Умрите.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Воины-аватарки не познают страха,
Ведь всем бить ебала завещал Мустанг.
Мы сметаем треды, получая баны,
Водружаем свой божественный коллаж.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Слушай, двачер мерзкий, вовсе ты не дерзкий,
И твой звонкий гонор в голосе угас.
Фаготред построен, и возьмем мы боем
Ваша борда – очень привлекает нас.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Всю мочу возьмем мы в качестве наложниц,
Из анонов ваших сделаем рабов.
Ваши все богатства не спасут от рабства
Перед тредом храбрых, доблестных сынов.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы с резней пришли к вам, бану бросив вызов.
В огне ваших срачей мы узрели рай.
Вайперы готовы, и с позиций снова
Держат под прицелом ваш беспечный край.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы возьмем все треды – этому не внемлет
Только глупый или человек слепой.
И бордосфера дрогнет, и Сосач подохнет.
Все накроем вайпа, гибельной волной.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!


И Тиреч вернем мы, править силам тёмным
Не оставим боле, будет нашим Синч
И Крауптчан вернется, анон затрясётся
На фочане править, чатик мы хотим!

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней

Скоро, очень скоро и другие доски
Тряханет от вайпа – это Фаготред.
Дорожит кто двачем, сядет у параши,
Коль Фаготред не нужен – наши вот слова.

В вашем же мы доме в угол вас загоним,
Не дадим вам выйти, сеять свой разврат.
Жить лишь в униженьи будете отныне,
На сосаче ждет вас лишь кипящий ад.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Воины-аватарки не познают страха,
Ведь всем бить ебала завещал Мустанг.
Мы сметаем треды, получая баны,
Водружаем свой божественный коллаж.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Слушай, двачер мерзкий, вовсе ты не дерзкий,
И твой звонкий гонор в голосе угас.
Фаготред построен, и возьмем мы боем
Ваша борда – очень привлекает нас.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Всю мочу возьмем мы в качестве наложниц,
Из анонов ваших сделаем рабов.
Ваши все богатства не спасут от рабства
Перед тредом храбрых, доблестных сынов.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы с резней пришли к вам, бану бросив вызов.
В огне ваших срачей мы узрели рай.
Вайперы готовы, и с позиций снова
Держат под прицелом ваш беспечный край.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы возьмем все треды – этому не внемлет
Только глупый или человек слепой.
И бордосфера дрогнет, и Сосач подохнет.
Все накроем вайпа, гибельной волной.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!


И Тиреч вернем мы, править силам тёмным
Не оставим боле, будет нашим Синч
И Крауптчан вернется, анон затрясётся
На фочане править, чатик мы хотим!

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней

Скоро, очень скоро и другие доски
Тряханет от вайпа – это Фаготред.
Дорожит кто двачем, сядет у параши,
Коль Фаготред не нужен – наши вот слова.

В вашем же мы доме в угол вас загоним,
Не дадим вам выйти, сеять свой разврат.
Жить лишь в униженьи будете отныне,
На сосаче ждет вас лишь кипящий ад.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Воины-аватарки не познают страха,
Ведь всем бить ебала завещал Мустанг.
Мы сметаем треды, получая баны,
Водружаем свой божественный коллаж.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Слушай, двачер мерзкий, вовсе ты не дерзкий,
И твой звонкий гонор в голосе угас.
Фаготред построен, и возьмем мы боем
Ваша борда – очень привлекает нас.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Всю мочу возьмем мы в качестве наложниц,
Из анонов ваших сделаем рабов.
Ваши все богатства не спасут от рабства
Перед тредом храбрых, доблестных сынов.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы с резней пришли к вам, бану бросив вызов.
В огне ваших срачей мы узрели рай.
Вайперы готовы, и с позиций снова
Держат под прицелом ваш беспечный край.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы возьмем все треды – этому не внемлет
Только глупый или человек слепой.
И бордосфера дрогнет, и Сосач подохнет.
Все накроем вайпа, гибельной волной.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!


И Тиреч вернем мы, править силам тёмным
Не оставим боле, будет нашим Синч
И Крауптчан вернется, анон затрясётся
На фочане править, чатик мы хотим!

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней

Скоро, очень скоро и другие доски
Тряханет от вайпа – это Фаготред.
Дорожит кто двачем, сядет у параши,
Коль Фаготред не нужен – наши вот слова.

В вашем же мы доме в угол вас загоним,
Не дадим вам выйти, сеять свой разврат.
Жить лишь в униженьи будете отныне,
На сосаче ждет вас лишь кипящий ад.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Воины-аватарки не познают страха,
Ведь всем бить ебала завещал Мустанг.
Мы сметаем треды, получая баны,
Водружаем свой божественный коллаж.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Слушай, двачер мерзкий, вовсе ты не дерзкий,
И твой звонкий гонор в голосе угас.
Фаготред построен, и возьмем мы боем
Ваша борда – очень привлекает нас.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Всю мочу возьмем мы в качестве наложниц,
Из анонов ваших сделаем рабов.
Ваши все богатства не спасут от рабства
Перед тредом храбрых, доблестных сынов.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы с резней пришли к вам, бану бросив вызов.
В огне ваших срачей мы узрели рай.
Вайперы готовы, и с позиций снова
Держат под прицелом ваш беспечный край.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы возьмем все треды – этому не внемлет
Только глупый или человек слепой.
И бордосфера дрогнет, и Сосач подохнет.
Все накроем вайпа, гибельной волной.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!


И Тиреч вернем мы, править силам тёмным
Не оставим боле, будет нашим Синч
И Крауптчан вернется, анон затрясётся
На фочане править, чатик мы хотим!

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней

Скоро, очень скоро и другие доски
Тряханет от вайпа – это Фаготред.
Дорожит кто двачем, сядет у параши,
Коль Фаготред не нужен – наши вот слова.

В вашем же мы доме в угол вас загоним,
Не дадим вам выйти, сеять свой разврат.
Жить лишь в униженьи будете отныне,
На сосаче ждет вас лишь кипящий ад.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Воины-аватарки не познают страха,
Ведь всем бить ебала завещал Мустанг.
Мы сметаем треды, получая баны,
Водружаем свой божественный коллаж.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Слушай, двачер мерзкий, вовсе ты не дерзкий,
И твой звонкий гонор в голосе угас.
Фаготред построен, и возьмем мы боем
Ваша борда – очень привлекает нас.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Всю мочу возьмем мы в качестве наложниц,
Из анонов ваших сделаем рабов.
Ваши все богатства не спасут от рабства
Перед тредом храбрых, доблестных сынов.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы с резней пришли к вам, бану бросив вызов.
В огне ваших срачей мы узрели рай.
Вайперы готовы, и с позиций снова
Держат под прицелом ваш беспечный край.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы возьмем все треды – этому не внемлет
Только глупый или человек слепой.
И бордосфера дрогнет, и Сосач подохнет.
Все накроем вайпа, гибельной волной.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!


И Тиреч вернем мы, править силам тёмным
Не оставим боле, будет нашим Синч
И Крауптчан вернется, анон затрясётся
На фочане править, чатик мы хотим!

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней

Скоро, очень скоро и другие доски
Тряханет от вайпа – это Фаготред.
Дорожит кто двачем, сядет у параши,
Коль Фаготред не нужен – наши вот слова.

В вашем же мы доме в угол вас загоним,
Не дадим вам выйти, сеять свой разврат.
Жить лишь в униженьи будете отныне,
На сосаче ждет вас лишь кипящий ад.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Воины-аватарки не познают страха,
Ведь всем бить ебала завещал Мустанг.
Мы сметаем треды, получая баны,
Водружаем свой божественный коллаж.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Слушай, двачер мерзкий, вовсе ты не дерзкий,
И твой звонкий гонор в голосе угас.
Фаготред построен, и возьмем мы боем
Ваша борда – очень привлекает нас.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Всю мочу возьмем мы в качестве наложниц,
Из анонов ваших сделаем рабов.
Ваши все богатства не спасут от рабства
Перед тредом храбрых, доблестных сынов.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы с резней пришли к вам, бану бросив вызов.
В огне ваших срачей мы узрели рай.
Вайперы готовы, и с позиций снова
Держат под прицелом ваш беспечный край.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы возьмем все треды – этому не внемлет
Только глупый или человек слепой.
И бордосфера дрогнет, и Сосач подохнет.
Все накроем вайпа, гибельной волной.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!


И Тиреч вернем мы, править силам тёмным
Не оставим боле, будет нашим Синч
И Крауптчан вернется, анон затрясётся
На фочане править, чатик мы хотим!

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней

Скоро, очень скоро и другие доски
Тряханет от вайпа – это Фаготред.
Дорожит кто двачем, сядет у параши,
Коль Фаготред не нужен – наши вот слова.

В вашем же мы доме в угол вас загоним,
Не дадим вам выйти, сеять свой разврат.
Жить лишь в униженьи будете отныне,
На сосаче ждет вас лишь кипящий ад.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Воины-аватарки не познают страха,
Ведь всем бить ебала завещал Мустанг.
Мы сметаем треды, получая баны,
Водружаем свой божественный коллаж.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Слушай, двачер мерзкий, вовсе ты не дерзкий,
И твой звонкий гонор в голосе угас.
Фаготред построен, и возьмем мы боем
Ваша борда – очень привлекает нас.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Всю мочу возьмем мы в качестве наложниц,
Из анонов ваших сделаем рабов.
Ваши все богатства не спасут от рабства
Перед тредом храбрых, доблестных сынов.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы с резней пришли к вам, бану бросив вызов.
В огне ваших срачей мы узрели рай.
Вайперы готовы, и с позиций снова
Держат под прицелом ваш беспечный край.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы возьмем все треды – этому не внемлет
Только глупый или человек слепой.
И бордосфера дрогнет, и Сосач подохнет.
Все накроем вайпа, гибельной волной.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!


И Тиреч вернем мы, править силам тёмным
Не оставим боле, будет нашим Синч
И Крауптчан вернется, анон затрясётся
На фочане править, чатик мы хотим!

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней

Скоро, очень скоро и другие доски
Тряханет от вайпа – это Фаготред.
Дорожит кто двачем, сядет у параши,
Коль Фаготред не нужен – наши вот слова.

В вашем же мы доме в угол вас загоним,
Не дадим вам выйти, сеять свой разврат.
Жить лишь в униженьи будете отныне,
На сосаче ждет вас лишь кипящий ад.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Воины-аватарки не познают страха,
Ведь всем бить ебала завещал Мустанг.
Мы сметаем треды, получая баны,
Водружаем свой божественный коллаж.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Слушай, двачер мерзкий, вовсе ты не дерзкий,
И твой звонкий гонор в голосе угас.
Фаготред построен, и возьмем мы боем
Ваша борда – очень привлекает нас.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Всю мочу возьмем мы в качестве наложниц,
Из анонов ваших сделаем рабов.
Ваши все богатства не спасут от рабства
Перед тредом храбрых, доблестных сынов.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы с резней пришли к вам, бану бросив вызов.
В огне ваших срачей мы узрели рай.
Вайперы готовы, и с позиций снова
Держат под прицелом ваш беспечный край.


Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!

Мы возьмем все треды – этому не внемлет
Только глупый или человек слепой.
И бордосфера дрогнет, и Сосач подохнет.
Все накроем вайпа, гибельной волной.

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней!


И Тиреч вернем мы, править силам тёмным
Не оставим боле, будет нашим Синч
И Крауптчан вернется, анон затрясётся
На фочане править, чатик мы хотим!

Скоро, очень скоро вайп польется морем,
Обезьяньи слуги дрогнут от пикчей
Фаготред проснулся, на дваче все рвутся,
Делая Единый с каждым днем сильней

Скоро, очень скоро и другие доски
Тряханет от вайпа – это Фаготред.
Дорожит кто двачем, сядет у параши,
Коль Фаготред не нужен – наши вот слова.

В вашем же мы доме в угол вас загоним,
Не дадим вам выйти, сеять свой разврат.
Жить лишь в униженьи будете отныне,
На сосаче ждет вас лишь кипящий ад.

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ. РАДИОАКТИВНОСТЬ.
ДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР. ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
Ядерными реакциями называются превращения атомных ядер при их взаи-
модействии с элементарными частицами или друг с другом. Наиболее распро-
страненным типом ядерной реакции является взаимодействие частицы а с ядром
X, в результате чего образуется ядро Y и частица b. Символически ядерную реак-
цию можно записать в виде:
Y b
4
4
3
3
2
2
1
1
A
Z
A
Z
A
Z
A
Z a . (1)
В любой ядерной реакции полное число нуклонов остается неизменным,
т. е. А1 + А2 = А3 + А4. Протекание ядерных реакций происходит в строгом соот-
ветствии с законами сохранения электрического заряда (Z1 + Z2 = Z3 + Z4), энер-
гии, импульса, момента импульса и др.
Так как полная энергия в ходе ядерной реакции сохраняется, то
k
02 2
k E01 E1 E E , (2)
где Е01 – суммарная энергия покоя исходных ядер и частиц (до реакции),
k E1
–
сумма их кинетических энергий; Е02 – суммарная энергия покоя продуктов реак-
ции (ядер и частиц после реакции),
k E2
– сумма их кинетических энергий.
Энергией ядерной реакции Q называют разность суммарных энергий покоя
ядер и частиц до и после реакции Е01 – Е02, которая согласно (2) равна прираще-
нию суммарной кинетической энергии
k
1
k E1 E
:
k
1
k Q E01 E02 E1 E . (3)
Если ядерная реакция сопровождается выделением энергии (Q > 0), то она
называется экзотермической. Если в ходе ядерной реакции энергия поглощается
(Q < 0), то – эндотермической.
РАДИОАКТИВНОСТЬ
Самопроизвольное (спонтанное) превращение одних ядер в другие, сопро-
вождающееся испусканием элементарных частиц, называется радиоактивностью.
Ядро, испытывающее радиоактивный распад называют материнским, а возника-
ющее ядро – дочерним.
Рис. 1
а
73 %
239
94Pu T 24360 лет235
92U
100 %
90
40Zr 90
38 Sr T 28 лет90
39V
100 %
б
92 %
137
55Cs T 26 лет 137
56Ba
в
2
К ЧИСЛУ РАДИОАКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ ОТНОСЯТ:
1. – распад.
2. – распад:
a) -
– вылет электрона Z = +1.
b) +
– вылет позитрона Z = –1.
c) электронный захват, при котором может захватываться электрон из
внутренних оболочек атома.
3. -излучение – коротковолновое магнитное излучение большой интенсивно-
сти.
4. Самопроизвольное деление тяжѐлых ядер.
5. Протонная радиоактивность.
Рассмотрим более подробнее процессы – и –распада:
1) -распад – самопроизвольное испускание атомным ядром -частицы (яд-
ра гелия
He 4
2
), в результате чего образуется дочернее ядро с массовым числом на
четыре меньшим массового числа материнского ядра, и зарядовым числом на два
меньшим зарядового числа материнского ядра (Рис. 1, а):
Y He 4
2
A 4
Z 2
A
Z
.
2) -распад – самопроизвольное превращение атомного ядра в другое ядро с
тем же массовым числом, но с зарядовым числом, отличающимся от исходного на
1, которое сопровождается испусканием электрона (позитрона) или его захватом
из электронной оболочки атома. Различают три разновидности -распада:
а) электронный -распад, при котором ядро испускает электрон и его зарядо-
вое число увеличивается на единицу (рис. 1, б, в):
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z
~ Y e .
б) позитронный -распад, при котором ядро испускает позитрон и его заря-
довое число уменьшается на единицу:
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z Y e .
в) электронный захват (К-захват), при котором ядро захватывает один из элек-
тронов электронной оболочки атома (обычно из К-оболочки) и его зарядо-
вое число уменьшается на единицу. На освободившееся место в К-оболочке
переходит электрон с другой оболочки, и поэтому электронный захват все-
гда сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.
При радиоактивном распаде существует вероятность образования ядра в
возбужденном состоянии с последующим переходом в основное. При переходе
ядра с верхнего энергетического уровня на нижний излучается гамма-квант ( -
излучение) с энергией, равной разности энергий уровней, между которыми про-
исходит переход (рис. 1, а, в).
Радиоактивный распад атомных ядер как явление, происходящее в микро-
мире, имеет случайную природу и может быть понят только на основе вероят-
ностной интерпретации экспериментальных данных.
3
Естественной статистической величиной, описывающей радиоактивный
распад, является вероятность распада одного ядра в единицу времени . Эта вели-
чина называется также постоянной радиоактивного распада и является важ-
нейшей характеристикой нестабильных (радиоактивных) ядер. Известно, что по-
стоянная распада в широких пределах не зависит от внешних факторов (темпе-
ратуры, давления и т.д.), в частности от начала отсчета времени.
Поэтому число распавшихся ядер dN в наблюдаемом малом временном ин-
тервале dt определяется только величиной этого интервала и числом ядер N в мо-
мент времени t. Экспериментальное соотношение, связывающее убыль радиоак-
тивных ядер, имеет вид
dN Ndt. (4)
Отсюда при условии, что = const в результате интегрирования и учета, что
в момент времени t0 = 0 количество ядер было N0, получим основной закон ра-
диоактивного распада:
t
0 N(t) N e , (5)
где N – количество нераспавшихся (оставшихся) ядер к моменту времени t.
Закон радиоактивного распада справедлив только для средних значений
входящих в него величин. Интенсивность процесса радиоактивного распада ха-
рактеризуют две величины: период полураспада T и среднее время жизни ради-
онуклида (нуклид – общее название атомных ядер с данным числом протонов и
нейтронов).
Перио

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ. РАДИОАКТИВНОСТЬ.
ДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР. ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
Ядерными реакциями называются превращения атомных ядер при их взаи-
модействии с элементарными частицами или друг с другом. Наиболее распро-
страненным типом ядерной реакции является взаимодействие частицы а с ядром
X, в результате чего образуется ядро Y и частица b. Символически ядерную реак-
цию можно записать в виде:
Y b
4
4
3
3
2
2
1
1
A
Z
A
Z
A
Z
A
Z a . (1)
В любой ядерной реакции полное число нуклонов остается неизменным,
т. е. А1 + А2 = А3 + А4. Протекание ядерных реакций происходит в строгом соот-
ветствии с законами сохранения электрического заряда (Z1 + Z2 = Z3 + Z4), энер-
гии, импульса, момента импульса и др.
Так как полная энергия в ходе ядерной реакции сохраняется, то
k
02 2
k E01 E1 E E , (2)
где Е01 – суммарная энергия покоя исходных ядер и частиц (до реакции),
k E1
–
сумма их кинетических энергий; Е02 – суммарная энергия покоя продуктов реак-
ции (ядер и частиц после реакции),
k E2
– сумма их кинетических энергий.
Энергией ядерной реакции Q называют разность суммарных энергий покоя
ядер и частиц до и после реакции Е01 – Е02, которая согласно (2) равна прираще-
нию суммарной кинетической энергии
k
1
k E1 E
:
k
1
k Q E01 E02 E1 E . (3)
Если ядерная реакция сопровождается выделением энергии (Q > 0), то она
называется экзотермической. Если в ходе ядерной реакции энергия поглощается
(Q < 0), то – эндотермической.
РАДИОАКТИВНОСТЬ
Самопроизвольное (спонтанное) превращение одних ядер в другие, сопро-
вождающееся испусканием элементарных частиц, называется радиоактивностью.
Ядро, испытывающее радиоактивный распад называют материнским, а возника-
ющее ядро – дочерним.
Рис. 1
а
73 %
239
94Pu T 24360 лет235
92U
100 %
90
40Zr 90
38 Sr T 28 лет90
39V
100 %
б
92 %
137
55Cs T 26 лет 137
56Ba
в
2
К ЧИСЛУ РАДИОАКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ ОТНОСЯТ:
1. – распад.
2. – распад:
a) -
– вылет электрона Z = +1.
b) +
– вылет позитрона Z = –1.
c) электронный захват, при котором может захватываться электрон из
внутренних оболочек атома.
3. -излучение – коротковолновое магнитное излучение большой интенсивно-
сти.
4. Самопроизвольное деление тяжѐлых ядер.
5. Протонная радиоактивность.
Рассмотрим более подробнее процессы – и –распада:
1) -распад – самопроизвольное испускание атомным ядром -частицы (яд-
ра гелия
He 4
2
), в результате чего образуется дочернее ядро с массовым числом на
четыре меньшим массового числа материнского ядра, и зарядовым числом на два
меньшим зарядового числа материнского ядра (Рис. 1, а):
Y He 4
2
A 4
Z 2
A
Z
.
2) -распад – самопроизвольное превращение атомного ядра в другое ядро с
тем же массовым числом, но с зарядовым числом, отличающимся от исходного на
1, которое сопровождается испусканием электрона (позитрона) или его захватом
из электронной оболочки атома. Различают три разновидности -распада:
а) электронный -распад, при котором ядро испускает электрон и его зарядо-
вое число увеличивается на единицу (рис. 1, б, в):
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z
~ Y e .
б) позитронный -распад, при котором ядро испускает позитрон и его заря-
довое число уменьшается на единицу:
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z Y e .
в) электронный захват (К-захват), при котором ядро захватывает один из элек-
тронов электронной оболочки атома (обычно из К-оболочки) и его зарядо-
вое число уменьшается на единицу. На освободившееся место в К-оболочке
переходит электрон с другой оболочки, и поэтому электронный захват все-
гда сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.
При радиоактивном распаде существует вероятность образования ядра в
возбужденном состоянии с последующим переходом в основное. При переходе
ядра с верхнего энергетического уровня на нижний излучается гамма-квант ( -
излучение) с энергией, равной разности энергий уровней, между которыми про-
исходит переход (рис. 1, а, в).
Радиоактивный распад атомных ядер как явление, происходящее в микро-
мире, имеет случайную природу и может быть понят только на основе вероят-
ностной интерпретации экспериментальных данных.
3
Естественной статистической величиной, описывающей радиоактивный
распад, является вероятность распада одного ядра в единицу времени . Эта вели-
чина называется также постоянной радиоактивного распада и является важ-
нейшей характеристикой нестабильных (радиоактивных) ядер. Известно, что по-
стоянная распада в широких пределах не зависит от внешних факторов (темпе-
ратуры, давления и т.д.), в частности от начала отсчета времени.
Поэтому число распавшихся ядер dN в наблюдаемом малом временном ин-
тервале dt определяется только величиной этого интервала и числом ядер N в мо-
мент времени t. Экспериментальное соотношение, связывающее убыль радиоак-
тивных ядер, имеет вид
dN Ndt. (4)
Отсюда при условии, что = const в результате интегрирования и учета, что
в момент времени t0 = 0 количество ядер было N0, получим основной закон ра-
диоактивного распада:
t
0 N(t) N e , (5)
где N – количество нераспавшихся (оставшихся) ядер к моменту времени t.
Закон радиоактивного распада справедлив только для средних значений
входящих в него величин. Интенсивность процесса радиоактивного распада ха-
рактеризуют две величины: период полураспада T и среднее время жизни ради-
онуклида (нуклид – общее название атомных ядер с данным числом протонов и
нейтронов).
Перио

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ. РАДИОАКТИВНОСТЬ.
ДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР. ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
Ядерными реакциями называются превращения атомных ядер при их взаи-
модействии с элементарными частицами или друг с другом. Наиболее распро-
страненным типом ядерной реакции является взаимодействие частицы а с ядром
X, в результате чего образуется ядро Y и частица b. Символически ядерную реак-
цию можно записать в виде:
Y b
4
4
3
3
2
2
1
1
A
Z
A
Z
A
Z
A
Z a . (1)
В любой ядерной реакции полное число нуклонов остается неизменным,
т. е. А1 + А2 = А3 + А4. Протекание ядерных реакций происходит в строгом соот-
ветствии с законами сохранения электрического заряда (Z1 + Z2 = Z3 + Z4), энер-
гии, импульса, момента импульса и др.
Так как полная энергия в ходе ядерной реакции сохраняется, то
k
02 2
k E01 E1 E E , (2)
где Е01 – суммарная энергия покоя исходных ядер и частиц (до реакции),
k E1
–
сумма их кинетических энергий; Е02 – суммарная энергия покоя продуктов реак-
ции (ядер и частиц после реакции),
k E2
– сумма их кинетических энергий.
Энергией ядерной реакции Q называют разность суммарных энергий покоя
ядер и частиц до и после реакции Е01 – Е02, которая согласно (2) равна прираще-
нию суммарной кинетической энергии
k
1
k E1 E
:
k
1
k Q E01 E02 E1 E . (3)
Если ядерная реакция сопровождается выделением энергии (Q > 0), то она
называется экзотермической. Если в ходе ядерной реакции энергия поглощается
(Q < 0), то – эндотермической.
РАДИОАКТИВНОСТЬ
Самопроизвольное (спонтанное) превращение одних ядер в другие, сопро-
вождающееся испусканием элементарных частиц, называется радиоактивностью.
Ядро, испытывающее радиоактивный распад называют материнским, а возника-
ющее ядро – дочерним.
Рис. 1
а
73 %
239
94Pu T 24360 лет235
92U
100 %
90
40Zr 90
38 Sr T 28 лет90
39V
100 %
б
92 %
137
55Cs T 26 лет 137
56Ba
в
2
К ЧИСЛУ РАДИОАКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ ОТНОСЯТ:
1. – распад.
2. – распад:
a) -
– вылет электрона Z = +1.
b) +
– вылет позитрона Z = –1.
c) электронный захват, при котором может захватываться электрон из
внутренних оболочек атома.
3. -излучение – коротковолновое магнитное излучение большой интенсивно-
сти.
4. Самопроизвольное деление тяжѐлых ядер.
5. Протонная радиоактивность.
Рассмотрим более подробнее процессы – и –распада:
1) -распад – самопроизвольное испускание атомным ядром -частицы (яд-
ра гелия
He 4
2
), в результате чего образуется дочернее ядро с массовым числом на
четыре меньшим массового числа материнского ядра, и зарядовым числом на два
меньшим зарядового числа материнского ядра (Рис. 1, а):
Y He 4
2
A 4
Z 2
A
Z
.
2) -распад – самопроизвольное превращение атомного ядра в другое ядро с
тем же массовым числом, но с зарядовым числом, отличающимся от исходного на
1, которое сопровождается испусканием электрона (позитрона) или его захватом
из электронной оболочки атома. Различают три разновидности -распада:
а) электронный -распад, при котором ядро испускает электрон и его зарядо-
вое число увеличивается на единицу (рис. 1, б, в):
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z
~ Y e .
б) позитронный -распад, при котором ядро испускает позитрон и его заря-
довое число уменьшается на единицу:
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z Y e .
в) электронный захват (К-захват), при котором ядро захватывает один из элек-
тронов электронной оболочки атома (обычно из К-оболочки) и его зарядо-
вое число уменьшается на единицу. На освободившееся место в К-оболочке
переходит электрон с другой оболочки, и поэтому электронный захват все-
гда сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.
При радиоактивном распаде существует вероятность образования ядра в
возбужденном состоянии с последующим переходом в основное. При переходе
ядра с верхнего энергетического уровня на нижний излучается гамма-квант ( -
излучение) с энергией, равной разности энергий уровней, между которыми про-
исходит переход (рис. 1, а, в).
Радиоактивный распад атомных ядер как явление, происходящее в микро-
мире, имеет случайную природу и может быть понят только на основе вероят-
ностной интерпретации экспериментальных данных.
3
Естественной статистической величиной, описывающей радиоактивный
распад, является вероятность распада одного ядра в единицу времени . Эта вели-
чина называется также постоянной радиоактивного распада и является важ-
нейшей характеристикой нестабильных (радиоактивных) ядер. Известно, что по-
стоянная распада в широких пределах не зависит от внешних факторов (темпе-
ратуры, давления и т.д.), в частности от начала отсчета времени.
Поэтому число распавшихся ядер dN в наблюдаемом малом временном ин-
тервале dt определяется только величиной этого интервала и числом ядер N в мо-
мент времени t. Экспериментальное соотношение, связывающее убыль радиоак-
тивных ядер, имеет вид
dN Ndt. (4)
Отсюда при условии, что = const в результате интегрирования и учета, что
в момент времени t0 = 0 количество ядер было N0, получим основной закон ра-
диоактивного распада:
t
0 N(t) N e , (5)
где N – количество нераспавшихся (оставшихся) ядер к моменту времени t.
Закон радиоактивного распада справедлив только для средних значений
входящих в него величин. Интенсивность процесса радиоактивного распада ха-
рактеризуют две величины: период полураспада T и среднее время жизни ради-
онуклида (нуклид – общее название атомных ядер с данным числом протонов и
нейтронов).
Перио

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ. РАДИОАКТИВНОСТЬ.
ДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР. ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
Ядерными реакциями называются превращения атомных ядер при их взаи-
модействии с элементарными частицами или друг с другом. Наиболее распро-
страненным типом ядерной реакции является взаимодействие частицы а с ядром
X, в результате чего образуется ядро Y и частица b. Символически ядерную реак-
цию можно записать в виде:
Y b
4
4
3
3
2
2
1
1
A
Z
A
Z
A
Z
A
Z a . (1)
В любой ядерной реакции полное число нуклонов остается неизменным,
т. е. А1 + А2 = А3 + А4. Протекание ядерных реакций происходит в строгом соот-
ветствии с законами сохранения электрического заряда (Z1 + Z2 = Z3 + Z4), энер-
гии, импульса, момента импульса и др.
Так как полная энергия в ходе ядерной реакции сохраняется, то
k
02 2
k E01 E1 E E , (2)
где Е01 – суммарная энергия покоя исходных ядер и частиц (до реакции),
k E1
–
сумма их кинетических энергий; Е02 – суммарная энергия покоя продуктов реак-
ции (ядер и частиц после реакции),
k E2
– сумма их кинетических энергий.
Энергией ядерной реакции Q называют разность суммарных энергий покоя
ядер и частиц до и после реакции Е01 – Е02, которая согласно (2) равна прираще-
нию суммарной кинетической энергии
k
1
k E1 E
:
k
1
k Q E01 E02 E1 E . (3)
Если ядерная реакция сопровождается выделением энергии (Q > 0), то она
называется экзотермической. Если в ходе ядерной реакции энергия поглощается
(Q < 0), то – эндотермической.
РАДИОАКТИВНОСТЬ
Самопроизвольное (спонтанное) превращение одних ядер в другие, сопро-
вождающееся испусканием элементарных частиц, называется радиоактивностью.
Ядро, испытывающее радиоактивный распад называют материнским, а возника-
ющее ядро – дочерним.
Рис. 1
а
73 %
239
94Pu T 24360 лет235
92U
100 %
90
40Zr 90
38 Sr T 28 лет90
39V
100 %
б
92 %
137
55Cs T 26 лет 137
56Ba
в
2
К ЧИСЛУ РАДИОАКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ ОТНОСЯТ:
1. – распад.
2. – распад:
a) -
– вылет электрона Z = +1.
b) +
– вылет позитрона Z = –1.
c) электронный захват, при котором может захватываться электрон из
внутренних оболочек атома.
3. -излучение – коротковолновое магнитное излучение большой интенсивно-
сти.
4. Самопроизвольное деление тяжѐлых ядер.
5. Протонная радиоактивность.
Рассмотрим более подробнее процессы – и –распада:
1) -распад – самопроизвольное испускание атомным ядром -частицы (яд-
ра гелия
He 4
2
), в результате чего образуется дочернее ядро с массовым числом на
четыре меньшим массового числа материнского ядра, и зарядовым числом на два
меньшим зарядового числа материнского ядра (Рис. 1, а):
Y He 4
2
A 4
Z 2
A
Z
.
2) -распад – самопроизвольное превращение атомного ядра в другое ядро с
тем же массовым числом, но с зарядовым числом, отличающимся от исходного на
1, которое сопровождается испусканием электрона (позитрона) или его захватом
из электронной оболочки атома. Различают три разновидности -распада:
а) электронный -распад, при котором ядро испускает электрон и его зарядо-
вое число увеличивается на единицу (рис. 1, б, в):
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z
~ Y e .
б) позитронный -распад, при котором ядро испускает позитрон и его заря-
довое число уменьшается на единицу:
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z Y e .
в) электронный захват (К-захват), при котором ядро захватывает один из элек-
тронов электронной оболочки атома (обычно из К-оболочки) и его зарядо-
вое число уменьшается на единицу. На освободившееся место в К-оболочке
переходит электрон с другой оболочки, и поэтому электронный захват все-
гда сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.
При радиоактивном распаде существует вероятность образования ядра в
возбужденном состоянии с последующим переходом в основное. При переходе
ядра с верхнего энергетического уровня на нижний излучается гамма-квант ( -
излучение) с энергией, равной разности энергий уровней, между которыми про-
исходит переход (рис. 1, а, в).
Радиоактивный распад атомных ядер как явление, происходящее в микро-
мире, имеет случайную природу и может быть понят только на основе вероят-
ностной интерпретации экспериментальных данных.
3
Естественной статистической величиной, описывающей радиоактивный
распад, является вероятность распада одного ядра в единицу времени . Эта вели-
чина называется также постоянной радиоактивного распада и является важ-
нейшей характеристикой нестабильных (радиоактивных) ядер. Известно, что по-
стоянная распада в широких пределах не зависит от внешних факторов (темпе-
ратуры, давления и т.д.), в частности от начала отсчета времени.
Поэтому число распавшихся ядер dN в наблюдаемом малом временном ин-
тервале dt определяется только величиной этого интервала и числом ядер N в мо-
мент времени t. Экспериментальное соотношение, связывающее убыль радиоак-
тивных ядер, имеет вид
dN Ndt. (4)
Отсюда при условии, что = const в результате интегрирования и учета, что
в момент времени t0 = 0 количество ядер было N0, получим основной закон ра-
диоактивного распада:
t
0 N(t) N e , (5)
где N – количество нераспавшихся (оставшихся) ядер к моменту времени t.
Закон радиоактивного распада справедлив только для средних значений
входящих в него величин. Интенсивность процесса радиоактивного распада ха-
рактеризуют две величины: период полураспада T и среднее время жизни ради-
онуклида (нуклид – общее название атомных ядер с данным числом протонов и
нейтронов).
Перио

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ. РАДИОАКТИВНОСТЬ.
ДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР. ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
Ядерными реакциями называются превращения атомных ядер при их взаи-
модействии с элементарными частицами или друг с другом. Наиболее распро-
страненным типом ядерной реакции является взаимодействие частицы а с ядром
X, в результате чего образуется ядро Y и частица b. Символически ядерную реак-
цию можно записать в виде:
Y b
4
4
3
3
2
2
1
1
A
Z
A
Z
A
Z
A
Z a . (1)
В любой ядерной реакции полное число нуклонов остается неизменным,
т. е. А1 + А2 = А3 + А4. Протекание ядерных реакций происходит в строгом соот-
ветствии с законами сохранения электрического заряда (Z1 + Z2 = Z3 + Z4), энер-
гии, импульса, момента импульса и др.
Так как полная энергия в ходе ядерной реакции сохраняется, то
k
02 2
k E01 E1 E E , (2)
где Е01 – суммарная энергия покоя исходных ядер и частиц (до реакции),
k E1
–
сумма их кинетических энергий; Е02 – суммарная энергия покоя продуктов реак-
ции (ядер и частиц после реакции),
k E2
– сумма их кинетических энергий.
Энергией ядерной реакции Q называют разность суммарных энергий покоя
ядер и частиц до и после реакции Е01 – Е02, которая согласно (2) равна прираще-
нию суммарной кинетической энергии
k
1
k E1 E
:
k
1
k Q E01 E02 E1 E . (3)
Если ядерная реакция сопровождается выделением энергии (Q > 0), то она
называется экзотермической. Если в ходе ядерной реакции энергия поглощается
(Q < 0), то – эндотермической.
РАДИОАКТИВНОСТЬ
Самопроизвольное (спонтанное) превращение одних ядер в другие, сопро-
вождающееся испусканием элементарных частиц, называется радиоактивностью.
Ядро, испытывающее радиоактивный распад называют материнским, а возника-
ющее ядро – дочерним.
Рис. 1
а
73 %
239
94Pu T 24360 лет235
92U
100 %
90
40Zr 90
38 Sr T 28 лет90
39V
100 %
б
92 %
137
55Cs T 26 лет 137
56Ba
в
2
К ЧИСЛУ РАДИОАКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ ОТНОСЯТ:
1. – распад.
2. – распад:
a) -
– вылет электрона Z = +1.
b) +
– вылет позитрона Z = –1.
c) электронный захват, при котором может захватываться электрон из
внутренних оболочек атома.
3. -излучение – коротковолновое магнитное излучение большой интенсивно-
сти.
4. Самопроизвольное деление тяжѐлых ядер.
5. Протонная радиоактивность.
Рассмотрим более подробнее процессы – и –распада:
1) -распад – самопроизвольное испускание атомным ядром -частицы (яд-
ра гелия
He 4
2
), в результате чего образуется дочернее ядро с массовым числом на
четыре меньшим массового числа материнского ядра, и зарядовым числом на два
меньшим зарядового числа материнского ядра (Рис. 1, а):
Y He 4
2
A 4
Z 2
A
Z
.
2) -распад – самопроизвольное превращение атомного ядра в другое ядро с
тем же массовым числом, но с зарядовым числом, отличающимся от исходного на
1, которое сопровождается испусканием электрона (позитрона) или его захватом
из электронной оболочки атома. Различают три разновидности -распада:
а) электронный -распад, при котором ядро испускает электрон и его зарядо-
вое число увеличивается на единицу (рис. 1, б, в):
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z
~ Y e .
б) позитронный -распад, при котором ядро испускает позитрон и его заря-
довое число уменьшается на единицу:
e
0
0
0
1
A
Z 1
A
Z Y e .
в) электронный захват (К-захват), при котором ядро захватывает один из элек-
тронов электронной оболочки атома (обычно из К-оболочки) и его зарядо-
вое число уменьшается на единицу. На освободившееся место в К-оболочке
переходит электрон с другой оболочки, и поэтому электронный захват все-
гда сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.
При радиоактивном распаде существует вероятность образования ядра в
возбужденном состоянии с последующим переходом в основное. При переходе
ядра с верхнего энергетического уровня на нижний излучается гамма-квант ( -
излучение) с энергией, равной разности энергий уровней, между которыми про-
исходит переход (рис. 1, а, в).
Радиоактивный распад атомных ядер как явление, происходящее в микро-
мире, имеет случайную природу и может быть понят только на основе вероят-
ностной интерпретации экспериментальных данных.
3
Естественной статистической величиной, описывающей радиоактивный
распад, является вероятность распада одного ядра в единицу времени . Эта вели-
чина называется также постоянной радиоактивного распада и является важ-
нейшей характеристикой нестабильных (радиоактивных) ядер. Известно, что по-
стоянная распада в широких пределах не зависит от внешних факторов (темпе-
ратуры, давления и т.д.), в частности от начала отсчета времени.
Поэтому число распавшихся ядер dN в наблюдаемом малом временном ин-
тервале dt определяется только величиной этого интервала и числом ядер N в мо-
мент времени t. Экспериментальное соотношение, связывающее убыль радиоак-
тивных ядер, имеет вид
dN Ndt. (4)
Отсюда при условии, что = const в результате интегрирования и учета, что
в момент времени t0 = 0 количество ядер было N0, получим основной закон ра-
диоактивного распада:
t
0 N(t) N e , (5)
где N – количество нераспавшихся (оставшихся) ядер к моменту времени t.
Закон радиоактивного распада справедлив только для средних значений
входящих в него величин. Интенсивность процесса радиоактивного распада ха-
рактеризуют две величины: период полураспада T и среднее время жизни ради-
онуклида (нуклид – общее название атомных ядер с данным числом протонов и
нейтронов).
Перио

