Распространенность - ядро
Cтраница 1
 |
Распространенность ядер на земном шаре ( по А. Е. Ферсману. [1] |
Распространенность ядер на земном шаре тесно связана с их устойчивостью, определяемой строением и составом ядер. Из табл. 15 видно, что 18 указанных в ней элементов составляют 99 68 вес. На долю всех остальных приходится лишь 0 32 вес. [2]
При сравнении состава первичных КЛ со средней распространенностью ядер во Вселенной обнаруживаются значительные различия. Они касаются прежде всего легких ядер ( Li, Be, В) распространенность которых в КЛ в - 10J раз выше, чем во Вселенной в целом. Ядер с Z20 в КЛ также значительно больше, чем в среднем во Вселенной. [3]
Магич, числа соответствуют наиб, выраженным максимумам распространенности ядер. [5]
Для поисков редких изотопов и установления верхних пределов распространенности гипотетических ядер были сконструированы специальные приборы. Экспериментально определенный изотопный состав элементов может быть использован для проверки гипотез о строении ядра, и точные таблицы распространенности изотопов жизненно необходимы ядерной физике. При рассмотрении разрешающей силы масс-спектрометра наложение, вызываемое пиком соседней массы, обычно выражают в процентах от высоты этого пика, причем наложение порядка 0 1 % считается удовлетворительным. Однако когда один пик значительно превосходит соседний по интенсивности, влияние наложения становится более заметным и чувствительность обнаружения малого пика будет определяться не чувствительностью регистрирующей системы, а скорее этим наложением. Хвосты, связанные с пиками, в обычном аналитическом масс-спектрометре асимптотически стремятся к нулю с обеих сторон пика. Большей частью они вызываются разбросом пучка положительных ионов при столкновении с нейтральными молекулами газа. Приборы с простой фокусировкой, используемые обычно для подобных определений, позволяют получить величину этого отношения ( чувствительность определения распространенности), равную 104для массы 100 при наинизшей величине рабочего давления. Один из путей повышения эффективной чувствительности определения распространенности заключается в концентрировании редких изотопов путем собирания положительных ионов с соответствующим массовым числом на одном масс-спектрометре и изучения концентрата на втором аналогичном приборе. Такие результаты были получены путем последовательного соединения двух магнитных анализаторов масс на специальном приборе, построенном для изучения редких изотопов. У щели коллектора первого анализатора ( дискриминирующая щель объединенной установки) ионы получают дополнительное ускорение и входят во второй анализатор. Необходимо отметить, что увеличение разрешающей силы на этой системе исчезающе мало. Первый такой прибор был построен Инграмом и Гессом [1011]; энергия ионов в первом анализаторе была равна 1500 зв, а во втором - 10 000 зв. Позднее Уайт и Коллинз 12162 ] построили установку, снабженную 20-ступенчатым электронным умножителем и очень чувствительным широкополосным детектором, что позволило получить высокую чувствительность определения распространенности. Единственный природный изотоп, открытый за последнее десятилетие, был обнаружен при его помощи [2163]; большое число элементов исследуется сейчас на наличие неожидаемых изотопов. [6]
 |
Отношение распространенностей некоторых изотопов в Солнечной системе. [7] |
Действительно, как видно из табл. 12.3, известные из наблюдений отношения распространенностей ядер изотопов С12, С13, N15, О17 и N14 оказываются близкими к рассчитанным в предположении, что эти изотопы образуются при стационарном протекании углеродного цикла. [8]
 |
Стандартная кривая распространенности нуклидов. [9] |
Это изотопы Se, Mo, Gd, La, Dy в др. элементов, к-рые оказываются в стороне от путей нейтронного захвата. Распространенность обойденных нуклидов примерно на два порядка меньше распространенности ядер, образующихся в процессах нейтронного захвата. Синтез обойденных ядер объясняют обычно ядерными реакциями с участием протонов р, у), ( Р, п) или слабыми взаимодействиями с участием нейтрино, возникающими при взрыве сверхновой. [10]
Было установлено, что большей распространенностью отличаются элементы, ядра которых содержат определенное число одинаковых частиц ( например, нейтронов) - 20, 50, 82, 126 - магические числа. Оказалось, что ядра с магическим числом нейтронов отличаются повышенной устойчивостью и инертностью по отношению к ядерным реакциям. Основной же путь образования тяжелых элементов - это захват нейтронов, осуществляющийся значительно легче других ядерных реакций в силу электронейтральности нейтронов. Отсюда естественна повышенная распространенность ядер ( а значит, и химических элементов), содержащих магическое число нейтронов. Так, кальций, в ядре основного изотопа которого содержится 20 нейтронов, является довольно распространенным элементом в природе. [11]
 |
Сравнение наблюдаемых. [12] |
Таким образом, исходное вещество, из которого впоследствии образовались звезды, должно было состоять практически из водорода и гелия. Весьма вероятно, что они образуются в ядерных реакциях фрагментации ( см. гл. Подтверждением этого являются данные табл. 12.4, из которой видно, что отношения распространенностей ядер изотопов 3Li6, 4Be9, 5В10 И, рассчитанные в предположении их образования космическими лучами, хорошо согласуются с наблюдаемыми. [13]
 |
Сравнение наблюдаемых. [14] |
Таким образом, исходное вещество, из которого впоследствии образовались звезды, должно было состоять практически из водорода и гелия. Весьма вероятно, что они образуются в ядерных реакциях фрагментации ( см. гл. Подтверждением этого являются данные табл. 12.4, из которой видно, что отношения распространенностей ядер изотопов 3Li6, 4Bee, 5B1 ( U, рассчитанные в предположении их образования космическими лучами, хорошо согласуются с наблюдаемыми. [15]
Страницы: 1