Бомбардировка - уран
Cтраница 2
Первые попытки получения трансурановых элементов относятся к 1934 - 1935 гг., когда Ферми вместе со своими сотрудниками попробовал получить их путем бомбардировки урана нейтронами. [16]
Следы нептуния были получены Макмилланом и Абелсоном, а плутония - Сиборгом, Макмилланом, Кеннеди и Уолом в 1940 г. при бомбардировке урана. Оба элемента получаются в достаточных количествах из тепловыделяющих элементов урановых ядерных реакторов. Но в больших масштабах производится только плутоний, который используют как ядерное горючее, так как, подобно 235U, он подвергается делению; его ядерные свойства, по-видимому, препятствуют возможности использования его в водородных бомбах. Более тяжелые элементы получаются последовательным захватом нейтронов плутонием-239 в реакторах с высокими потоками нейтронов ( 1014 нейтрон / см2 - сек); следы этих элементов можно получить при бомбардировке изотопов Pu, Am или Cm тяжелыми ионами В, С, N, О или Ne. Современные обширные сведения об актинидах в целом ( как и о многих других элементах, образующихся в результате деления ядер или используемых в ядерной технике) являются прежде всего результатом работ в области ядерной энергии. [17]
Первые трансурановые элементы были получены сравнительно недавно, а именно в 1940 г. При этом использовались в основном два метода: бомбардировка урана нейтронами или бомбардировка урана альфа-частицами. [18]
Нептуний ( neptunium) - первый трансурановый элемент ( порядковый номер 93), полученный в мае 1940 г. Мак-Милланом и Абельсоном в Калифорнийском университете путем бомбардировки урана UJ38 дейтонами. Название элементу дано по имени Нептуна - планеты, следующей за Ураном. [19]
Плутоний ( plutonium) - второй трансурановый элемент ( порядковый номер 94), полученный в конце 1940 г. Сиборгом, У о л-лом и Кеннеди в Беркли ( Калифорния) при бомбардировке урана с помощью циклотрона Лауренса. Название элементу было дано Сиборгом по имени планеты Плутона. [20]
Первые новые искусственные элементы нептуний и плутоний, названия которых, как и уран, происходят от названий соответствующих планет, были получены в 1940 г. Мак-Милланом и Абельсоном, а также Сиборгом, Мак-Милланом, Кеннеди и Уолом соответственно при бомбардировке урана пучком частиц на циклотроне в Беркли. [21]
Было также обнаружено, что как быстрые так и тепловые нейтроны могут вызвать деление плутония. Запаздывание в испускании нейтронов при бомбардировке урана медленными нейтронами было точно измерено. Было обнаружено, что примерно 1 / нейтронов, испускаемых при делении урана, запаздывает во времени относительно деления не менее чем на 0 01 сек. Это запаздывание используется в управляемой реакции. [22]
В ходе исследования различных ядерных реакций было установлено, что ядра некоторых тяжелых элементов способны делиться. В 1939 г. было обнаружено, что при бомбардировке урана нейтронами происходит деление ядра на два новых, причем процесс сопровождается вылетом вторичных нейтронов и выделением колоссальной энергии. [23]
То, что этот изотоп сравнительно стабилен, делает его особенно пригодным для исследования химических свойств нептуния. Два новых элемента с атомными номерами 95 и 96 были получены в 1945 г. при бомбардировке урана, А 238, и плутония, Л 239, а-частицами с энергией в 40 MeV, полученными в 1 5-метровом берклеевском циклотроне. Работа на циклотроне была выполнена Гамильтоном и его сотрудниками, а идентификация новых элементов с атомными номерами 95 и 96 и исследование их химических свойств методом носителей были выполнены Сиборгом, Джемсом, Морганом и Гиорсо. [24]
Для частиц приняты обычные обозначения: а-альфа-частица, d - дейтрон, р-протон, Y-гамма-квант. Запись реакции получения Re188: U ( a, 19 54a) указывает на то, что при бомбардировке урана a - частицами высокой энергии наряду с Re188 получаются какие-то частицы, идентификация которых не проведена. [25]
Микроколичества элементов 95 ( америций, Am) и 96 ( кюрий, Cm) были получены в циклотроне при бомбардировке урана и плутония а-частицами с энергией 40 - 44 MeV. [26]
 |
Энергия связи ядер элементов как функция массового числа. [27] |
По мере увеличения атомного веса элементов, начиная приблизительно с атомного веса, равного 60, энергия связывания начинает постепенно снижаться, как это показано на рис. 8.1. Расщепление тяжелого ядра на два ядра среднего атомного веса обязательно должно сопровождаться увеличением общей энергии связывания. Среди тяжелых элементов, образующихся при бомбардировке урана нейтронами, были обнаружены различные изотопы элементов среднего веса: бария, технеция, криптона и ксенона. Вскоре после публикации этих данных Ганом и Штрасс-маном ( 1939) стало ясно, что деление ядра может служить новым источником энергии. [28]
Нобелевская премия по химии была присуждена Гану в 1945 г. за 1944 г. ( см. также примечание 7 к док. Чтобы завершить тему Гана, столь причудливо преломившуюся в зеркале реалий Советского Союза предвоенных месяцев 1941 г., кратко рассмотрим историю открытия, удостоенного престижной награды. Штрасманом обнаружил в 1938 г., что при бомбардировке урана нейтронами начинают выделяться ядра щелочноземельных элементов, в частности ядра бария. [29]
В результате дальнейшей работы удалось установить, что продуктами бомбардировки урана нейтронами в действительности являлись радиоактивные изотопы более легких элементов; это были образовавшиеся в процессе деления радиоактивные изотопы бария, лантана, иода, теллура н молибдена. [30]
Страницы: 1 2 3