ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Строение атомных ядер и ядерные процессы из "Химия" в котором сосредоточены почти вся масса атома и весь его положительный заряд (стр. 31), является основой каждого атома (Резерфорд). [c.63] С открытием изотопии была окончательно установлена возмо -ность колебания величины атомной массы у одного и того же элемента в пределах нескольких единиц. Например, у атома водорода атомная масса может принимать значения 1, 2, 3, а у атома РЬ — от 81 до 97 и т. д. [c.63] Таким образом, при изучении ядер атомов мы не можем пользоваться понятием средней атомной массы элемента, которая представляет собой среднюю взвешенную величину из атомных масс изотопов данного элемента, и характеризуем каждое ядро двумя величинами Z — заряд ядра или порядковый номер элемента, М — массовое число или атомная масса изотопа. [c.63] Радиоактивный распад элементов и, На, Ас (Беккерель, Пьер и Мария Кюри) и закон сдвига (Фаянс и Содди) при а- и Р-распаде отчетливо показали, что ядро любого радиоактивного элемента состоит из еще более элементарных частиц и явление радиоактивности есть результат перестройки ядер, сводящийся к изменению числа и характера частиц, входящих в состав ядра (нуклонов). [c.63] В 1932 г. советские физики Д. Д. Иваненко и Е. Н. Гапон и независимо от них немецкий физик Гейзенберг предложили протоннонейтронную теорию строения ядра, отвергая наличие в ядре электронов, как это предполагалось прежде для объяснения явления изотопии. [c.63] В настоящее время число известных элементарных частиц, принимающих участие в ядерных процессах, значительно возросло, но мы не будем рассматривать подробно все известные свойства ядер и поэтому можем ограничиться пятью частицами (табл. 18). [c.64] Ядра с одинаковым Z или числом протонов ф являются изотопами, так как они занимают одно и то же место в периодической системе, а ядра, обладающие одинаковым массовым числом М — изобары, т. е. частицы с одинаковой массой, но с разными 2. Ядра, обладающие одинаковым числом нейтронов, называются изотонами. [c.64] На самом деле эти процессы проходят более сложно с участием к других частиц (нейтрино), которые в нашем кратком изложении мы не рассматриваем. [c.65] Электрон, захватываемый протоном, может входить в состав данного атома, находясь на ближайшем к ядру уровне — К, отсюда этот тип ядерного процесса получил название /С-захвата. [c.65] изучая вероятность /(-захвата электрона ядром, показал что при Z 140 вероятность захвата электрона равна 1, т. е. при Z 14u атом уже существовать не может, так как ядро будет понижать свой положительный заряд. [c.65] Естественные радиоактивные элементы, в результате распада которых получаются стабильные изотопы свинца, можно объединить в три ряда ряд актиния, ряд тория и ряд урана. [c.65] Период полураспада служит мерой интенсивности распада радиоактивного элемента и меняется для разных ядер в очень широких пределах, как это видно из табл. 19. [c.66] Энергии, выделяющиеся при перестройке ядер, колоссальны и сейчас используются в ядерной энергетике. В СССР работают несколько АЭС — атомных электростанций АЭС советской конструкции построены и для других стран ГДР, Финляндии, Югославии и др. [c.66] Ядерные реакции и синтез трансурановых элементов представляют собой ядерные процессы, осуществляемые и управляемые человеком. Основной метод возбуждения ядерных реакций осуществляется по схеме частица ядро-мишень- новое ядро, новые частицы. [c.66] Частицы, которыми бомбардируют ядра -мишени, подвергаются предварительно разгону в различных ускорителях (циклотрон, синхрофазотрон и др.). Наиболее часто используются а-частицы и дейтроны, у которых отношение массы к заряду равно 2, реже используют протон Н, у которого отношение массы к заряду равно 1 и поэтому накопление энергии в этом случае относительно меньше. Иногда пользуются ядрами других элементов, которые могут накопить очень большое количество энергии. Соотношение энергий частиц при одинаковых условиях ускорения их в магнитных и электрических полях циклотрона таково протон — 1,0 МэВ, дейтрон — 20 МэВ, х-частица — 40 МэВ, а ядро атома азота уЫ—140 МэВ. [c.66] При взаимодействии ядра с нейтроном и другими частицами очень важной характеристикой является поперечное сечение захвата, которое определяет вероятность процесса. Поперечное сечение а измеряется в барнах (1 барн — 10 см ) и зависит от энергии движущейся к ядру частицы. [c.67] Выделяющиеся в этом процессе нейтроны могут вызвать деление следующих ядер. Процесс деления ядер сопровождается громадным выделением энергии, которая может быть использована как для атомной энергетики, так и для производства ядерного оружия. [c.67] Использование радиоактивных изотопов позволило очень эффективно решить ряд физических проблем и открыть новые явления. Так, например, изучение процессов диффузии в твердых телах было затруднено необходимостью послойных анализов, что, по существу, приводило к разрушению системы. Введение радиоактивного изотопа позволяет непрерывно вести наблюдение за процессом, определяя изменение концентрации во времени измерением радиоактивного излучения. [c.68] Более того, был открыт процесс самодиффузии, т. е. миграции атомов в кристаллах металла, которую вообще каким-либо другим путем определить нельзя. [c.68] Методика меченых атомов широко используется в металлургии, контролируя переход компонентов и их распределение в процессе плавки металла и его термической обработки. [c.68] Вернуться к основной статье