www.wikidata.uk-ua.nina.az

Захоплення нейтронів Захо плення нейтро нів нейтро нне захо плення вид ядерної реакції у якій ядро атома з єднується з н

Захоплення нейтронів

Захо́плення нейтро́нів (нейтро́нне захо́плення) — вид ядерної реакції, у якій ядро атома з'єднується з нейтроном й утворюється важче ядро: (A, Z) + n → (A+1, Z) + γ.

Нейтрон може наблизитися до ядра навіть маючи кінетичну енергію, близьку до нуля, оскільки він електрично нейтральний і на нього не діють сили електричного відштовхування (на відміну від позитивно зарядженого протона, який спочатку має подолати високий потенційний бар'єр, для чого потрібна велика кінетична енергія).

Дочірнє ядро Редагувати

У результаті реакції захоплення нейтрона утворюється важчий ізотоп того ж елемента, як правило, у збудженому стані. Збудження зазвичай знімається випромінюванням одного або кількох гамма-квантів з переходом ядра до основного стану; у важких ядер можливий поділ. Утворене в результаті нейтронного захоплення ядро ​​може бути як стабільним, так і радіоактивним. Наведена радіоактивність внаслідок нейтронного опромінення (зокрема, в ядерних реакторах) є значним джерелом радіоактивних відходів.

Перетин захоплення нейтронів ізотопами 157Gd та 10B залежно від енергії нейтрона

Перетин захоплення Редагувати

Типові перетини захоплення теплового нейтрона ядрами становлять близько 1 барна (що близько до геометричного поперечного перерізу ядра), однак для деяких нуклідів спостерігаються відхилення на кілька порядків як у бік збільшення, так і зменшення перетину захоплення. Наприклад, для ядра бору 10B перетин захоплення теплових нейтронів становить 3840 барн, а найбільший переріз захоплення теплових нейтронів — сотні тисяч барн — має ізотоп гадолінію 157Gd. Перетин захоплення швидких нейтронів значно менший; зі зростанням енергії нейтрона перетин зменшується обернено пропорційно його швидкості. Однак досить часто трапляється, що для певних енергій нейтрона переріз захоплення нейтрона ядром має різко виражений максимум.

Застосування Редагувати

Внаслідок захоплення нейтрона ядрами урану-235 утворюється короткоживуче ядро урану-236, яке розпадається на дві частини:

У результаті таких реакцій вивільняються додаткові нейтрони з енергією від нуля до 7 МеВ (здебільшого утворюються нейтрони з енергією в діапазоні 105–107 еВ), які можуть призводити до поділу інших ядер. Таким чином реакція може набувати ланцюгового характеру, що застосовується в ядерних реакторах та ядерній зброї.

Однак природний уран містить невелику частку ізотопу-235 (близько 0,7%), а основну його частину складає ізотоп-238. Для поділу ядер урану-238 потрібні нейтрони з енергією не менше 1,8 МеВ. Нейтрони з енергією менше 1 МеВ поглинаються ядрами не викликаючи їх поділу. Утворене ядро урану-239 зазвичай зазнає двох бета-розпадів та перетворюється на плутоній-239:

Утворений ізотоп плутонію-239 подібно до урану-235 також поділяється як повільними, так і швидкими нейтронами, а тому використовується в ядерних технологіях аналогічно урану.

Захоплення нейтронів застосовується в нейтронно-активаційному аналізі: досліджувана речовина опромінюється нейтронами, після чого визначається кількість радіоактивних ядер, які утворилися в результаті захоплення, що дає інформацію про склад речовини[джерело?]. Перспективним методом лікування онкологічних захворювань є доставка в пухлину стабільних ізотопів з великим перетином захоплення нейтрона (10B, 157Gd), які після опромінення тепловими нейтронами перетворюються на радіоактивні ізотопи й руйнують клітини.

Нуклеосинтез Редагувати

Первинний нуклеосинтез Редагувати

Протягом перших декількох хвилин після Великого вибуху всі нейтрони, що утворилися в результаті баріогенезису, були або захоплені протонами (з утворенням дейтронів), або розпалися. Вимірювання поширеності легких ядер (дейтерію, гелію, літію) дозволяють досліджувати цей період раннього Всесвіту.

Зоряний нуклеосинтез Редагувати

Нейтронне захоплення важливе для нуклеосинтезу елементів у зорях. Початковим елементом зазвичай є ізотоп заліза 56Fe. Виділяють 2 види процесів: повільний s-процес, коли утворене радіоактивне ядро встигає розпастися, перш ніж буде захоплено наступний нейтрон, і швидкий r-процес, коли утворені внаслідок захоплення нестабільні ядра встигають до розпаду захопити наступний нейтрон. Умови перебігу таких реакцій вивчає астрофізика.

  • s-процес, або повільний процес захоплення нейтронів, — процес утворення важчих ядер із легших шляхом послідовного захоплення нейтронів під час якого нестабільні ядра розпадаються перш ніж приєднається наступний нейтрон. Характерний час перебігу s-процесів набагато більший періоду β-розпаду, тому до них залучаються або стабільні ядра, або радіоактивні ядра, які мають дуже великі періоди напіврозпаду.
  • r-процес, або швидкий процес захоплення нейтронів, — процес утворення важчих ядер із легших шляхом послідовного захоплення нейтронів в ході реакцій. Захоплення нейтронів триває доти, доки темп захоплення нейтронів вищий, ніж темп розпаду ізотопу. Потім ядро зазнає β-розпаду, утворюється ядро наступного елемента й захоплення нейтронів триває далі[джерело?].

Див. також Редагувати

Джерела Редагувати

  1. ↑ Нейтронный захват / Д. А. Франк-Каменецкий, М. Ю. Хлопов // Физика космоса : Маленькая энциклопедия : [ ][рос.] / гл. ред.: Р. А. Сюняев ; ред. колл.: Ю. Н. Дрожжин-Лабинский, Я. Б. Зельдович, В. Г. Курт, Р. 3. Сагдеев. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Советская энциклопедия, 1986.
  2. Ю.Б. Шевченко, В.Ф. Разбудей, Ж.С. Янч (2009). . Український радіологічний журнал XVII (3): 363—365. Архів оригіналу за 24 квітня 2016. Процитовано 24 квітня 2016. 
  3. Репецький С.П. (2007). (Текст лекцій зі спеціалізації «Фізика радіаційної медицини»). К: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет». Архів оригіналу за 9 травня 2016. Процитовано 25 квітня 2016. 
  4. Денисевич К.Б. (ч. 2), Ландау Ю.О. (вступ, ч. 1, розділ 1, післямова), Нейман В.О. (ч. 2), Сулейманов В.М. (ч. 2), Шиляєв Б.А. (ч. 1, післямова). 2.1. Фізичні основи роботи ядерних реакторів. . Енергетика: історія, сучасність і майбутнє. Архів оригіналу за 23 листопада 2016. Процитовано 25.10.2016. 
  5. ↑ Чолпан П.П. (2003). 17.13 Ядерні реакції поділу. ФІЗИКА (Підручник для студентів природничих факультетів університетів і педагогічних інститутів. 567 стор.). К.: Вища школа. 
  6. Пилипчук Є. В., Турелик М. П., Зубчук Ю. О., Петрановська А. Л., Олексенко Л. П., Горбик П. П. Синтез та властивості нанокомпозитів магнетит/γ-амінопропілсилоксан/диетилентриамінпентаоцтова кислота/гадоліній // Біотехнологія ХХІ століття : Тези доповідей IV Всеукраїнської науково-практичної конференції / Редакційна колегія: Горобець С. В. д.ф-м.н., професор ; Богдан Т. З. к.б.н., доцент ; Поводзинський В. М. к.т.н, доцент ; Хрокало Л. А. к.б.н., доцент ; Дехтяренко Н. В., к.с-г.н.. — Київ : Національний технічний університет «Київський політехнічний інститут», 2012. — 5 квітня. — С. 158—159. — УДК 539.211:544.723.23.
  7. s-процес // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 465. — ISBN 966-613-263-X.


Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Zaho plennya nejtro niv nejtro nne zaho plennya vid yadernoyi reakciyi u yakij yadro atoma z yednuyetsya z nejtronom j utvoryuyetsya vazhche yadro A Z n A 1 Z g Nejtron mozhe nablizitisya do yadra navit mayuchi kinetichnu energiyu blizku do nulya oskilki vin elektrichno nejtralnij i na nogo ne diyut sili elektrichnogo vidshtovhuvannya na vidminu vid pozitivno zaryadzhenogo protona yakij spochatku maye podolati visokij potencijnij bar yer dlya chogo potribna velika kinetichna energiya 1 Zmist 1 Dochirnye yadro 2 Peretin zahoplennya 3 Zastosuvannya 4 Nukleosintez 4 1 Pervinnij nukleosintez 4 2 Zoryanij nukleosintez 5 Div takozh 6 DzherelaDochirnye yadro RedaguvatiU rezultati reakciyi zahoplennya nejtrona utvoryuyetsya vazhchij izotop togo zh elementa yak pravilo u zbudzhenomu stani Zbudzhennya zazvichaj znimayetsya viprominyuvannyam odnogo abo kilkoh gamma kvantiv z perehodom yadra do osnovnogo stanu 1 u vazhkih yader mozhlivij podil Utvorene v rezultati nejtronnogo zahoplennya yadro mozhe buti yak stabilnim tak i radioaktivnim Navedena radioaktivnist vnaslidok nejtronnogo oprominennya zokrema v yadernih reaktorah ye znachnim dzherelom radioaktivnih vidhodiv nbsp Peretin zahoplennya nejtroniv izotopami 157Gd ta 10B zalezhno vid energiyi nejtronaPeretin zahoplennya RedaguvatiTipovi peretini zahoplennya teplovogo nejtrona yadrami stanovlyat blizko 1 barna sho blizko do geometrichnogo poperechnogo pererizu yadra odnak dlya deyakih nuklidiv sposterigayutsya vidhilennya na kilka poryadkiv yak u bik zbilshennya tak i zmenshennya peretinu zahoplennya Napriklad dlya yadra boru 10B peretin zahoplennya teplovih nejtroniv stanovit 3840 barn a najbilshij pereriz zahoplennya teplovih nejtroniv sotni tisyach barn maye izotop gadoliniyu 157Gd 2 Peretin zahoplennya shvidkih nejtroniv znachno menshij zi zrostannyam energiyi nejtrona peretin zmenshuyetsya oberneno proporcijno jogo shvidkosti Odnak dosit chasto traplyayetsya sho dlya pevnih energij nejtrona pereriz zahoplennya nejtrona yadrom maye rizko virazhenij maksimum 3 Zastosuvannya RedaguvatiVnaslidok zahoplennya nejtrona yadrami uranu 235 utvoryuyetsya korotkozhivuche yadro uranu 236 yake rozpadayetsya na dvi chastini 92 235 U n 92 236 U 52 137 Te 40 97 Zr 2 n displaystyle 92 235 text U n rightarrow 92 236 text U rightarrow 52 137 text Te 40 97 text Zr 2n nbsp 92 235 U n 92 236 U 36 91 Kr 56 142 Ba 3 n displaystyle 92 235 text U n rightarrow 92 236 text U rightarrow 36 91 text Kr 56 142 text Ba 3n nbsp U rezultati takih reakcij vivilnyayutsya dodatkovi nejtroni z energiyeyu vid nulya do 7 MeV zdebilshogo utvoryuyutsya nejtroni z energiyeyu v diapazoni 105 107 eV 4 yaki mozhut prizvoditi do podilu inshih yader Takim chinom reakciya mozhe nabuvati lancyugovogo harakteru sho zastosovuyetsya v yadernih reaktorah ta yadernij zbroyi 5 Odnak prirodnij uran mistit neveliku chastku izotopu 235 blizko 0 7 a osnovnu jogo chastinu skladaye izotop 238 Dlya podilu yader uranu 238 potribni nejtroni z energiyeyu ne menshe 1 8 MeV Nejtroni z energiyeyu menshe 1 MeV poglinayutsya yadrami ne viklikayuchi yih podilu Utvorene yadro uranu 239 zazvichaj zaznaye dvoh beta rozpadiv ta peretvoryuyetsya na plutonij 239 92 238 U n 92 239 U T 1 2 23 hv 93 239 Np e n displaystyle 92 238 text U n rightarrow 92 239 text U xrightarrow T frac 1 2 approx 23 text hv 93 239 text Np e tilde nu nbsp 93 239 Np T 1 2 2 3 dni 94 239 Pu e n displaystyle 93 239 text Np xrightarrow T frac 1 2 approx 2 3 text dni 94 239 text Pu e tilde nu nbsp Utvorenij izotop plutoniyu 239 podibno do uranu 235 takozh podilyayetsya yak povilnimi tak i shvidkimi nejtronami a tomu vikoristovuyetsya v yadernih tehnologiyah analogichno uranu 5 Zahoplennya nejtroniv zastosovuyetsya v nejtronno aktivacijnomu analizi doslidzhuvana rechovina oprominyuyetsya nejtronami pislya chogo viznachayetsya kilkist radioaktivnih yader yaki utvorilisya v rezultati zahoplennya sho daye informaciyu pro sklad rechovini dzherelo Perspektivnim metodom likuvannya onkologichnih zahvoryuvan ye dostavka v puhlinu stabilnih