Изотопы урана

Практическое осуществление цепных реакций — не такая простая задача, как это выглядит на схеме. Нейтроны, освобождающиеся при делении ядер урана, способны вызывать деление лишь ядер изотопа урана с массовым числом 235, для разрушения же ядер изотопа урана с массовым [c.330]

Какое ядро образуется в результате альфа-распада ядра изотопа урана [c.346]

В том же 1939 г. установлено, что из двух основных изотопов урана и деление под действием медленных нейтронов испытывают лишь ядра изотопа Этот изотоп содержится в природной смеси изотопов урана в количестве только 0,714% (LP составляет 99,280% и — 0,00548%). [c.293]

Что касается управляемого цепного процесса, то его удалось осуществить значительно раньше (к концу 1942 г.) на естественной смеси изотопов урана. [c.382]

До последнего времени АЭС строились с расчетом на использование в качестве ядерного горючего изотопа Однако этот изотоп урана содержится в составе естественной смеси изотопов урана в количестве всего - -0,7%, причем для его выделения нужна весьма сложная и трудоемкая работа. Кроме того, энергозапас всего имеющегося на Земле изотопа примерно равен энергозапасу органического топлива, т. е. сравнительно невелик. Поэтому наиболее перспективными для развития атомной энергетики являются сверхмощные АЭС ( 1 ООО ООО /сет электрической мощности) с реакторами на быстрых нейтронах, в которых можно использовать в качестве горючего (содержащийся в естественном уране в количестве 99,3%) и торий . Особое значение реакторов такого типа, как известно, заключается не только в том, что они могут использовать мало- [c.406]

Простейшим ядерным превращением этого вида является реакция радиационного захвата нейтрона ядром урана с последующим (3-распадом образовавшегося изотопа урана [c.413]

Таблица 40. 13. Относительный /q h выход запаздывающих нейтронов в группах на один акт деления при делении изотопов урана и плутония тепловыми нейтронами [20]

Причины нестабильности трансурановых элементов. Последним стабильным элементом в периодической системе элементов, который существует в природе, является уран. Известно несколько изотопов урана. В природе встречается главным образом изотоп в смеси с небольшим количеством Изотоп служит горючим в ядерных котлах. [c.288]

Первый из трансурановых элементов-нептуний Np (Z = 93)-получен в 1940 г. при облучении урана дейтронами, ускоренными в циклотроне. В результате захвата ураном нейтрона, который первоначально входит в состав дейтрона, образуется изотоп урана Затем этот изотоп урана с периодом полураспада 23 мин испускает электрон и превращается в нептуний Np. Период полураспада Np равен 2,3 дня. Известны изотопы нептуния от Np до Np. Периоды полураспада изотопов нептуния варьируются в широких пределах, от 7,3 мин до 2,2-10 лет. Название нептуний исходит из аналогии с названием планеты Нептун, которая в Солнечной системе следует за планетой Уран. Получены весовые количества нептуния. [c.291]

Рис. 4.12. Асимметричные резонансные пики в зависимости от энергии сечения упругого рассеяния нейтронов на ядре изотопа урана 92U .

Даже в окрестности резонанса форма сечения может отличаться от брейт-вигнеровской (4.43). Это наблюдается в том случае, когда, например, наряду с резонансным рассеянием имеется большой фон нерезонансного рассеяния. Для примера на рис. 4.12 приведено сечение упругого рассеяния медленных нейтронов на ядре изотопа урана Асимметричная форма резонансных пиков есть [c.144]

В естественных условиях могут встречаться и некоторые сравнительно быстро распадающиеся радиоактивные ядра. Очевидно, что такие ядра могут постоянно существовать в заметных количествах только при наличии в природе процессов, восполняющих убыль этих ядер за счет их распада. Имеются два механизма таких процессов. Во-первых, короткоживущие изотопы могут возникать при распаде долгоживущих. Так, уже упомянутые нами изотопы урана, распадаясь, переходят в новые радиоактивные изотопы, времена жизни которых уже невелики. Другим постоянно действующим природным источником возникновения радиоактивных ядер служат ядерные реакции, вызываемые космическими лучами — потоками микрочастиц, падающих на Землю из космоса (гл. XII, 3, п. 8). В частности, наличие в земной атмосфере радиоактивного изотопа углерода обусловлено реакциями, вызываемыми космическими лучами. [c.208]

Рио. 9.7. Энергетический спектр N (Е) нейтронов, испускаемых при делении идра изотопа урана [c.488]

Рис. 10.2. Сечение деления изотопа урана нейтронами в зависимости от энергии

Интенсивность реакции деления сильно зависит от энергии нейтронов и от сорта ядер. Под действием пучка нейтронов достаточно высокой энергии (скажем, выше 100 МэВ) будут делиться практически все ядра, легкие, средние и тяжелые. Нейтронами с энергией в несколько МэВ делятся только достаточно тяжелые ядра, начиная примерно с Л = 210. Наконец, некоторые тяжелые ядра делятся нейтронами всех энергий, начиная с нулевых. Сюда относятся прежде всего изотопы урана 92 , изотоп плуто- [c.536]

Существенную роль для понимания процесса деления играет пятое слагаемое в формуле для энергии связи ядер, учитывающее эффект спаривания одинаковых нуклонов в ядре. Для уяснения роли этого слагаемого рассмотрим деление нейтронами изотопов урана 02 (0,7% в естественной смеси) и (99,3% в естественной смеси). Деление происходит соответственно через составные ядра ezU и возбуждение которых и следует рассматривать. [c.540]

Рис. 10.6. Распределение осколков деления ядра изотопа урана 62 по массовым числам Л По вертикальной оси отложена вероятность w появления осколков.

Как мы увидим в следующем параграфе, управляемая цепная реакция деления практически осуществима на трех различных изотопах. Это два изотопа урана и а также изотоп плутония Первый из этих изотопов имеется в природе, а остальные два можно изготовлять искусственно в промышленных масштабах. [c.565]

Захват нейтронов не участвующими в цепной реакции ядрами снижает интенсивность реакции, но может быть полезным в отношении образования новых ценных изотопов. Так, при поглощении нейтронов неспособными к цепной реакции изотопами урана [c.568]

Качество ядерного горючего определяется его доступностью и коэффициентом г]. В природе встречаются только три изотопа, которые могут служить ядерным топливом или сырьем для его получения. Это изотоп тория и изотопы урана и [c.568]

Естественную смесь изотопов урана можно обогащать изотопом Это обогащение (называемое разделением изотопов) является сложным и дорогим процессом из-за того, что химические свойства обоих изотопов почти одинаковы. Приходится пользоваться небольшими различиями в скоростях химических реакций, диффузии и др., возникающими вследствие различия масс изотопов. Цепную реакцию на практически всегда осуществляют в среде с боль- [c.569]

На практике крайне важен вопрос об осуществимости цепной реакции на естественной смеси изотопов урана, в которой на одно ядро приходится 140 ядер 92U . Покажем, что на естественной смеси медленная реакция возможна, а быстрая — нет. Для рассмотрения цепной реакции на естественной смеси удобно ввести новую величину — среднее сечение а поглощения нейтрона, отнесенное к одному ядру изотопа По определению [c.571]

Размеры блоков замедлителя и урана ограничены сверху тем, что расстояние от любой точки блока до его границы в уране должно быть меньше длины замедления УЧ, а в замедлителе—меньше длины диффузии L (см. гл. X, 4). Реально оказывается, что при оптимальном подборе блоков в гетерогенной среде реакцию осуществлять легче, чем в гомогенной, так как выигрыш за счет увеличения р с избытком компенсирует проигрыш за счет уменьшения /. Так, на естественной смеси изотопов урана гомогенную цепную реакцию можно осуществить только с самым высококачественным замедлителем — тяжелой водой. Но гетерогенная реакция на естественной смеси возможна и при использовании менее качественного замедлителя — графита, от факт сыграл решающую роль в возникновении ядерной энергетики, так как впервые управляемая реакция деления была осуществлена именно в уран-графитовой гетерогенной системе (Э. Ферми с сотр., 1942 И. В. Курчатов с сотр., 1946). [c.575]

Первые реакторы в основном работали на естественной или слегка обогащенной смеси изотопов урана и использовались для получения чистого ядерного горючего плутония из [c.586]

Датировка событий по трекам продуктов деления ядра изотопа урана основывается на том, что треки тяжелых ионов, возни- [c.658]

К основным делящимся материалам относятся изотопы урана (и зз, и ), тория (ТЬ2 2) и плутония (Ри ). Среди них изотопы и Рц239 расщепляются под действием как теп- [c.170]

Это участок спектра одного из изотопов урана сфотогрл [c.248]

Казалась естественной следующая интерг ретация наблюдаемого явления. При захвате нейтрона ядром урана образуется более тяжелый изотоп урана, который из-за избытка нейтронов является р-радиоактивным и испускает электрон, превращаясь в 93-й элемент (эзЭ). В свою очередь 93-й элемент, испустив электрон, может превратиться в 94-й элемент (94Э) и т. д. [c.358]

