Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1" -> 50

Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.

Надыкто Б.А., Темофеева Л.Ф. Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 — Саров, 2003. — 304 c.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка): plutoniyfundamentproblemi2003.djvu
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 222 >> Следующая


Под влиянием этих замечательных открытий в некоторых группах для осуществления ядерных превращений стали использовать нейтроны, а не заряжен-

64

Los Alamos Science Number 26 2000
От алхимии к атомам

-Радиационный захват нейтрона (1016с)-

238U 92 U

Поглощается медленный нейтрон

Энрико Ферми

- Бета-распад (23 мин)

292и^ 293Х+Є_ + ^

239

U*

239 92 U

239

93

X

Образуется составное ядро в возбужденном состоянии

Составное ядро охлаждается путем излучения ^квантов

Неустойчивое ядро урана, находящееся в основном состоянии, претерпевает р-распад с образованием элемента 93

Рис. 3. Создание трансурановых элементов

Энрико Ферми обнаружил, что облучение элементов низкоэнергетичными (медленными) нейтронами значительно повышает вероятность захвата нейтронов. Часто в результате этого создается нестабильное ядро, которое будет претерпевать радиоактивный распад. При захвате медленного нейтрона ураном-238 создается составное ядро урана-239* (возбужденное состояние урана-239), которое может перейти в основное состояние путем излучения у-квантов. Ожидалось, что затем уран-239 будет претерпевать (3-распад, при котором нейтрон урана-239 распадается с образованием протона, электрона и электронного антинейтрино, при этом образуется первый трансурановый элемент Х-239 с атомным номером Z = 93

ные частицы. Данная идея получила наибольшее развитие в Риме, под руководством Ферми. С начала 1934 года Ферми с сотрудниками стали проводить систематическое исследование почти каждого элемента периодической таблицы. Стабильные элементы бомбардировали нейтронами, и Ферми измерял активность, то есть интенсивность излучения, наводимого в облучаемом образце.

Был сделан большой шаг в этом направлении, когда Ферми с коллегами случайно обнаружили, что активность резко возрастает при замедлении налетающих нейтронов. Нейтроны теряют энергию при рассеянии на водороде или других легких элементах, и для замедления нейтронов достаточно поместить парафин (содержащий много атомов водорода) между источником нейтронов и облучаемым образцом. К получению высокой активности приведут даже нейтроны, замедлившиеся до комнатной температуры, - так называемые тепловые нейтроны с энергиями, равными малой доле электронвольта (эВ).

Повышенная активность, свидетельствующая о том, что создается множество нестабильных ядер, была результатом радиационного захвата нейтронов. Медленный нейтрон может поглощаться ядром мишени с образованием от-

носительно долгоживущего промежуточного состояния, известного как составное ядро (модель составного ядра была предложена Нильсом Бором в 1936 году). Энергия связи поглощенного нейтрона преобразуется в энергию возбуждения составного ядра, которое быстро распадается, испуская у-излуче-ние с образованием основного состояния (иногда изомерного состояния). Вновь созданное ядро - изотоп с массой на единицу выше, чем ядро мишени, - может быть нестабильным, и тогда оно распадается с характерным периодом полураспада, испуская либо а-частицу (а-распад), либо (5-частицу ((5-распад).

Если после поглощения нейтрона происходит |5-распад, нейтрон (или протон) в нестабильном ядре превращается в протон (нейтрон), создавая |5-частицу и нейтрино некоторого типа. При превращении нейтрона |5-частица является электроном, а нейтрино - электронным антинейтрино, оба из которых вылетают из ядра. Вновь созданный протон остается в ядре, так что создается новый элемент - с атомным номером, большим на единицу, но с тем же массовым числом. Поэтому бомбардировку нейтронами можно использовать для получения трансурановых элементов. Как видно на рис. 3, при облучении нейтронами

урана-238 образуется уран-239, который должен претерпеть |5-распад с образованием элемента Х-239 с атомным номером Z = 93.

Ферми, будучи уверенным, что он получит первый трансурановый элемент, испытал свой источник нейтронов на уране. Ho хотя он и наблюдал 15-активность, исходящую из образца, ему не удалось непосредственно подтвердить получение нового элемента. В то время химия трансурановых элементов была неизвестна, и выделение |5-излучателей из облученных образцов оказалось нелегкой задачей. Используя методики химического разделения, Ферми удалось доказать лишь то, что активность не проистекает ни из урана, ни из свинца, ни из какого-либо другого элемента, расположенного между ними в периодической таблице. Ферми постулировал, что необъясненная |5-активность с периодом полураспада 13 минут была от трансуранового элемента, но при отсутствии химического доказательства он не смог пойти дальше этого предположения.

Больше беспокойства вызывал тот факт, что излучение, испускаемое активированными нейтронами образцами, было удивительно сложным. Помимо активности с периодом полураспада 13 минут, было и несколько других видов

Number 26 2000 Los Alamos Science

65
От алхимии к атомам

Фриц Штрассман

Отто Ган и Лизе Мейтнер

Отто Фриш

(а) Захват нейтрона

92

•О

Поглощаются медленные нейтроны

Деление

Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed