Трансурановые элементы

Примеры ядерных превращений

ПОД ДЕЙСТВИЕМ α -ЧАСТИЦ

Исторически первая ядерная реакция превращения азота в кислород:

или .

Ядерная реакция, в которой впервые были получены нейтроны:

.

ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПРОТОНОВ

Имея вдвое меньший по сравнению с α -частицами положительный заряд, протоны легче проникают сквозь потенциальный барьер внутрь ядра. Протоны, необходимые для ядерных реакций с энергиями получают с помощью ускорителей. Под действием протонов достаточно большой энергии могут идти ядерные реакции практически на всех ядрах. Например:

;

;

;

;

.

ПОД ДЕЙСТВИЕМ ФОТОНОВ

При облучении атомных ядер -фотонами последние вызывают реакцию выбивания нуклона из атомного ядра или ядерный фотоэффект. Такие реакции называют фоторасщеплением атомных ядер или фотоядерными реакциями:

;

.

ПОД ДЕЙСТВИЕМ НЕЙТРОНОВ

Нейтроны не испытывают кулоновского отталкивания, поэтому легко захватываются атомными ядрами, в результате получается либо стабильное, либо радиоактивное ядро. В зависимости от скорости нейтроны разделяются на две резко разделяющиеся группы: медленные нейтроны, скорость (энергия) которых равны скорости (энергии) теплового движения атомов, и быстрые нейтроны, скорость которых во много раз превосходит скорость теплового движения атомов. У медленных нейтронов длина дебройлевской волны больше радиуса ядра . Энергия не превышает 100 кэВ. Медленные нейтроны с энергиями 0,005 эВ до 0,5 эВ называются тепловыми нейтронами. При энергиях, меньших 0,005 эВ, различают холодные и ультрахолодные нейтроны.

Ядерные реакции с образованием заряженных частиц α и р происходят главным образом под действием быстрых нейтронов, приносящих в ядро достаточно большую энергию, необходимую заряженной частице для преодоления потенциального барьера и выхода ее из ядра. Медленные нейтроны вызывают реакции с образованием заряженных частиц лишь в легких и средних ядрах:

;

.

Наряду с такими реакциями большое значение имеют процессы захвата и неупругого рассеяния, результатом которого является сохранение того же ядра и образование одного нейтрона:

.

Из ядра вылетает не тот нейтрон, который захвачен ядром. Ядро-продукт оказывается возбужденным и переходит в нормальное состояние с излучением -кванта.

Благодаря ядерным реакциям была обнаружена возможность создания химических элементов, атомы которых имеют ядра, превышающие 92. Такие химические элементы называются трансурановыми (т.е. заурановыми).

Например, образование изотопа нептуния:

.

Ядро изотопа нептуния является β -радиоактивным:

.

Плутоний является α -радиоактивным:

.

Дата добавления: 2013-12-13