химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

ичие от естественных радиоактивных превращений, описанные выше ядерные реакции протекают лишь до тех пор, пока имеет место внешнее воздействие. Мост между теми и другими процессами был перекинут открытием искусственной радиоактивности.

Дополнения

*Гольданекнй В. И., Л е й к и и Е. М, Превращения атомных ядер. М., Изд-во АН СССР, 1958. 426 с,

1) По различным превращениям атомных ядер имеется монография*. Для обеспечения правильной работы циклотрона разгоняющее поле должно находиться в резонансе с оборотами частиц/которые зависят от их зарядов и масс. При наличии с м е с и изотопов условия резонанса будут выполняться для каждого из ннх в отдельности.

Поэтому циклотрон может служить в качестве масс-спектрографа. Масса каждого из изотопов вычисляется при этом по напряжению магнитного поля и частоте электрического, обеспечивающим вылет непрерывного потока частиц. Таким путем был, в частности, выделен изотоп гелия с массой 3. Для разгона до заданных скоростей электронов сконструирован аналогичный в принципе аппарат—бетатрон.

2) Область использования циклотрона и бетатрона ограничена быстрым возрастанием массы частиц при их очень больших скоростях (рис. XVI-30), что нарушает условия резонанса. Сохранить эти условия можно путем использования принципа синхротрона, т. е. ускорителя, учитывающего изменение массы частиц. Такой учет осуществляется путем соответствующего изменения либо частоты переменного электрического поля, либо напряженности магнитного, либо и того и другого вместе. Различные варианты синхротронов носят названия синхроциклотронов, фазотронов, синхрофазотронов и т, д. При помощи этих ускорителей могут быть получены частицы с энергиями порядка десятков тысяч мэв. Так, серпуховской синхротрон позволяет доводить энергию протонов до 76 млрд. эв (76 Г эв).

3) Применимость основного закона электростатики

к взаимодействию заряженных частиц экспериментально подтверждена для расстояний вплоть до 10~12 см.

На рис XVI-38 показана схема энергетического

барьера урана для а-частиц, т. е. кривая усиления

^ 2 J 2('Ю~12)см отталкивания по мере их приближения к ядру. При

Расстояние от ядра расстояниях меньше 1-10'|! см преобладание переходит

к ядерным силам стяжения.

РИС' ™еЬядраурРаи"ИЧеСКИЙ 4> Так как разложение дейтрона на нейтрон и протон требует сравнительно небольшой затраты энергии (2,2 мэв), оно может происходить под действием силового поля атомных ядер. При этом протон отбрасывается, а нейтрон захватывается ядром. Результатом является ядерная реакция, в своей первой стадии протекающая не внутри ядра, а около него. Очевидно, что для протонов подобный ход процесса невозможен, а для а-частицы он крайне невероятен из-за ее большой энергии связи (рис. XVI-20).

5) Обычной первой стадией ядерного превращении под действием налетающей извне частицы является захват последней, вследствие чего в ядре создается мета-стабильиое состояние, характеризующееся наличием избытка внутренней энергии. Такое состояние может быть наглядно описано при помощи представления о «температуре» Ядер (Я. И. Френкель, 1936 г.). С этой точки зрения захват частицы сопровождается резким повышением температуры ядра. Среднее время его существования в возбужденном («нагретом») состоянии составляет, по-видимому, около 10~и сек, т. е. очень велико по сравнению с ядерной единицей времени (10~ra сек.). Это значит, что перераспределение энергии между составными частями возбужденного ядра может происходить многократно.

Поэтому вторая стадия превращения — стабилизация ядра, т. е. освобождение его от избыточной энергии с переходом в более устойчивое состояние, — непосредственно не зависит от первой и может, вообще говоря, осуществляться различными способами. Отсюда следует, что под действием одних и тех же «снарядов» возможны различные превращения данного ядра. Если вероятности этих превращений соизмеримы, то Нх параллельное осуществление должно быть доступно экспериментальному наблюдению.

Правильность такого представления о ходе ядерных процессов была многократно доказана. Например, при обстреле 7Li протонами первоначально образуются метаста-бнльные ядра (8Ве), которые затем параллельно испытывают два типа превращений:

{8Ве} —> 4Не + «Не и (8Ве) —->- 8Ве + у

При первом, более обычном пути метастабильное ядро распадается на две а-частицы (с энергиями по 8,7 мэв)-, при втором — оно переходит в устойчивое ядро 8Ве, выдеировано и объединено в книгу Кипером Русланом для http://chemister.fannet.ru

ляя фотоны с энергией 17,4 мэв. Для сравнения интересно отметить, что энергия наиболее жестких у-лучей естественно-радиоактивного происхождения составляет лншь 2,6 мэв (ThC").