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах.

ИТАР-ТАСС ВОДОРОДНАЯ БОМБА в 50 мегатонн. Макет-копия. Музей Федерального ядерного центра. Саров (Арзамас-16)

Термоядерные реакции.

В недрах Солнца содержится гигантское количество водорода, находящегося в состоянии сверхвысокого сжатия при температуре ок. 15 000 000 К. При столь высоких температуре и плотности плазмы ядра водорода испытывают постоянные столкновения друг с другом, часть из которых завершается их слиянием и в конечном счете образованием более тяжелых ядер гелия. Подобные реакции, носящие название термоядерного синтеза, сопровождаются выделением огромного количества энергии. Согласно законам физики, энерговыделение при термоядерном синтезе обусловлено тем, что при образовании более тяжелого ядра часть массы вошедших в его состав легких ядер превращается в колоссальное количество энергии. Именно поэтому Солнце, обладая гигантской массой, в процессе термоядерного синтеза ежедневно теряет ок. 100 млрд. т вещества и выделяет энергию, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Изотопы водорода.

Атом водорода – простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды (H2O) показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода – дейтерий (2H). Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона – нейтральной частицы, по массе близкой к протону.

Существует третий изотоп водорода – тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли, где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе, облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов.

Разработка водородной бомбы.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.

Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.

Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы.

Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах). Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб.

Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

Последствия взрыва.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Огненный шар.

В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

ТРИТИЙ – (сверхтяжелый водород), один из изотопов водорода, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Радиоактивен, период полураспада – 12,26 года; при бета-распаде превращается в гелий-3. Температура плавления – 252,2° С, температура кипения – 248,1° С.
В погоне за тритием. Почти сразу же после открытия дейтерия (см. ДЕЙТЕРИЙ И ТЯЖЕЛАЯ ВОДА) начались поиски в природе трития – третьего сверхтяжелого изотопа водорода, в ядре которого помимо одного протона есть два нейтрона. Физикам было очевидно, что если тритий есть в обычном водороде, он будет концентрироваться вместе с дейтерием. Поэтому сразу несколько групп исследователей, которые наладили получение тяжелой воды или имели доступ к ней, включились в погоню за новым изотопом, используя для поисков разные методы. Впоследствии обнаружилось, что почти все методы принципиально не могли дать положительных результатов, так как не обладали нужной чувствительностью.

Уже в первой работе Г.Юри, в которой был открыт дейтерий, была сделана попытка обнаружить и тритий – точно таким же образом, по заранее предсказанному теорией положению спектральных линий. Однако на спектрограммах не было даже намека на эти линии, что, в общем, не удивило исследователей. Если дейтерия в обычном водороде всего сотые доли процента, то вполне вероятно, что трития намного меньше. Вывод был ясен: надо увеличивать как чувствительность анализа, так и степень обогащения водорода его тяжелыми изотопами.

В начале 1933 известный американский физикохимик, автор теории электронных пар Гилберт Льюис совместно с химиком Франком Спеддингом повторил опыт Юри. На этот раз в распоряжении исследователей был сильно обогащенный образец, содержащий 67% дейтерия. Такой образец уже при 2-минутной экспозиции в спектрографе давал на фотопластинке четкие линии дейтерия. Но и за 40 часов экспозиции то место на пластинке, где по теории должны были проявиться линии трития, оставалось совершенно чистым. Это означало, что содержание в обычном водороде трития по крайней мере меньше, чем 1:6·106, т.е. менее одного атома 3H на 6 миллионов атомов 1H. Отсюда был сделан такой вывод: надо брать еще более концентрированные образцы, то есть подвергать электролизу уже не обычную воду для накопления D2O, а тяжелую воду для накопления Т2О (или, по крайней мере, DТО). На практике это означало, что исходной тяжелой воды надо было взять столько, сколько раньше брали обычной воды для получения тяжелой!

Синтез трития. Пока спектроскописты и масс-спектрометристы публиковали один за другим сообщения о тритии, которые все оказались ложными, тритий был получен искусственно. Это произошло в лаборатории патриарха ядерной физики Эрнста Резерфорда. В марте 1934 в выходящем в Англии журнале «Nature» («Природа») была опубликована небольшая заметка, подписанная М.Л.Олифантом, П.Хартеком и Резерфордом (фамилия лорда Резерфорда не требовала при публикации инициалов!). Несмотря на скромное название заметки: Эффект трансмутации, полученный с тяжелым водородом, она сообщала миру о важном достижении – получении третьего изотопа водорода. Соавторами работы были молодой австралиец Марк Лоуренс Олифант и австриец Пауль Хартек. И если Олифант стал впоследствии академиком и директором Физического института университета Канберры, то судьба Хартека сложилась иначе. Своеобразно понимая свой долг перед немецкой наукой, он в 1934 решил возвратиться в Германию и работать для нацистского режима. В 1939 он написал письмо в высшие военные инстанции Германии о возможности создания атомного оружия, а затем попытался построить урановый котел – к счастью, безуспешно.

В 1933 лабораторию в Кембридже посетил Г.Льюис из Беркли, который подарил Резерфорду три крошечные стеклянные ампулки почти чистой тяжелой воды. Их общий объем был всего 0,5 мл. Олифант получил из этой воды немного чистого дейтерия, который служил для получения пучков ионов D+, разгонявшихся в разрядной трубке до высоких энергий. А Хартек синтезировал соединения, в которых атомы водорода были частично заменены атомами дейтерия. Так были получены ничтожные количества «утяжеленного» хлорида аммония путем обменных реакций NH4Cl + D2O NH3DCl + HDO, NH3DCl + D2O NH2D2Cl + HDO и т.д. При бомбардировке дейтерированного хлорида аммония разогнанными ионами D+ наблюдался очень интенсивный поток новых частиц. Как оказалось, это были ядра нового изотопа водорода – трития (их назвали тритонами). Стало очевидным также, что впервые в истории удалось наблюдать ядерный синтез: два атома дейтерия, сливаясь вместе, образовывали неустойчивое ядро гелия-4, которое затем распадалось с образованием трития и протона: 4He ® 3H + 1H.

В том же году Резерфорд уже демонстрировал новые ядерные превращения на своих лекциях: счетчик частиц был соединен через усилитель с громкоговорителем, так что в аудитории раздавались громкие щелчки, которые по мере повышения напряжения на разрядной трубке становились все чаще. При этом на каждый миллион дейтериевых «снарядов», попадающих в мишень, получался один атом трития – это очень много для ядерных реакций такого типа.

Итак, первый тритий был получен искусственно, в результате ядерных реакций. Вопрос о существовании его в природе оставался открытым. Искусственный синтез трития в Кембридже только подхлестнул исследователей, проводивших концентрирование тяжелой воды во все больших и больших масштабах в надежде найти тритий в природном источнике. Так, физики и химики из Принстонского университета, объединив усилия, в 1935 подвергли электролизу уже 75 тонн воды – почти две железнодорожные цистерны! В результате титанических усилий была получена крохотная ампула с остатком обогащенной воды объемом всего 0,5 мл. Это было рекордное концентрирование – в 150 миллионов раз! Масс-спектральный анализ этого остатка не дал ничего нового – в спектре по-прежнему присутствовал пик, отвечающий массе 5, который был приписан ионам (DT)+, а оценка содержания трития в природе с учетом огромного концентрирования дала отношение Т:Н ~ 7:1010, то есть не больше одного атома Т на 70 миллиардов атомов Н.

Возникла проблема, как лучше всего поступить с этим драгоценным образцом. Вероятно, единственным человеком в мире, способным непосредственно различить в масс-спектрометре очень близкие по массе ионы (DT)+ и «маскирующиеся» под них ионы (DDH)+, был нобелевский лауреат Ф.У.Астон – выдающийся специалист в области масс-спектрометрического анализа. Именно ему было решено передать образец для анализа. Результат был обескураживающим: не было никаких следов присутствия ионов DT+! Соответственно оценка отношения T:H было снижено до 1:1012. Стало очевидным, что если тритий и присутствует в природных источниках, то в таких ничтожных количествах, что его выделение из них сопряжено с неимоверными, если вообще преодолимыми трудностями.

Обнаружение природного трития. Может ли тритий быть радиоактивным? Уже Резерфорд после неудачи со своим грандиозным опытом не исключал такой возможности. Расчеты также говорили о том, что ядро трития должно быть нестабильным и, следовательно, он должен быть радиоактивным. Именно радиоактивностью трития со сравнительно небольшим временем жизни можно было объяснить ничтожные его количества в природе. Действительно, вскоре радиоактивности у трития была обнаружена экспериментально. Конечно, это был искусственно полученный тритий. В течение 5 месяцев не было заметно спада радиоактивности. Из этого следовало, с учетом точности экспериментов, что период полураспада трития не меньше 10 лет. Современные измерения дают для периода полураспада трития 12,262 года.

При распаде тритий испускает бета-частицы, превращаясь в гелий-3. Энергия излучения трития настолько мало, что оно не может пройти даже через тоненькую стенку счетчика Гейгера. Поэтому анализируемый на присутствие трития газ необходимо запускать внутрь счетчика. С другой стороны, малая энергия излучения имеет свои преимущества – с соединениями трития (если они нелетучи) работать не опасно: испускаемые им бета-лучи проходят в воздухе всего несколько миллиметров.

ТРИТИЙ – (сверхтяжелый водород), один из изотопов водорода, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Радиоактивен, период полураспада – 12,26 года; при бета-распаде превращается в гелий-3. Температура плавления – 252,2° С, температура кипения – 248,1° С.
В погоне за тритием. Почти сразу же после открытия дейтерия (см. ДЕЙТЕРИЙ И ТЯЖЕЛАЯ ВОДА) начались поиски в природе трития – третьего сверхтяжелого изотопа водорода, в ядре которого помимо одного протона есть два нейтрона. Физикам было очевидно, что если тритий есть в обычном водороде, он будет концентрироваться вместе с дейтерием. Поэтому сразу несколько групп исследователей, которые наладили получение тяжелой воды или имели доступ к ней, включились в погоню за новым изотопом, используя для поисков разные методы. Впоследствии обнаружилось, что почти все методы принципиально не могли дать положительных результатов, так как не обладали нужной чувствительностью.

Уже в первой работе Г.Юри, в которой был открыт дейтерий, была сделана попытка обнаружить и тритий – точно таким же образом, по заранее предсказанному теорией положению спектральных линий. Однако на спектрограммах не было даже намека на эти линии, что, в общем, не удивило исследователей. Если дейтерия в обычном водороде всего сотые доли процента, то вполне вероятно, что трития намного меньше. Вывод был ясен: надо увеличивать как чувствительность анализа, так и степень обогащения водорода его тяжелыми изотопами.

В начале 1933 известный американский физикохимик, автор теории электронных пар Гилберт Льюис совместно с химиком Франком Спеддингом повторил опыт Юри. На этот раз в распоряжении исследователей был сильно обогащенный образец, содержащий 67% дейтерия. Такой образец уже при 2-минутной экспозиции в спектрографе давал на фотопластинке четкие линии дейтерия. Но и за 40 часов экспозиции то место на пластинке, где по теории должны были проявиться линии трития, оставалось совершенно чистым. Это означало, что содержание в обычном водороде трития по крайней мере меньше, чем 1:6·106, т.е. менее одного атома 3H на 6 миллионов атомов 1H. Отсюда был сделан такой вывод: надо брать еще более концентрированные образцы, то есть подвергать электролизу уже не обычную воду для накопления D2O, а тяжелую воду для накопления Т2О (или, по крайней мере, DТО). На практике это означало, что исходной тяжелой воды надо было взять столько, сколько раньше брали обычной воды для получения тяжелой!

Синтез трития. Пока спектроскописты и масс-спектрометристы публиковали один за другим сообщения о тритии, которые все оказались ложными, тритий был получен искусственно. Это произошло в лаборатории патриарха ядерной физики Эрнста Резерфорда. В марте 1934 в выходящем в Англии журнале «Nature» («Природа») была опубликована небольшая заметка, подписанная М.Л.Олифантом, П.Хартеком и Резерфордом (фамилия лорда Резерфорда не требовала при публикации инициалов!). Несмотря на скромное название заметки: Эффект трансмутации, полученный с тяжелым водородом, она сообщала миру о важном достижении – получении третьего изотопа водорода. Соавторами работы были молодой австралиец Марк Лоуренс Олифант и австриец Пауль Хартек. И если Олифант стал впоследствии академиком и директором Физического института университета Канберры, то судьба Хартека сложилась иначе. Своеобразно понимая свой долг перед немецкой наукой, он в 1934 решил возвратиться в Германию и работать для нацистского режима. В 1939 он написал письмо в высшие военные инстанции Германии о возможности создания атомного оружия, а затем попытался построить урановый котел – к счастью, безуспешно.

В 1933 лабораторию в Кембридже посетил Г.Льюис из Беркли, который подарил Резерфорду три крошечные стеклянные ампулки почти чистой тяжелой воды. Их общий объем был всего 0,5 мл. Олифант получил из этой воды немного чистого дейтерия, который служил для получения пучков ионов D+, разгонявшихся в разрядной трубке до высоких энергий. А Хартек синтезировал соединения, в которых атомы водорода были частично заменены атомами дейтерия. Так были получены ничтожные количества «утяжеленного» хлорида аммония путем обменных реакций NH4Cl + D2O NH3DCl + HDO, NH3DCl + D2O NH2D2Cl + HDO и т.д. При бомбардировке дейтерированного хлорида аммония разогнанными ионами D+ наблюдался очень интенсивный поток новых частиц. Как оказалось, это были ядра нового изотопа водорода – трития (их назвали тритонами). Стало очевидным также, что впервые в истории удалось наблюдать ядерный синтез: два атома дейтерия, сливаясь вместе, образовывали неустойчивое ядро гелия-4, которое затем распадалось с образованием трития и протона: 4He ® 3H + 1H.

В том же году Резерфорд уже демонстрировал новые ядерные превращения на своих лекциях: счетчик частиц был соединен через усилитель с громкоговорителем, так что в аудитории раздавались громкие щелчки, которые по мере повышения напряжения на разрядной трубке становились все чаще. При этом на каждый миллион дейтериевых «снарядов», попадающих в мишень, получался один атом трития – это очень много для ядерных реакций такого типа.

Итак, первый тритий был получен искусственно, в результате ядерных реакций. Вопрос о существовании его в природе оставался открытым. Искусственный синтез трития в Кембридже только подхлестнул исследователей, проводивших концентрирование тяжелой воды во все больших и больших масштабах в надежде найти тритий в природном источнике. Так, физики и химики из Принстонского университета, объединив усилия, в 1935 подвергли электролизу уже 75 тонн воды – почти две железнодорожные цистерны! В результате титанических усилий была получена крохотная ампула с остатком обогащенной воды объемом всего 0,5 мл. Это было рекордное концентрирование – в 150 миллионов раз! Масс-спектральный анализ этого остатка не дал ничего нового – в спектре по-прежнему присутствовал пик, отвечающий массе 5, который был приписан ионам (DT)+, а оценка содержания трития в природе с учетом огромного концентрирования дала отношение Т:Н ~ 7:1010, то есть не больше одного атома Т на 70 миллиардов атомов Н.

Возникла проблема, как лучше всего поступить с этим драгоценным образцом. Вероятно, единственным человеком в мире, способным непосредственно различить в масс-спектрометре очень близкие по массе ионы (DT)+ и «маскирующиеся» под них ионы (DDH)+, был нобелевский лауреат Ф.У.Астон – выдающийся специалист в области масс-спектрометрического анализа. Именно ему было решено передать образец для анализа. Результат был обескураживающим: не было никаких следов присутствия ионов DT+! Соответственно оценка отношения T:H было снижено до 1:1012. Стало очевидным, что если тритий и присутствует в природных источниках, то в таких ничтожных количествах, что его выделение из них сопряжено с неимоверными, если вообще преодолимыми трудностями.

Обнаружение природного трития. Может ли тритий быть радиоактивным? Уже Резерфорд после неудачи со своим грандиозным опытом не исключал такой возможности. Расчеты также говорили о том, что ядро трития должно быть нестабильным и, следовательно, он должен быть радиоактивным. Именно радиоактивностью трития со сравнительно небольшим временем жизни можно было объяснить ничтожные его количества в природе. Действительно, вскоре радиоактивности у трития была обнаружена экспериментально. Конечно, это был искусственно полученный тритий. В течение 5 месяцев не было заметно спада радиоактивности. Из этого следовало, с учетом точности экспериментов, что период полураспада трития не меньше 10 лет. Современные измерения дают для периода полураспада трития 12,262 года.

При распаде тритий испускает бета-частицы, превращаясь в гелий-3. Энергия излучения трития настолько мало, что оно не может пройти даже через тоненькую стенку счетчика Гейгера. Поэтому анализируемый на присутствие трития газ необходимо запускать внутрь счетчика. С другой стороны, малая энергия излучения имеет свои преимущества – с соединениями трития (если они нелетучи) работать не опасно: испускаемые им бета-лучи проходят в воздухе всего несколько миллиметров.

ТРИТИЙ – (сверхтяжелый водород), один из изотопов водорода, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Радиоактивен, период полураспада – 12,26 года; при бета-распаде превращается в гелий-3. Температура плавления – 252,2° С, температура кипения – 248,1° С.
В погоне за тритием. Почти сразу же после открытия дейтерия (см. ДЕЙТЕРИЙ И ТЯЖЕЛАЯ ВОДА) начались поиски в природе трития – третьего сверхтяжелого изотопа водорода, в ядре которого помимо одного протона есть два нейтрона. Физикам было очевидно, что если тритий есть в обычном водороде, он будет концентрироваться вместе с дейтерием. Поэтому сразу несколько групп исследователей, которые наладили получение тяжелой воды или имели доступ к ней, включились в погоню за новым изотопом, используя для поисков разные методы. Впоследствии обнаружилось, что почти все методы принципиально не могли дать положительных результатов, так как не обладали нужной чувствительностью.

