (до 1021 эв) и несутся в мировом пространстве с колоссальными скоростями. Как видно кз рис. XV1-22, по мере увеличения энергии частиц первичного космического излучения число их быстро уменьшается.

Попадая в земную атмосферу, они уже на высоте около 50 км начинают заметно взаимодействовать с ядрами встречных атомов, что ведет к образованию-тлавиым образом пионов, которые представляют собой частицы с массами порядка 0,15 (в единицах атомных весов). Заряд нх может быть и отрицательным, и положительным, и нулевым. Сами по себе частицы эти очень неустойчивы (в состоянии покоя онн могут существовать не более стомиллионных долей секунды).

В слое атмосферы от 50 до 20 км почти все первичные космические лучи расходуют свою энергию, которая передается вызванному ими вторичному космическому излучению. Последнее слагается в основном из мюонов {частиц с массами порядка 0,11 в единицах атомных весов, единичным отрицательным или положительным зарядом и временем жизни 2-Ю-6 сек), электронов, позитронов и у_лучей. Общая ионизирующая способность космического излучения (измеренная при помощи ионизационного счетчика) максимальна на высоте 22 км, а по мере дальнейшего уменьшения высоты ослабевает (рис. XVI-17).

Доходящие до поверхности Земли вторичные космические лучи могут быть подразделены на «мягкие» и «жесткие». Первые поглощаются десятисантиметровым слоем свинца и состоят в основном из электронов и позитронов. Вторые состоят главным образом из мюонов и обладают гораздо большей проникающей способностью. Каждый

квадратный сантиметр земной поверхности на уровне моря

N

ежеминутно получает в среднем 1 частицу космического излучения, а на высоте 5 км— 15 частиц. Энергия большинства из них исчисляется тысячами мэв (тогда как у наиболее

жестких лучей естественно-радиоактивного происхождения

• она составляет лишь около 9 мае). По космическим лучам

имеются монографин *.

t [ | t 4) Отвечающие позитронам следы в находящейся под

10ю to'2 to* Ю1езв действием магнитного поля конденсационной камере впервые Рис. XVI-22. Зависимость наблюдались Д. В. Скобельцыным (1929 г.), но были приняты

числа космических частиц за следы электронов, попадающих в камеру снизу. Объяснена м2/сек) от их энергий- „ J

ние подобных следов в качестве принадлежащих позитронам

дано Андерсоном (1932 г.), а правильность такого объяснения окончательно установлена

описанными в основном тексте опытами Блеккетта и Оккналини.

5) Показанная иа рнс. XVI-18 пара возникла путем одновременного «рождения» электрона и позитрона по схеме у = электрон -f- позитрон. Такой процесс может осуществляться при прохождении фотона с энергией выше 1,02 мэв вблизи ядра какого-либо атома (вероятность его пропорциональна энергии фотона и квадрату заряда ядра). Избыточная энергия фотона (сверх 1,02 мэв) переходит при этом в кинетическую энергию ядра и «новорожденных» частиц. Напротив, взаимодействие позитрона с электроном приводит к нх превращению в фотоны, общая энергия которых равна 1,02 мэв (плюс суммарная кинетическая энергия обеих частиц). Этим и завершается краткое земное существование позитрона.

6) Переходы вещества (т. е. форм материи, обладающих массой покоя) в кванты энергии носят название аннигиляции соответствующих частиц. Подобные процессы (и обратные им) не вызывают принципиальных возражений. Действительно, «изменчивость всех форм материн и ее движения всегда были опорой диалектического материализма» (Ленин).

7) Время жизни позитронов зависит от их первоначальной энергии и электронной плотности в тормозящем веществе. Обычно аннигиляция осуществляется за время порядка Ю-8 (в газах), 10-9 (в жидкостях) или 10~10 сек (в металлах). Однако непосредственно аннигиляции подвергаются не все позитроны. Некоторые из них после доста+точного замедления предварительно захватывают электрон, образуя систему ее, вращающуюся вокруг общего центра тяжести. Такая система носит название позитроний

+(Ps). Расстояние d(ee) в нем равно 1,06 А, а энергия связи между образующими его частицами — 6,8 эв.

8) Существует два вида атомов позитрония. При параллельности спинов позитрона и электрона образуется о р т о-познтроннй (Ps°), собственное время ж из нн кото-'

' Добр от ии Н, А. Космические лучи. М., Изд-во АН СССР. 1963. 127 с. Мурзнн В. С, Сарычев а Л. И. Космические лучи и их взаимодействие. М., Атомиздат, 1968. 391 с.

рого х— 1,4-10~7 сек, а аннигиляция идет с возникновением трех фотонов. Напротив, при антипараллельности спинов образуется (примерно в 3 раза реже) пар а-позитро-ний (Psn), характеризующийся несколько большей (на 8,4-Ю-4 эв) энергией связи, гораздо меньшим собственным временем жизни1 (t я» 1,25-10~10 сек) и аннигиляцией с возникновением двух фотонов.

9) Взаимодействие позитрония с различными веществами представляет значительный интерес для химии как само по себе, так и потому, что Ps может считаться

легким изотопом атома Н. Из-за кратковременности существования позитрония изучать это взаимодействие химическими методами нет возможности, но такая возможность дается методами ядерной физики. Хотя одновременное содержание Ps обычно

составляет лишь несколько атомов иа см3 тормозящего вещества, фиксация большего

или меньшего ускорения нх аннигиляции, а также характера и направленности возникающих у-квантов позволяет

делать некоторые важные выводы.

В общем

страница 226
< 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
курсы по разработки сайтов
видеозеркало car dvr mirror отзывы
купить ведро для мусора
ручки круглые для дверей межкомнатных купить

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
(08.12.2016)