ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы От ядерной реакции до изотопа из "Изотопы на службе человека " Мы познакомились уже с методами получения таких нуклидов. Для этих целей в нашем распоряжении имеются естественные радиоактивные элементы, представляющие собой источники частиц. Мы располагаем также ускорителями заряженных частиц, такими, как циклотрон или установки типа Кокрофта — Уолтона. Существуют также очень мощные источники нейтронов — ядерные реакторы. [c.120] Познакомимся теперь более подробно с методами получения изотопов. При этом будут представлять интерес, очевидно, лишь те методы, которые позволяют получать практически ощутимые количества того или другого изотопа. [c.120] Слова практически ощутимые , может быть, не дают исчерпывающего представления о постановке задачи. Следовало бы добавить, что существуют два масштаба получения искусственных изотопов. При облучении тех или иных элементов частицами, разогнанными до больших скоростей в ускорителях (главным образом в циклотронах) или же нейтронами из ядерных реакторов, мы получаем, как правило, настолько ничтожные количества изотопов, что их невозможно даже взвесить (10 г и меньше). Как мы увидим ниже, в силу ряда причин не представляется возможным увеличить эти количества. Тем не менее они оказываются вполне достаточными для выполнения важных научных исследований ке только в области физики или химии, но также в медицине и биологии. [c.120] Другой вид производства — это огромные массы нуклидов, получаемые при делении урана в реакторах. Промышленные реакторы имеют очень большие размеры, поэтому неудивительно, что выход некоторых нуклидов измеряется килограммами. Речь идет главным образом о различных изотопах иода, инертных газов (таких, как криптон или ксенон) и редкоземельных элементов (лантана, неодима, самария, прометия и др.). Следует заметить, что эти изотопы Б большинство спосм радиоактивны, что является важным обстоятельством с точки зрения их дальнейшего практического использования. [c.120] Познакомимся с вопросом определения эффективности ядерных реакций. Она определяется величиной, называемой эффективным сечением. [c.121] Представим себе, что мы стреляем из лука в яблоко (рис. 72). Издалека яблоко кажется нам просто цветным пятном. Если разрезать яблоко пополам, то площадь разреза будет равна площади нашей цели. [c.121] Совершенно аналогично можно мысленно поступить с атомным ядром. Пусть площадь сечения ядра плоскостью, проходящей через его центр, равна 5. Тогда при обстреливании ядра какими-либо частицами ядро должно представлять для них цель размером 5. [c.121] Однако в действительности это не так. Как мы знаем, для бомбардировки ядер используются разные частицы. Одни из них обладают зарядом, как, например, протоны. [c.121] Таким образом, ядра ведут себя так, как будто площадь-их сечений равна не 5, а больше или меньше этой действительной величины, которая для каждого вида ядер является постоянной. Понятие эффективного сечения ядра в том или ином превращении является очень удобным. Оно обозначается символом а. [c.123] Посмотрим теперь, какова величина о для различных ядерных реакций. Можно предполагать, что она не будет сильно отличаться от действительной площади сечения ядра. Диаметры ядер колеблются в пределах 10 — 10 см, а площади составляют, следовательно, 10 —10 см . Оказалось, что эффективные сечения имеют примерно тот же порядок. [c.123] За единицу эффективного сечения ядер принята средняя величина, примерно соответствующая площади сечения тяжелых ядер 1 барн—10 см . [c.124] Таким образом, эффективные сечения ядер в различных ядерных превращениях в большинстве случаев колеблются в пределах от 0,01 до 1 барн, хотя в отдельных случаях эффективные сечения бывают значительно меньше (0,0001 барн) и значительно больше (100 ООО барн). [c.124] Эффективные сечения ядер зависят, естественно, от вида частиц, используемых для бомбардировки, их энергии и величины заряда, а также от наличия сопутствующих реакций. В силу этих обстоятельств одна и та же частица может вызвать различные превращения. [c.124] Примеры типичных ядерных реакций приведены в табл. 1. [c.124] В ходе этих ядерных превращений выделяется или поглощается определенная энергия. По аналогии с химическими реакциями различают экзоэнергетические ядерные превращения, протекающие с выделением энергии, и эндоэнергетические превращения, при которых энергия поглощается. Следует заметить, что первый из этих двух видов ядерных реакций более распространен. [c.125] В процессе этой реакции выделяется громадная энергия, равная 17,26 Мэе. [c.125] Таким образом, на течение ядерных реакций оказывают влияние многочисленные и разнообразные факторы. Поэтому практическое значение имеют лишь те сравнительно немногочисленные реакции, течение которых не осложнено сопутствующими процессами и которые не требуют для своего осуществления частиц, обладающих слишком большой энергией дополнительным условием является приемлемое значение эффективных сечений. Короче говоря, рациональными оказываются прежде всего превращения, вызываемые нейтронами и дейтронами. [c.125] Что касается первого вида превращений, то заслуживают внимания в основном два типа реакций (п,у) и (п,р). Рассмотрим их более подробно. [c.125] Как видно, круг замкнулся, мы вернулись к исходному ядру. [c.126] Известно свыше 60 ядерных реакций типа (п, р). Интересен факт, что вновь образованные ядра, обладающие большими атомными номерами (свыше 35), при последующем распаде могут излучать не только электроны, но и позитроны. [c.126] Вернуться к основной статье