Уже в первой работе Г.Юри, в которой был открыт дейтерий, была сделана попытка обнаружить и тритий – точно таким же образом, по заранее предсказанному теорией положению спектральных линий. Однако на спектрограммах не было даже намека на эти линии, что, в общем, не удивило исследователей. Если дейтерия в обычном водороде всего сотые доли процента, то вполне вероятно, что трития намного меньше. Вывод был ясен: надо увеличивать как чувствительность анализа, так и степень обогащения водорода его тяжелыми изотопами.

В начале 1933 известный американский физикохимик, автор теории электронных пар Гилберт Льюис совместно с химиком Франком Спеддингом повторил опыт Юри. На этот раз в распоряжении исследователей был сильно обогащенный образец, содержащий 67% дейтерия. Такой образец уже при 2-минутной экспозиции в спектрографе давал на фотопластинке четкие линии дейтерия. Но и за 40 часов экспозиции то место на пластинке, где по теории должны были проявиться линии трития, оставалось совершенно чистым. Это означало, что содержание в обычном водороде трития по крайней мере меньше, чем 1:6·106, т.е. менее одного атома 3H на 6 миллионов атомов 1H. Отсюда был сделан такой вывод: надо брать еще более концентрированные образцы, то есть подвергать электролизу уже не обычную воду для накопления D2O, а тяжелую воду для накопления Т2О (или, по крайней мере, DТО). На практике это означало, что исходной тяжелой воды надо было взять столько, сколько раньше брали обычной воды для получения тяжелой!

Синтез трития. Пока спектроскописты и масс-спектрометристы публиковали один за другим сообщения о тритии, которые все оказались ложными, тритий был получен искусственно. Это произошло в лаборатории патриарха ядерной физики Эрнста Резерфорда. В марте 1934 в выходящем в Англии журнале «Nature» («Природа») была опубликована небольшая заметка, подписанная М.Л.Олифантом, П.Хартеком и Резерфордом (фамилия лорда Резерфорда не требовала при публикации инициалов!). Несмотря на скромное название заметки: Эффект трансмутации, полученный с тяжелым водородом, она сообщала миру о важном достижении – получении третьего изотопа водорода. Соавторами работы были молодой австралиец Марк Лоуренс Олифант и австриец Пауль Хартек. И если Олифант стал впоследствии академиком и директором Физического института университета Канберры, то судьба Хартека сложилась иначе. Своеобразно понимая свой долг перед немецкой наукой, он в 1934 решил возвратиться в Германию и работать для нацистского режима. В 1939 он написал письмо в высшие военные инстанции Германии о возможности создания атомного оружия, а затем попытался построить урановый котел – к счастью, безуспешно.

В 1933 лабораторию в Кембридже посетил Г.Льюис из Беркли, который подарил Резерфорду три крошечные стеклянные ампулки почти чистой тяжелой воды. Их общий объем был всего 0,5 мл. Олифант получил из этой воды немного чистого дейтерия, который служил для получения пучков ионов D+, разгонявшихся в разрядной трубке до высоких энергий. А Хартек синтезировал соединения, в которых атомы водорода были частично заменены атомами дейтерия. Так были получены ничтожные количества «утяжеленного» хлорида аммония путем обменных реакций NH4Cl + D2O NH3DCl + HDO, NH3DCl + D2O NH2D2Cl + HDO и т.д. При бомбардировке дейтерированного хлорида аммония разогнанными ионами D+ наблюдался очень интенсивный поток новых частиц. Как оказалось, это были ядра нового изотопа водорода – трития (их назвали тритонами). Стало очевидным также, что впервые в истории удалось наблюдать ядерный синтез: два атома дейтерия, сливаясь вместе, образовывали неустойчивое ядро гелия-4, которое затем распадалось с образованием трития и протона: 4He ® 3H + 1H.

В том же году Резерфорд уже демонстрировал новые ядерные превращения на своих лекциях: счетчик частиц был соединен через усилитель с громкоговорителем, так что в аудитории раздавались громкие щелчки, которые по мере повышения напряжения на разрядной трубке становились все чаще. При этом на каждый миллион дейтериевых «снарядов», попадающих в мишень, получался один атом трития – это очень много для ядерных реакций такого типа.

Итак, первый тритий был получен искусственно, в результате ядерных реакций. Вопрос о существовании его в природе оставался открытым. Искусственный синтез трития в Кембридже только подхлестнул исследователей, проводивших концентрирование тяжелой воды во все больших и больших масштабах в надежде найти тритий в природном источнике. Так, физики и химики из Принстонского университета, объединив усилия, в 1935 подвергли электролизу уже 75 тонн воды – почти две железнодорожные цистерны! В результате титанических усилий была получена крохотная ампула с остатком обогащенной воды объемом всего 0,5 мл. Это было рекордное концентрирование – в 150 миллионов раз! Масс-спектральный анализ этого остатка не дал ничего нового – в спектре по-прежнему присутствовал пик, отвечающий массе 5, который был приписан ионам (DT)+, а оценка содержания трития в природе с учетом огромного концентрирования дала отношение Т:Н ~ 7:1010, то есть не больше одного атома Т на 70 миллиардов атомов Н.

Возникла проблема, как лучше всего поступить с этим драгоценным образцом. Вероятно, единственным человеком в мире, способным непосредственно различить в масс-спектрометре очень близкие по массе ионы (DT)+ и «маскирующиеся» под них ионы (DDH)+, был нобелевский лауреат Ф.У.Астон – выдающийся специалист в области масс-спектрометрического анализа. Именно ему было решено передать образец для анализа. Результат был обескураживающим: не было никаких следов присутствия ионов DT+! Соответственно оценка отношения T:H было снижено до 1:1012. Стало очевидным, что если тритий и присутствует в природных источниках, то в таких ничтожных количествах, что его выделение из них сопряжено с неимоверными, если вообще преодолимыми трудностями.

Обнаружение природного трития. Может ли тритий быть радиоактивным? Уже Резерфорд после неудачи со своим грандиозным опытом не исключал такой возможности. Расчеты также говорили о том, что ядро трития должно быть нестабильным и, следовательно, он должен быть радиоактивным. Именно радиоактивностью трития со сравнительно небольшим временем жизни можно было объяснить ничтожные его количества в природе. Действительно, вскоре радиоактивности у трития была обнаружена экспериментально. Конечно, это был искусственно полученный тритий. В течение 5 месяцев не было заметно спада радиоактивности. Из этого следовало, с учетом точности экспериментов, что период полураспада трития не меньше 10 лет. Современные измерения дают для периода полураспада трития 12,262 года.

При распаде тритий испускает бета-частицы, превращаясь в гелий-3. Энергия излучения трития настолько мало, что оно не может пройти даже через тоненькую стенку счетчика Гейгера. Поэтому анализируемый на присутствие трития газ необходимо запускать внутрь счетчика. С другой стороны, малая энергия излучения имеет свои преимущества – с соединениями трития (если они нелетучи) работать не опасно: испускаемые им бета-лучи проходят в воздухе всего несколько миллиметров.

   ВОДОРОД в ПРИРОДЕ. ИЗОТОПЫ ВОДОРОДА [c.99]

    Для водорода известны, три изотопа специальные названия и обозначения Н — протий Н, терий В, Н тритий Т. Первые два встречаются в природе, третий получен искусственно. Обычно различия в химических свойствах изотопов ничтожно малы, но так как отношение масс у изотопов водорода больше, чем у изотопов других элементов, изотопы водорода химически заметно отличаются. [c.464]

    Супруги Жолио-Кюри первыми открыли явление искусственной радиоактивности. К настоящему времени получено более тысячи радиоактивных изотопов, не встречающихся в природе. У каждого элемента имеется один или несколько радиоактивных изотопов. Один радиоактивный изотоп имеется даже у водорода период полураспада водорода-3, называемого также тритием, составляет 12 лет. [c.173]

    Открыты три изотопа водорода — протий, обозггачается символом Н,, Н — дейтерий — символом D, IH — тритий — символом Т. Протий и дейтерий встречаются в природе, тритий синтезирован. В природном водороде содержание дейтерия достигает 0,02%. Дейтерий впервые был получен при электролизе природной воды в виде тяжелой воды D2O. В процессе электролитического разложения большого количества природной воды D2O концентрируется в остатке, так как при электролизе воды разряжение ионов происходит значительно быстрее, чем ионов D+. [c.246]

    В природе встречаются два стабильных изотопа водорода — Н (протий) и Н, или В (дейтерий), а также один радиоактивный — Н, или Т (тритий). Искусственно может быть получен неустойчивый изотоп Н. [c.97]


    Водород - Н аш . 2=1. А2=1,0СЗ (средняя относительная атомная масса, найденная с учетом распространенности в природе изотопов Н н О). [c.289]

    Существует два устойчивых изотопа водорода 1Н и Н. Более тяжелый изотоп называют дейтерием. В природном водороде его содержится 0,01 %. Изотоп 1Н называют тритием-, он радиоактивен и в природе не встречается. Относительная разница в массах водорода и дейтерия больше, чем для любой другой пары изотопов (исключая пару водород — тритий). По этой причине разница в свойствах водорода и дейтерия больше, чем у изотопов других элементов. [c.379]

    Книга не только окажет огромную помощь всем химикам и биологам, использующим в своей работе органические соединения, содержащие изотопы водорода, но будет стимулировать также новые исследования с применением изотопов этого играющего столь важную роль в природе элемента. [c.7]

    Растворы веществ различной природы в воде и других протонных растворителях представляют собой объекты, удобные для изучения методом изотопного замещения. Различие атомных масс изотопов водорода приводит к появлению достаточно больших и относительно легко измеряемых изотопных эффектов в растворах, отражающихся на параметрах протекающих в растворах процессов. [c.97]