6) Достаточно жесткие у-лучи способны вызывать чдериые превращения, идущие

обычно с отщеплением нейтронов (реже — протонов). Подобные процессы носят название ядерного фотоэффекта. Простейшими его примерами могут служить

реакции

*H + Y —? «Н + n и 9Ве + у —*• "Ве + п

Обе они связаны со сравнительно небольшим поглощением энергии (соответственно 2,2 и 1,7^ мэв), т. е. могут вызываться уже -у-лучами радиоактивного происхождения. Гораздо большие возможности открывают жесткие фотоны, которые могут быть искусственно получены при помощи современных синхротронов. В настоящее время изучено уже много реакций типа ядерного фотоэффекта.

1в0 145

7) Число соударений, необходимое для замедления нейтрона от энергии 1,75 мэв до тепловой (порядка 0,03 эв), меняется с изменением массы ядра — замедлителя следующим

образом:

2100

Ядро —замедлитель *Н *D *Не 9Ве ,2С

Число столкновения 18 24 41 50 ПО

Эти примерные данные наглядно иллюстрируют изложенное в основном тексте.

8) Вероятность захвата нейтронов.(равно как и протекания других ядерных процессов) оценивается обычно значениями эффективных поперечных сечен ни (о) соответствующих атомных ядер. Так как их радиусы имеют порядок rt-10*13 см, занимаемая самим ядром площадь составляет не более 10~24 см3. Эта величина и принимается за единицу поперечного сечения («барн>). Значение о применительно к тому нли иному ядерному процессу вычисляется на основании экспериментальных данных.

Полное эффективное поперечное сечение (ЭПС) ядер обычно слагается из сечения захвата (Оэ) и сечения рассеивания (оР), т. е. о = о» + аР. Для быстрых нейтронов оио сравнительно невелико и довольно закономерно повышается с возрастанием ядерных размеров. В качестве примера ниже сопоставлены значения а для нейтронов с энергией в 90 мэв:

Н

ЯДРО

О 0.08 0,12

Be С

0,43 0,55

0,66

О

0,77

А! 1,12

С! Сп 1.38 2,22

Sn Pb U 3,28 4,53 5.03

Индивидуальные особенности ядер при бомбардировке быстрыми нейтронами почти не проявляются. Напротив, при бомбардировке тепловыми нейтронами они играют основную роль, причем на сечениях захвата и рассеивания сказываются различно: \

Ядро

0,33 20

Be

0.009 6,1

В с

755 0,0037 3 4.8

N О 1,88 0.0002 10 4.1

А-1

0,24

1.5'

Cd 2450 5,3

Pb

0,17 13

BI Th 0.034 7,6 9,2 10

0 3,5 8,2

Наиболее активен по отношению к захвату тепловых нейтронов гадолиний (оз = = 46 000), а наименее активны гелий (оз = 0), кислород (Оз = 0,0002) и дейтерий (о1* = 0,00057). Насколько тонкими особенностями ядер определяются значения о3, видно из того, что Оз = 945 для 6Li и лишь 0,033 для 7Li, а высокая активность кадмия по отношению к захвату тепловых нейтронов обусловлена почти исключительно изотопом U3Cd (12,3% в изотопной смеси). Рнс. XVI-39 показывает, что сечение захвата очень сильно зависит и от энергии нейтрона.

9) Большое значение для обнаружения нейтронов (особенно — медленных) имеет легко протекающая ядерная реакция по схеме ,0В -j- п -*? 7Li + а. Так как процесс этот экзотермнчен (2,8 мэв), получающиеся ядра обладают кинетическими энергиями, достаточными для ионизации соседних молекул. Если в конденсационную камеру нли ионизационный счетчик ввести некоторое количество ВЕ», то за счет приведенной выше реакции оба прибо

страница 231
< 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 компьютера цена
Рекомендуем фирму Ренесанс - металлическая лестница уличная - всегда надежно, оперативно и качественно!
кресло для посетителей ch 993 low v
аренда кладовых бутово

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)