Кроме урана явление деления было обнаружено с помощью ионизационной камеры также для тория и протактиния. При этом заметили, что при окружении источника нейтронов и ионизационной камеры парафином эффект в случае урана усиливается, а в сл учае тория и протактиния остается неизменным. Отсюда можно было сделать вывод о том, что уран делится как быстрыми, так и тепловыми нейтронами, а торий и протактиний только быстрыми. Позднее (в 1940 г.), когда при помощи масс-спектрометра удалось получить небольшое количество разделенных изотопов урана и было показано, что тепловыми нейтронами делится изотоп а порог реакции деления и встречающихся в природе изотопов goTh и giPa равен примерно 1 Мэе . [c.362]

В качестве ядерного горючего в реакторах используются 92U , 94Pu23 , естественный уран, содержащий 99,3% изотопа 92U и 0,7% изотопа 92 , а также естественный уран, обогащенный 92 . Как уже упоминалось, 94Pu получается в ядерных реакторах, 92U235 и обогащенный уран —в процессе разделения изотопов урана, а 92U в реакции [c.387]

Кроме деления ядер под действием указанных механизмов возбуждения возможен процесс деления ядер без каких-либо видимых внешних воздействий на ядро. Такой процесс называют спонтанным делением ядер. Принято считать, что в невозбужденных ядрах (представляемых как маленькие капли) имеют место колебания с периодом 10 "—10 с и амплитудой 0,1—0,2 радиуса ядра. Наличие барьера деления сдерживает самопроизвольный развал ядра, однако после огромного числа колебаний барьер может оказаться случайно пройденным посредством туннельного перехода. Времена жизни ядер по отношению к спонтанному делению изменяются от 10 лет для изотопов урана и тория до миллисекунд для ядер с зарядом Z=104-Hl07. [c.1087]

Большинство радиоактивных ядер в природе не встречается, а может быть лишь синтезировано в лабораториях. Отдельные радиоактивные изотопы образуются в природе в результате различных ядерных реакций. Ядра со средним временем жизни, превышающим сотни миллионов лет, не успели распасться полностью за время, прошедшее с момента образования элементов окружающей нас части Вселенной. Таких очень долго живущих изотопов известно около двух десятков. Важнейшими из них являются а-активные изотоп тория 9oTh и изотопы урана 92U и Б качестве при- [c.207]

Начиная с массового числа 232, у тяжелых ядер вступает в конкуренцию новый процесс распада — спонтанное деление ). Сначала периоды полураспада по отношению к спонтанному делению очень велики. Так, для легчайшего из известных спонтанно делящихся ядер изотопа урана период полураспада по отношению к спонтанному делению равен 8-10 лет, а по отношению к а-распаду — 74 года. Однако для более тяжелых ядер периоды полураспада по отношению к спонтанному делению уменьшаются. Так, у изотопа калифорния 9вСР этот период равен 66 годам, а период полураспада по отношению к испусканию а-частицы 2,5 года, т. е. всего на порядок меньше. У одного из последних искусственных изотопов — элемента курчатовия (массовое число 260, атомный номер 104) — период полураспада по отношению к спонтанному делению равня- [c.221]

Эффект теней открывает принципиальную возмсшность прямого измерения времени протекания ядерных реакций. В качестве иллюстрации. этого утверждения рассмотрим эксперимент по измерению времени жизни составного ядра изотопа урана образующегося [c.462]

Делительная камера представляет собой ионизационную камеру (часто многослойную), электроды которой покрыты тонким слоем окиси UgOg изотопа урана Под действием нейтронов уран [c.519]

Р-распад, каждый акт которого превращает нейтрон в протон. И действительно, осколки деления являются интенсивнейшими Р-излучателями. Бета-распады часто сопровождаются -перехо-дами. Кроме того, около десяти у-квантов испускается во время самого акта деления. Поэтому ядерные реакторы являются мощными источниками р- и у-излучений. Во-вторых, перегруженность нейтронами может быть столь сильной, что во время деления или сразу же после него (обычно не позднее, чем через 5-10 с) испускаются нейтроны. Например, при каждом акте деления изотопа урана 82 - вылетает в среднем 2,5 нейтрона с энергиями от нуля до нескольких МэВ. Этот процесс приводит к размножению нейтронов. Существование процесса размножения делает возможным осуществление цепной реакции деления (см. гл. XI, 2). Небольшое количество нейтронов вылетает не в момент акта деления, а несколько позже. Эти нейтроны называются запаздывающими. Время запаздывания может доходить до нескольких минут. Происхождение запаздывающих нейтронов таково после одного или нескольких последовательных (3-распадов (на которые и уходит время запаздывания) ядро становится нестабильным по отношению к вылету нейтрона. Такое ядро мгновенно, т. е. за время порядка времени пролета, испускает нейтрон, Наличие запаздывающих нейтронов, несмотря на их ничтожное количество, важно для стабильности работы ядерных реакторов (см. гл. XI, 3). [c.542]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...