Sahifa 1 Radioaktivlik, radionuklidlar va nurlanish
Yüklə 1,17 Mb.
|
|
Sahifa 68
Shakl: 4. Parchalarning massa taqsimoti 235t t U ning o'z-o'zidan bo'linishi. Engil guruhning o'rtacha vazni amaliydir u ko'payib borayotgan massa bilan chiziqli ravishda o'sadi bo'linadigan yadro, o'rtacha og'ir guruhning massasi deyarli qolmoqda o'zgartirilgan (A-140). Shunday qilib, amaliy barcha qo'shimcha nuklonlar boradi engil parchalar. Z = 50 barqaror uchun yadrolari Z / A-0.4 (A = 125) ga to'g'ri keladi. Neytronga boy bo'linish parchalari bor 7JA -0.38 uchun (A = 132), ya'ni, yaqin 7 ta "ortiqcha" neytron. Shag'allarning og'ir guruhi chekkasida ikkilamchi sehrli yadro 132Sn ishlab chiqariladi (Z = 50, N = 82). Bu faqat barqaror konfiguratsiya ommaviy taqsimotning pastki uchini belgilaydi uzoq muddatli og'ir parchalar. Engil parchalar uchun bunday ta'sir yo'q. Mac yorug'lik qismlarining tarqalishi hatto bittasining maydoniga tushmaydi sehrli raqam N = 50 va qobiq ta'siriga zaif bog'liq. Bu og'ir shakllangandan keyin "qolgan" nuklonlardan hosil bo'lgan parcha. Yildan N / Z og'ir elementlar izotoplar uchun nisbati yuqori bo'ladi, davriy sistemaning o'rtasidagi barqaror izotoplardan ko'ra, spon Ushbu bo'linish neytronning chiqishi bilan birga keladi (uchun 2 dan 4 gacha turli xil yadrolar), va y-nurlanish va qo'shimcha ravishda bo'linish parchalari hosil bo'ladi haddan tashqari yuklangan neytronlar va bir qator D-parchalanishi. O'z-o'zidan bo'linishda ikkinchi darajali chiqarilgan son neytronlar neytron ta'siridagi de bilan solishtirganda bir oz kamroq bir xil yadroning bo'linishi (o'z-o'zidan 240Pu bo'linish uchun, Issiqlik ta'sirida bo'linish bo'lganda, bo'linishning 1 ta harakatiga 2,19 neytron neytronlar - 2.882 neytron). Bitta bo'linish natijasida chiqarilgan neytronlarning o'rtacha soni v bo'linadigan yadroning massa soniga bog'liq va ortib boruvchi Z bilan o'sib boradi. Agar uchun yadro 240Pu v = 2.2, keyin 252Cf v = 3.8 uchun. 252Cf ham etarli bo'lgani uchun tez parchalanadi (spontan bo'linishga nisbatan 7 \ / 2 = 85 l, ammo, aslida, uning umri parchalanish bilan belgilanadi va bo'ladi 2,64 L), keyin u neytronlarning kuchli manbai. Uning xususiyatlariga ko'ra: chiqarilgan energiya miqdori (200 MeV), parchalarning massa spektrining shakli, ikkilamchi soni va energiyasi taxtlar (bir zumda - bo'linish paytida chiqarilgan va kechiktirilgan - p - paknafla ortidan uchib chiqadigan parchalar) - o'z-o'zidan bo'linish o'xshash neytronlar ta'sirida og'ir yadrolarning bo'linishi. O'z-o'zidan bo'linishning maxsus turi - uch marta bo'linish, yilda unda ikkita parcha hosil bo'lishi nurning uchishi bilan birga keladi zaryadlangan zarracha (shuningdek, tezkor neytronlar va y-kvantlar). IN 95
aksariyat hollarda, bu uzoq masofali a zarracha o'rtacha energiya (~ 16 MeV) ishdan ko'ra taxminan 3 baravar yuqori og'ir yadrolarning parchalanishi. Bu deyarli nuklon tarkibiga bog'liq emas bo'linadigan yadro. Uch yadroli bo'linish ehtimoli kichik va u katta odatdagi bo'linish ehtimolligining o'ndan%. Kinetik energiya uch marta bo'linishda bo'laklar soni ikki marta bo'linishga qaraganda kamroq. Miqdor energiya ajratish ham kamroq (masalan, o'z-o'zidan paydo bo'lgan biznesda) 4 MeV da 252Cf). Fragmanlarning uch karra ommaviy tarqalishi bo'linishni hisobga olgan holda, er-xotin bo'linish uchun taqsimotga yaqin yorug'lik zarrachasining massasi uchun tuzatishlar. Massa va zaryad taqsimoti yorug'lik zarrachalari taxminan uch barobar bir xil transuranium elementlari, ammo bo'linadigan yadroning Z2 / A ko'payishi bilan yoshi kattaroq massa zarralari hosil bo'lishining nisbiy ehtimoli eriydi. Uch qismli bo'linish tasvirning asosiy manbai hisoblanadi yadro reaktorlarida tritiy. Ta'sir ostida 235U yadrolarining bo'linishida termal neytronlar, 104 ta bo'linish hodisasida bitta 3H yadrosi hosil bo'ladi. 4.2. Ekzotik parchalanish turlari 20-asrning so'nggi yigirma yilligida yangi turlari kashf etildi sun'iy izotoplarning parchalanishi, ular kamdan-kam holatlari sababli hali ham davom etmoqda "ekzotik" deb nomlanadi. Hozirgi vaqtda yemirilishning asosiy turlaridan tashqari: Alfa yemirilish: alfa-zarrachalar (geliy ionlari, 24He), beta yemirilish, P (emissiya) elektron oqimi, e "+ antineutrino; pozitron emissiyasi, e + + her trino; elektronni olish, rentgen nurlanishi), izo o'lchovli o'tish (gamma kvantining emissiyasi, y) bunday turdagi irqlar ma'lum pada, protonlarning erdan chiqishi yoki izomeriya holati sifatida, sustlashgan parchalanish (sustlashgan alfa zarralari, sustkashlik protonlar, kechiktirilgan neytronlar, bo'linish kechikishi, kechikishlar ikki neytronning kechiktirilgan emissiyasi, uchtaning kechiktirilgan emissiyasi neytronlar, kechiktirilgan ikki proton emissiyasining kechikishi tritonlar emissiyasi), izomerik yadro holatidan bo'linish, 14 23 24 26 28 o'ttiz sterik radioaktivlik (C, F, Ne, Ne, Mg, Mg, 32Si, 34Si va boshqalar), to'liq ionlashgan atomlarning parchalanishi va ikki baravar ko'payishi neytrinolsiz beta parchalanishi. Chirishning yangi turlarini kashf etishda muhim rol o'ynagan radioaktiv yadrolarning nurlari. Ilgari, yangi elementlarni katta tezlikda sintez qilish tadqiqotchilar barqaror izotoplardan foydalanishdi, chunki qisqa muddatli radionuklidlarni etarlicha katta miqdorda to'plash mumkin emas xususiyatlari. Ushbu qiyinchilik ikkita dasturiy ta'minot yordamida bartaraf etildi ketma-ket tezlatgichlar: birinchi tezlatgichdagi barqaror ionlar yuqori energiyalarga (100 MeV ^ 10 GeV) qadar tezlashadi va ularga yo'naltiriladi nishon, parchalanish reaktsiyalari nishonda paydo bo'ladi, buning natijasida ko'plab mahsulotlar, shu jumladan radioaktiv moddalar hosil bo'ladi yadrolari. Qaytish energiyasi tufayli ushbu mahsulotlar maqsaddan chiqarilgan. 96
Massa va energiya bilan ajratilgandan so'ng kerakli radionuklid kiradi ikkinchi tezlatgichga kiradi, u erda u yuqori energiyaga tezlashadi va tushadi ikkinchi nishon. Bunday sxema yadro fizikasi sohasida juda ko'p ishtirok etgan ko'proq miqdordagi izotoplar kuchli neytronni sintez qilishga imkon yaratdi kundalik yoki neytron tanqisligi bo'lgan yadrolar, ularning ko'plari duch kelgan Parchalanishning ekzotik turlari mavjud. P-parchalanish energiyasi bo'lgan holatlarda aniqlandi qiz zaharidagi neytron, proton yoki a-zarrachaning bog'lanish energiyasini oshiradi pe (p-parchalanish mahsuloti), kompleks radioaktiv bo'lish ehtimoli mavjud th transformatsiyasi: hayajonlangan holatda yadro hosil qiladi, bunday emas sekin "kechiktirilgan" neytron, proton yoki a-zarrachani chiqaradi. Proton radioaktivligi - bu o'z-o'zidan parchalanish orqali kirib boruvchi proton emissiyasi bilan taxt etishmayotgan yadrolar Tunnel effekti orqali kulon elektrostatik to'siq. Ushbu turdagi parchalanish zaryad va massa sonining kamayishiga olib keladi birlik. Proton va ikki protonli radioaktivni kuzatishda qiyinchiliklar ikki omil tufayli: qisqa (boshqalarga nisbatan) radioaktivlikning turlari) umr bo'yi p- va 2 /> - radioaktiv yadrolari va ulardagi neytronlarning kuchli tanqisligi. Bunday nuklidlarni olish faqat parvoz bilan birga bo'lgan yadroviy reaktsiyalarda mumkin juda ko'p miqdordagi neytronlar va shuning uchun ehtimol. Proton radioaktivligining to'rt turi mavjud: 1) emissiya hayajonlangan qiz yadrolari tomonidan kechiktirilgan protonlar (ZP), vol yadrolarning P-parchalanishi formed +) yoki elektronni olish natijasida hosil bo'lgan bu; 2) energiya hayajonlangan taqdirda paydo bo'ladigan izomerlarning protonli parchalanishi izomerni inkor etuvchisi protonning bog'lanish energiyasidan oshib ketadi; 3) proton yemirilishi parchalanishga o'xshash asosiy holatdagi yadrolar; 4) to'yingan protonlar, yadrolar, hatto Z da ham, protonlarning juftligi tufayli bir vaqtning o'zida ikkita proton chiqarib beqaror bo'lib qoling. Taxminan harakatlanayotganda protonni ajratish energiyasining pasayishi protonli izotoplar diapazoni radioaktivlikni ta'minlaydi protonlarning chiqarilishi bilan parchalanadi. Asl yadro (Z, N) ichida Natijada p + -pacnafla yoki e-capture yadroga aylanadi (Z-1, N + 1). Agar yadroning qo'zg'alish energiyasi E (Z-1, N + 1) ning bo'linish energiyasidan katta ohang Bp, keyin yadroning qo'zg'algan holatining parchalanish kanali (Z- 1, N + 1) proton emissiyasi bilan. Kechiktirilgan protonlarning chiqishiga misol 17 Ne P +> 17F *> 16O + p (29) Bugungi kunga qadar 100 dan ortiq ZP emitentlari ochilgan, eng ko'pi eng osoni 9 C (T1 / 2 = 0,13 s), eng og'iri 183 Hg (T1 / 2 = 8,8 s). Ve T1 / 2 yuzi 8.910-3 s (130) dan 70 s (94Rh) gacha. U opre parchalanish proton bo'lganligi sababli, dastlabki yadroning P-parchalanish davri bilan bo'linadi oraliq yadroning beqaror holatlari vaqtlarda paydo bo'ladi 97
t ~ 10-14 ^ 10-16 s. Protonli izomer 53mCo (hozirgacha yagona), 54Fe (p, 2u) 53So reaktsiyasida olingan, 7 \ / 2 = 247 ms bilan proton chiqaradi £ = 1,59 MeV. Bu erda protonlarning emissiyasi izomerik ko yakuniy yadro hosil bo'lishi bilan 3,19 MeV energiya bilan 53mCo yadro holati 52 Fe asosiy holatida. Izomeriya holatidan parchalanishning asosiy turi p + yemirilishdir. Lavozimi - 53mCo yadrosining tron parchalanishiga juda katta ruxsat berilgan, chunki p + -butilish natijasida 53Fe yadrosi nisbatan "oynaga o'xshaydi" 53Co. Protonlarning emissiyasi bilan parchalanish ulushi 1,5% ni tashkil etadi, bu unga mos keladi qisman yarim umrga 16 s ga to'g'ri keladi. Kuchli neytron etishmaydigan yadrolar uchun proton parchalanib ketgan yangi davlat RFP emissiyasidan ko'ra ko'proq ehtimol. Spa ta'siri tufayli Dastlab protonlar uchun g'alati yadrolarda mumkin bo'ladi. Protonning zaif faolligi birinchi marta 96Ru bilan nurlanish paytida kuzatilgan nur 32S. Bunga misol qilib asosiyning protonli radioaktivligini keltirish mumkin lutetsiya-151 va tulium-147 holatlari. Hozirda kashf etilgan bo ushbu kanal bo'ylab asosiy holatdan parchalanadigan 30 dan ortiq izotop lu. 151Lu birikma hosil bo'lishi bilan kechadigan reaktsiya natijasida hosil bo'ladi yadrolari 154Hf: (o'ttiz) 28 Ni + 96Ru ^ H f ^ L u + p2n 151Lu T1 / 2 = 85 ms davri bilan parchalanib, protonlarni chiqarib tashlaydi energiyasi 1,19 MeV. Parchalanish sxemasi: 171Lu ^ 157oYb + p. (31) Hattoki yanada muhim neytron tanqisligi bilan Protonlarning juftligi tufayli Z yadrolari nazariy jihatdan mumkin tonna juftlik. Ushbu hodisa hali kashf qilinmagan. PA ning emissiya sxemasi kechiktirilgan ikki protonning dionuklidi shakl. 23. shundaymi? p + - parchalanish yoki elektronni olish natijasida yadro (Z, N) yadroga aylanadi (Z-1, N + 1). Agar yadroning qo'zg'alish energiyasi E * (Z-1, N + 1) bo'lsa protonni ajratish energiyasidan ko'proq, keyin parchalanish kanali ochiq. proton emissiyasi bilan yadroning berilgan holati (Z-1, N + 1). Kechiktirilgan protonlarning chiqishiga misollar: 17 Ne - & + ^ 17F * V 6 O + p (32) 22Al (T = 70 ms) P +, 2 -%> 22Mg -> 22Al (33) Ikki protonli radioaktivlikning sababi juftlikdir spinli qarama-qarshi yo'naltirilgan protonlarning yadrosi ~ 2 MeV energiya chiqarish bilan berilgan. Buning natijasida emissiya bir vaqtning o'zida yadrodan bir juft proton kamroq talab qilishi mumkin ularni bir-biridan ajratish uchun talab qilinadigan energiya. Ba'zan haqida jarayon energiya chiqishi bilan ham davom etadi (va> 10-12 sekundgacha), keyin, 98
bitta protonning chiqishi, aksincha, qanday talab qilishi mumkin energiya. Hozir hayajonlangan holatning ikki protonli parchalanishi ma'lum 13N (p, y) reaktsiyada hosil bo'lgan yadro 14O (7,77 MeV). Neytronning emissiyasi qo'zg'alish energiyasi qadar bo'lganida sodir bo'ladi qora yadro neytronning bog'lanish energiyasidan oshib ketadi. Bundan tashqari, katta soni bittaga kamayadi. Kechikish emissiyasining misoli neytronlar: Beta parchalanishi hayajonlangan holda yadrolarning paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin neytronlarni ajratish energiyasidan kattaroq energiyaga ega bo'lgan holatlar. Bularning parchalanishi holatlar neytron emissiyasi bilan yuzaga kelishi mumkin. Asoslardan chirish neytronlar chiqaradigan holat hali kuzatilmagan, ammo kechiktirilgan neytronlarning chiqarilishining ko'plab holatlari mavjud yangi Keling, kechiktirilgan neyronlarning emissiya jarayonini misol yordamida ko'rib chiqaylik parchalanish darajasi 37 Br. P-parchalanishida 87Br, parchalanishning 30% asosan olib keladi 87Kr holati, 70% - yadrolarning hayajonlangan holatlariga. Natijada hayajonlangan yadrolarning ba'zi parchalanishi, energiyasi bo'lgan yadrolar hosil bo'ladi, qizidagi eng periferik neytronning bog'lanish energiyasidan oshib ketadi nuklidda 36 Kr. Shuning uchun bu holatdagi yadro chiqishi mumkin neytron va 86 Kr ga o'tish mavjud. Juda xursand bo'lgan co 37 Kr yadrosidagi holatlar juda qisqa umr ko'rishadi neytron emissiyasi bilan yarim umr deyarli yarim umrga teng ota-onaning yemirilishi 87Br. Shuning uchun, bu holatda, ular kechikish haqida gapirishadi neytronlar. Ayni paytda 150 emitent uni kechiktirishi ma'lum. taxtlar Masalan, nLi (7 \ / 2 = 0,009 s), 13B (7 \ / 2 = 0,0174 s), 17N 2, 3 va hattoki 4 ta neytron emissiyasi bilan parchalanish kuzatiladi. Masalan, bo'ladi bir, ikki va uchta kechiktirilgan neytronlarning uchirilishi kuzatilmoqda nLi yadrosining p-parchalanishida. Ushbu yadroning p-parchalanish energiyasi 20,6 MeV, bu bir (0,503 MeV), ikkitasini ajratish chegaralaridan oshadi (7.32 MeV) va nBe yadrosidan uchta (8.9 MeV) neytron. 7Hda juda ekzotik parchalanish kanali sodir bo'ladi: Kechiktirilgan alfa zarrachalarining chiqishi tabiat orasida kuzatiladi masalan, 212mPo va 214mPo radioaktiv izotoplari, Ushbu izotoplar nafaqat hayajonlangan, balki asosiy hamdir yadrolarning holati a-faol bo'lib chiqadi, keyin a-parchalanish har doim bo'ladi p-parchalanish va hayajonlangan p-parchalanish mahsulotlarining hosil bo'lishi ortida zarbalar (34) 7mH e ^ 4He + 3n. (35) 212 Bi - ------> 212m P o> 208 Pb + a (36) 99
o'zini a-zarralar energiyasining ko'payishida namoyon qiladi. Juda kech a-zarralar uzoq masofa deb ataladi (masalan, £ a = 11,7 212mPo uchun MeV). 212mPo va 214mPo kabi og'ir yadrolarda parvoz hatto uzoq davom etadi a-zarrachalarning p-parchalanishidan keyin bir zumda emas, keyin sodir bo'ladi "Radioaktiv" buyurtma vaqtlari soniya Emissiya uzoq kechikishi butunlay uzunlik bilan belgilanadigan a-zarralarning oqishi oldingi p-parchalanish intensivligi o'pka uchun ham kuzatiladi haqida haqida ll l l yadrolari, masalan, Li, B, Na, Al (turdagi parchalanish Yüklə 1,17 Mb. Dostları ilə paylaş:
|