izotopiv z velikim peretinom zahoplennya nejtrona 10B 157Gd yaki pislya oprominennya teplovimi nejtronami peretvoryuyutsya na radioaktivni izotopi j rujnuyut klitini 6 Nukleosintez RedaguvatiDokladnishe NukleosintezPervinnij nukleosintez Redaguvati Protyagom pershih dekilkoh hvilin pislya Velikogo vibuhu vsi nejtroni sho utvorilisya v rezultati bariogenezisu buli abo zahopleni protonami z utvorennyam dejtroniv abo rozpalisya Vimiryuvannya poshirenosti legkih yader dejteriyu geliyu litiyu dozvolyayut doslidzhuvati cej period rannogo Vsesvitu Zoryanij nukleosintez Redaguvati Nejtronne zahoplennya vazhlive dlya nukleosintezu elementiv u zoryah Pochatkovim elementom zazvichaj ye izotop zaliza 56Fe Vidilyayut 2 vidi procesiv povilnij s proces koli utvorene radioaktivne yadro vstigaye rozpastisya persh nizh bude zahopleno nastupnij nejtron i shvidkij r proces koli utvoreni vnaslidok zahoplennya nestabilni yadra vstigayut do rozpadu zahopiti nastupnij nejtron Umovi perebigu takih reakcij vivchaye astrofizika 1 s proces abo povilnij proces zahoplennya nejtroniv proces utvorennya vazhchih yader iz legshih shlyahom poslidovnogo zahoplennya nejtroniv pid chas yakogo nestabilni yadra rozpadayutsya persh nizh priyednayetsya nastupnij nejtron 7 Harakternij chas perebigu s procesiv nabagato bilshij periodu b rozpadu tomu do nih zaluchayutsya abo stabilni yadra abo radioaktivni yadra yaki mayut duzhe veliki periodi napivrozpadu Dokladnishe s procesr proces abo shvidkij proces zahoplennya nejtroniv proces utvorennya vazhchih yader iz legshih shlyahom poslidovnogo zahoplennya nejtroniv v hodi reakcij 1 Zahoplennya nejtroniv trivaye doti doki temp zahoplennya nejtroniv vishij nizh temp rozpadu izotopu Potim yadro zaznaye b rozpadu utvoryuyetsya yadro nastupnogo elementa j zahoplennya nejtroniv trivaye dali dzherelo Dokladnishe r procesDiv takozh Redaguvatip proces yaderni reakciyi zahoplennya protoniv vazhkim yadrom Nejtronnij gamma karotazhDzherela Redaguvati a b v g Nejtronnyj zahvat D A Frank Kameneckij M Yu Hlopov Fizika kosmosa Malenkaya enciklopediya ros gl red R A Syunyaev red koll Yu N Drozhzhin Labinskij Ya B Zeldovich V G Kurt R 3 Sagdeev 2 e izd pererab i dop M Sovetskaya enciklopediya 1986 Yu B Shevchenko V F Razbudej Zh S Yanch 2009 Viznachennya vmistu ta rozpodilu nejtronozahoplyuyuchih agentiv in vivo pri nejtronozahoplyuyuchij sinovektomiyi Ukrayinskij radiologichnij zhurnal XVII 3 363 365 Arhiv originalu za 24 kvitnya 2016 Procitovano 24 kvitnya 2016 Repeckij S P 2007 Vzayemodiya viprominyuvannya z rechovinoyu Tekst lekcij zi specializaciyi Fizika radiacijnoyi medicini K Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet Arhiv originalu za 9 travnya 2016 Procitovano 25 kvitnya 2016 Denisevich K B ch 2 Landau Yu O vstup ch 1 rozdil 1 pislyamova Nejman V O ch 2 Sulejmanov V M ch 2 Shilyayev B A ch 1 pislyamova 2 1 Fizichni osnovi roboti yadernih reaktoriv Kniga 4 Rozvitok atomnoyi energetiki ta ob yednanih energosistem Energetika istoriya suchasnist i majbutnye Arhiv originalu za 23 listopada 2016 Procitovano 25 10 2016 a b Cholpan P P 2003 17 13 Yaderni reakciyi podilu FIZIKA Pidruchnik dlya studentiv prirodnichih fakultetiv universitetiv i pedagogichnih institutiv 567 stor K Visha shkola Pilipchuk Ye V Turelik M P Zubchuk Yu O Petranovska A L Oleksenko L P Gorbik P P Sintez ta vlastivosti nanokompozitiv magnetit g aminopropilsiloksan dietilentriaminpentaoctova kislota gadolinij Biotehnologiya HHI stolittya Tezi dopovidej IV Vseukrayinskoyi naukovo praktichnoyi konferenciyi Redakcijna kolegiya Gorobec S V d f m n profesor Bogdan T Z k b n docent Povodzinskij V M k t n docent Hrokalo L A k b n docent Dehtyarenko N V k s g n Kiyiv Nacionalnij tehnichnij universitet Kiyivskij politehnichnij institut 2012 5 kvitnya S 158 159 UDK 539 211 544 723 23 s proces Astronomichnij enciklopedichnij slovnik za zag red I A Klimishina ta A O Korsun Lviv Golov astronom observatoriya NAN Ukrayini Lviv nac un t im Ivana Franka 2003 S 465 ISBN 966 613 263 X Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Zahoplennya nejtroniv amp oldid 38182089