Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фастовский В.Г. -> "Инертные газы" -> 5

Инертные газы - Фастовский В.Г.

Фастовский В.Г., Новинский А.Е., Петровский Ю.В. Инертные газы — М.: Атом-издат, 1972. — 352 c.
Скачать (прямая ссылка): inertnye-gases.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 130 >> Следующая

Звездный гелий (гелий Вселенной)—продукт термоядерной реакции синтеза ядер водорода, протекающей на Солнце и звездах по протонно-протонному циклу. Два протона на огромной скорости (вследствие высокой температуры в звезде) сталкиваются, соединяются с образованием дейтрона, состоящего из одного протона и одного нейтрона. При столкновении дейтрона с другим протоном испускается уквант и образуется частица Не3. Атом Не3 может столкнуться с другой аналогичной частицей; при этом образуется общее ядро Не4 с испусканием двух протонов. На 1 кг синтезированного гелия освобождается 1,75-108 квт-ч энергии. Сказанное можно представить схемой:
2(1НЧ1Н^1ОЧе+ + -);
2(^4 ^-.Не^ + т);
2Не3 + 2Не3-^2Не4 + 21Н1.
Суммарный результат любого цикла синтеза гелия (протон-но-протонный или углеродно-азотный на более горячих звездах) можно выразить уравнением
41Н1 -> 2Не4 + 2е+ + 26,7 Мэв.
В качестве продукта искусственных ядерных реакций обнаружен также изотоп Не6 — при бомбардировке бериллия нейтронами (4Ве9 + оЛ1-^2Не6+2Не4); период полураспада Не6 составляет 0,9±0,2 сек.
Аргон представлен в атмосфере тремя стабильными изотопами; подавляющая масса аргона (99,6%) состоит из тяжелого изотопа 18Аг40 (см. табл. 1.2), который имеет радиогенное происхождение и возник на Земле в результате радиоактивного распада изотопа 19К40. Это атомное превращение 1дК40 + е_->-->18Аг4о+т-|-у протекает в более широком масштабе, чем другие природные реакции образования инертных газов; в аргон превращается примерно 12% радиоактивного калия, а 88% превращается в кальций [25]. В отличие от гелия аргон не уносится из атмосферы, что способствует его концентрированию.
11
В результате распада калия и выветривания аргона, окклюдированного в горных породах, происходит непрерывное, но крайне малое повышение концентрации аргона в атмосфере. Ресурсы аргона по существу неисчерпаемы — в атмосфере в довольно концентрированном состоянии содержится 6,6-1013 г Аг.
Легкие стабильные изотопы аргона также образуются в результате тех или иных ядерных процессов; так, можно указать на р-распад изотопа хлора С138 с образованием Аг36 или образование Аг36 из изотопа серы Б33 под действием а-частиц (16533+2Не4->-18Аг36-т-о'г1). В урановых минералах содержатся и другие элементы, которые при взаимодействии с а-частицами порождают легкие изотопы аргона (например, образование Аг38 из С135 и др.).
По-видимому, выявлены не все возможные ядерные процессы, продуктами которых являются инертные газы; так, не ясны возможные ядерные реакции, породившие основную массу неона на Земле. На примере неона впервые (Томсон, 1913 г.) было доказано, что изотопия присуща не только радиоактивным, но и стабильным элементам. Известны три изотопа неона (см. табл. 1.2): Ые20, №21 и №22. Образование изотопа №21 приписывают процессу захвата а-частиц ядрами тяжелого изотопа кислорода вО^+гНе^к^е^ + оЯ1. Неясным остается происхождение Ые20, который и поныне высвобождается в атмосферу в результате выветривания пород, выделения из вод источников и т. д. Не менее сложен вопрос о происхождении криптона, ксенона и их многочисленных изотопов. В табл. 1.2 приведены лишь стабильные изотопы (шесть стабильных изотопов криптона и девять— ксенона). Кроме них известны многие радиоактивные изотопы криптона и ксенона (см. табл. 2.3). Установлено образование изотопов криптона и ксенона в процессе самопроизвольного деления и238, открытого советскими учеными Г. Н. Флеровым и К. А. Петржаком. Образующиеся продукты деления кладут начало цепи последовательных (5-распадов, в процессе которых они освобождаются от избытка нейтронов; среди продуктов деления имеются изотопы криптона и ксенона. Сказанное относится и к спонтанному делению и235 и тория [26].
Среди продуктов деления в ядерном реакторе следует отметить радиоактивные изотопы Хе135, Кг85. Особенно велико значение Хе135, который характеризуется исключительно большим сечением захвата тепловых нейтронов (2,7ч-2,8) • 106 барн («нормальное» сечение поглощения нейтронов 1 барн; так, сечение захвата ближайшего изотопа Хе136 меньше 5 барн), что, естественно, вредно влияет на процесс ядерного деления. Непосредственный выход Хе135 — основного вредного поглотителя тепловых нейтронов — равен 0,003 (на одно деление и235 образуется 0,003 ядра Хе135). Кроме того, Хе135 —один из продуктов распада Те135:
мТеш^.»1Ш?ТГм»м,^иС8мТ1оГ5г..Ваи' (стаб.);
¦его полный выход на деление составляет 0,056. Особенно вредно влияние Хе!35 при вынужденном прекращении работы реактора — переход 1-^-Хе протекает быстрее, чем последующая цепь Хе-^Сэ, что приводит к возрастанию концентрации Хе135 (27]. Для продувки и удаления из реактора вредных примесей Хе135 можно применять гелий.
В реакторах, охлаждаемых воздухом, происходит процесс активации аргона с образованием радиоактивного изотопа Аг41 [Атю{п, у)Аг41]; подсчитано, что, например, в реакторе Брук-хейвена (30 Мет) в секунду образуется 24,2-1012 атомов Аг41, что эквивалентно образованию 250 кюри/ч Аг41.
Большое значение приобрел изотоп криптона Кг85. Обзор методов получения и возможных областей применения Кг85 приведен в работе Вильсона и др. [28].
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 130 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed