ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изотопия и радиоактивность редкоземельных элементов из "Проблема редких земель" Сначала мы вкратце остановимся на природных изотопах редкоземельных элементов. Здесь наша цель будет состоять лишь в том, чтобы нарисовать общую картину. Значительно больший интерес (на это мы обратим основное внимание) представляет радиоактивность лантаноидов. Основной тип ее — р-распад (испускание электронов, позитронов или так называемый электронный захват), но мы сразу отметим один весьма существенный факт редкоземельные элементы являются той областью периодической системы, где впервые начинает обнаруживаться а-распад. Ни у одного изотопа элементов, расположенных в таблице Менделеева до редкоземельного семейства, т. е. на участке от водорода (Z=l) до бария (Z=56), этот вид излучения, по-видимому, теоретически невозможен. [c.135] начнем с природных изотопов редкоземельных элементов. [c.135] Как элемент с четным зарядом ядра церий (Z=58) имеет большее число изотопов, нежели его нечетный сосед лантан. Ученые обнаружили в природе четыре изотопа церия с массовыми числами 136, 138, 140 и 142 преобладающим из них является Се (88,5%). [c.136] Нечетный празеодим (Z=59) состоит из одного единственного изотопа с массовым числом 141. [c.136] Мы пока пропускаем прометий (Z=-61), не имеющий ни одного стабильного изотопа ему будет посвящена следующая глава. Переходим к самарию (Z=62). Поскольку самарий — четный элемент, число его изотопов довольно велико — их семь. Наиболее распространен Smi (26,55%), содержания остальных изотопов отличаются друг от друга очень мало. Можно подметить любопытную закономерность если редкоземельный элемент имеет много (шесть или более) природных изотопов, то величины их распространенностей, как правило, отличаются друг от друга сравнительно мало. Природные изотопы самария имеют массовые числа, равные 144, 147, 148, 149, 150, 152, 154. оказывается а-активным, его период полураспада примерно равен 10 лет. Европий (Z = 63) имеет лишь два изотопа — Ец1 1 и Ен , содержание которых примерно одинаково. [c.136] У гадолиния (Z=64) снова оказывается семь изотопов (152, 154—158, 160). В наибольшем количестве содержится Gd (24,87%). [c.136] Тербий (Z=65) состоит из единственного изотопа с массовым числом 159. [c.136] Четный диспрозий (Z=66) располагает семью изотопами (156, 158, 160—164) наиболее распространен (28,18%). [c.137] За одиноким гольмием (Z=67), изотоп которого имеет массовое число 165, следует эрбий (Z=68) с шестью изотопами чаще всего встречается Eг (33,41%). [c.137] Тулий (Z = 69) опять одинок массовое число его единственного изотопа равио 169. Семь изотопов известно для иттербия (168, 170—174, 176), причем самый распространенный из них (31,84%). [c.137] Плеяда редкоземельных элементов заканчивается лютецием, который имеет два изотопа Lui (97,4%) и Lu (последний оказывается -активным с Т — —2-101 лет). [c.137] Таков перечень природных изотопов лантаноидов. На их примере лишний раз четко подтверждается правило четные элементы имеют значительно больше изотопов, чем нечетные. Отношение среднего числа изотопов редкоземельных элементов с четным зарядом ядра к среднему числу изотопов нечетных редкоземельных элементов составляет 6 1. Любопытно, что таким же является отношение суммарной распространенности четных лантаноидов к суммарной распространенности нечетных. [c.137] Интересно задаться вопросом, какие еще природные редкоземельные изотопы могут оказаться радиоактивными Несколько таких изотопов взято на подозрение уже к настоящему времени. В первую очередь, это Се , для которого предполагается а-излучение с периодом полураспада 5,1-101 дет. [c.138] Мы уже говорили, что редкоземельный континент открыл ученым свою очередную тайну — а-активность отдельных изотопов лантаноидов. Этот вопрос мы рассмотрим подробнее, а пока обратимся к искусственным радиоактивным изотопам редкоземельных элементов (табл. 18). [c.138] Как видно из табл. 18, рекордсменами по числу искусственно полученных радиоизотопов являются европий и прометий. Уже один тот факт, что ученым удалось получить 150 искусственных радиоизотопов редкоземельных элементов, говорит о больших достижениях ядерной физики. [c.138] Способы получения искусственных радиоактивных изотопов весьма разнообразны синтез в результате различных ядерных реакций, в которых бомбардирующими снарядами служат нейтроны, протоны, дейтроны или а-частицы, а мишенями — индивидуальные лантаноиды или их смеси. В значительном количестве изотопы редкоземельных элементов образуются при делении медленными нейтронами. Поэтому ядерные реакторы можно рассматривать как своеобразные фабрики изотопов лантаноидов. [c.140] Если же подвергнуть уран действию протонов с высокой энергией, то получаются фактически все известные редкоземельные изото-пы, но количественную оценку здесь дать пока трудно. Наконец, еще один путь получения изотопов лантаноидов — расщепление быстрыми протонами ядер тория, рения, вольфрама, тантала и гафния. [c.141] Радиоактивные характеристики с достаточной точностью определены для большинства изотопов редкоземельных элементов, но в ряде случев полученные данные сомнительны и противоречивы. Следует сказать, что при Р-распаде изотопов лантаноидов никаких заметных аномалий и отклонений нет. К иному выводу можно прийти, если рассматривать вопрос об а-активно-сти редкоземельных элементов. [c.141] Но эта вероятность тем больше, чем больше энергия а-частицы. С другой стороны, энергия а-частицы определяется энергией связи ее в ядре. Теоретические расчеты показывают, что такая энергия связи уменьшается с ростом заряда ядра, поэтому тяжелые ядра оказываются неустойчивыми по отношению к а-распаду. Уже давно было установлено, что вероятность а-распада весьма значительно зависит от Еа, а чем меньше вероятность, тем выше период полураспада. [c.142] Вернуться к основной статье