    Ожидают, что реакторы синтеза первого поколения будут использовать цикл дейтерий — тритий. Горючими в этом случае будут дейтерий и литий, изотоп которого литий-6, составляя 7,5 % природного лития, под действием нейтронов превращается в тритий и гелий. В более отдаленном будущем будет, может быть, необходимо использовать только дейтерий — изотоп водорода, который содержится в природе в количестве 1 ч на 6500 ч водорода (0,015 %) его выделяют из тяжелой воды с использованием методик, предусматривающих дистилляцию, электролиз и химический обмен [4]  [c.26]

    При изучении реакционной способности органических веществ и взаимного влияния атомов в их молекулах существенно также то обстоятельство, что нередко удается заместить одни и те же атомы водорода на изотоп, применяя реагенты различной и даже противоположной природы (кислота — основание). Результаты, полученные для реакции замещения водорода на его изотоп, наиболее легко сопоставимы и поэтому позволяют особенно отчетливо выявить, как влияют реагент и среда на реакционную способность вещества. [c.307]

   ВОДОРОД в ПРИРОДЕ. ИЗОТОПЫ ВОДОРОДА [c.99]

    Для водорода известны, три изотопа специальные названия и обозначения Н — протий Н, терий В, Н тритий Т. Первые два встречаются в природе, третий получен искусственно. Обычно различия в химических свойствах изотопов ничтожно малы, но так как отношение масс у изотопов водорода больше, чем у изотопов других элементов, изотопы водорода химически заметно отличаются. [c.464]

    Супруги Жолио-Кюри первыми открыли явление искусственной радиоактивности. К настоящему времени получено более тысячи радиоактивных изотопов, не встречающихся в природе. У каждого элемента имеется один или несколько радиоактивных изотопов. Один радиоактивный изотоп имеется даже у водорода период полураспада водорода-3, называемого также тритием, составляет 12 лет. [c.173]

    Открыты три изотопа водорода — протий, обозггачается символом Н,, Н — дейтерий — символом D, IH — тритий — символом Т. Протий и дейтерий встречаются в природе, тритий синтезирован. В природном водороде содержание дейтерия достигает 0,02%. Дейтерий впервые был получен при электролизе природной воды в виде тяжелой воды D2O. В процессе электролитического разложения большого количества природной воды D2O концентрируется в остатке, так как при электролизе воды разряжение ионов происходит значительно быстрее, чем ионов D+. [c.246]

    В природе встречаются два стабильных изотопа водорода — Н (протий) и Н, или В (дейтерий), а также один радиоактивный — Н, или Т (тритий). Искусственно может быть получен неустойчивый изотоп Н. [c.97]


    Водород - Н аш . 2=1. А2=1,0СЗ (средняя относительная атомная масса, найденная с учетом распространенности в природе изотопов Н н О). [c.289]

    Существует два устойчивых изотопа водорода 1Н и Н. Более тяжелый изотоп называют дейтерием. В природном водороде его содержится 0,01 %. Изотоп 1Н называют тритием-, он радиоактивен и в природе не встречается. Относительная разница в массах водорода и дейтерия больше, чем для любой другой пары изотопов (исключая пару водород — тритий). По этой причине разница в свойствах водорода и дейтерия больше, чем у изотопов других элементов. [c.379]

    Книга не только окажет огромную помощь всем химикам и биологам, использующим в своей работе органические соединения, содержащие изотопы водорода, но будет стимулировать также новые исследования с применением изотопов этого играющего столь важную роль в природе элемента. [c.7]

    Растворы веществ различной природы в воде и других протонных растворителях представляют собой объекты, удобные для изучения методом изотопного замещения. Различие атомных масс изотопов водорода приводит к появлению достаточно больших и относительно легко измеряемых изотопных эффектов в растворах, отражающихся на параметрах протекающих в растворах процессов. [c.97]

    Ожидают, что реакторы синтеза первого поколения будут использовать цикл дейтерий — тритий. Горючими в этом случае будут дейтерий и литий, изотоп которого литий-6, составляя 7,5 % природного лития, под действием нейтронов превращается в тритий и гелий. В более отдаленном будущем будет, может быть, необходимо использовать только дейтерий — изотоп водорода, который содержится в природе в количестве 1 ч на 6500 ч водорода (0,015 %) его выделяют из тяжелой воды с использованием методик, предусматривающих дистилляцию, электролиз и химический обмен [4]  [c.26]

    При изучении реакционной способности органических веществ и взаимного влияния атомов в их молекулах существенно также то обстоятельство, что нередко удается заместить одни и те же атомы водорода на изотоп, применяя реагенты различной и даже противоположной природы (кислота — основание). Результаты, полученные для реакции замещения водорода на его изотоп, наиболее легко сопоставимы и поэтому позволяют особенно отчетливо выявить, как влияют реагент и среда на реакционную способность вещества. [c.307]

ТРИТИЙ – (сверхтяжелый водород), один из изотопов водорода, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Радиоактивен, период полураспада – 12,26 года; при бета-распаде превращается в гелий-3. Температура плавления – 252,2° С, температура кипения – 248,1° С.
В погоне за тритием. Почти сразу же после открытия дейтерия (см. ДЕЙТЕРИЙ И ТЯЖЕЛАЯ ВОДА) начались поиски в природе трития – третьего сверхтяжелого изотопа водорода, в ядре которого помимо одного протона есть два нейтрона. Физикам было очевидно, что если тритий есть в обычном водороде, он будет концентрироваться вместе с дейтерием. Поэтому сразу несколько групп исследователей, которые наладили получение тяжелой воды или имели доступ к ней, включились в погоню за новым изотопом, используя для поисков разные методы. Впоследствии обнаружилось, что почти все методы принципиально не могли дать положительных результатов, так как не обладали нужной чувствительностью.

Уже в первой работе Г.Юри, в которой был открыт дейтерий, была сделана попытка обнаружить и тритий – точно таким же образом, по заранее предсказанному теорией положению спектральных линий. Однако на спектрограммах не было даже намека на эти линии, что, в общем, не удивило исследователей. Если дейтерия в обычном водороде всего сотые доли процента, то вполне вероятно, что трития намного меньше. Вывод был ясен: надо увеличивать как чувствительность анализа, так и степень обогащения водорода его тяжелыми изотопами.

В начале 1933 известный американский физикохимик, автор теории электронных пар Гилберт Льюис совместно с химиком Франком Спеддингом повторил опыт Юри. На этот раз в распоряжении исследователей был сильно обогащенный образец, содержащий 67% дейтерия. Такой образец уже при 2-минутной экспозиции в спектрографе давал на фотопластинке четкие линии дейтерия. Но и за 40 часов экспозиции то место на пластинке, где по теории должны были проявиться линии трития, оставалось совершенно чистым. Это означало, что содержание в обычном водороде трития по крайней мере меньше, чем 1:6·106, т.е. менее одного атома 3H на 6 миллионов атомов 1H. Отсюда был сделан такой вывод: надо брать еще более концентрированные образцы, то есть подвергать электролизу уже не обычную воду для накопления D2O, а тяжелую воду для накопления Т2О (или, по крайней мере, DТО). На практике это означало, что исходной тяжелой воды надо было взять столько, сколько раньше брали обычной воды для получения тяжелой!

Синтез трития. Пока спектроскописты и масс-спектрометристы публиковали один за другим сообщения о тритии, которые все оказались ложными, тритий был получен искусственно. Это произошло в лаборатории патриарха ядерной физики Эрнста Резерфорда. В марте 1934 в выходящем в Англии журнале «Nature» («Природа») была опубликована небольшая заметка, подписанная М.Л.Олифантом, П.Хартеком и Резерфордом (фамилия лорда Резерфорда не требовала при публикации инициалов!). Несмотря на скромное название заметки: Эффект трансмутации, полученный с тяжелым водородом, она сообщала миру о важном достижении – получении третьего изотопа водорода. Соавторами работы были молодой австралиец Марк Лоуренс Олифант и австриец Пауль Хартек. И если Олифант стал впоследствии академиком и директором Физического института университета Канберры, то судьба Хартека сложилась иначе. Своеобразно понимая свой долг перед немецкой наукой, он в 1934 решил возвратиться в Германию и работать для нацистского режима. В 1939 он написал письмо в высшие военные инстанции Германии о возможности создания атомного оружия, а затем попытался построить урановый котел – к счастью, безуспешно.

В 1933 лабораторию в Кембридже посетил Г.Льюис из Беркли, который подарил Резерфорду три крошечные стеклянные ампулки почти чистой тяжелой воды. Их общий объем был всего 0,5 мл. Олифант получил из этой воды немного чистого дейтерия, который служил для получения пучков ионов D+, разгонявшихся в разрядной трубке до высоких энергий. А Хартек синтезировал соединения, в которых атомы водорода были частично заменены атомами дейтерия. Так были получены ничтожные количества «утяжеленного» хлорида аммония путем обменных реакций NH4Cl + D2O NH3DCl + HDO, NH3DCl + D2O NH2D2Cl + HDO и т.д. При бомбардировке дейтерированного хлорида аммония разогнанными ионами D+ наблюдался очень интенсивный поток новых частиц. Как оказалось, это были ядра нового изотопа водорода – трития (их назвали тритонами). Стало очевидным также, что впервые в истории удалось наблюдать ядерный синтез: два атома дейтерия, сливаясь вместе, образовывали неустойчивое ядро гелия-4, которое затем распадалось с образованием трития и протона: 4He ® 3H + 1H.

В том же году Резерфорд уже демонстрировал новые ядерные превращения на своих лекциях: счетчик частиц был соединен через усилитель с громкоговорителем, так что в аудитории раздавались громкие щелчки, которые по мере повышения напряжения на разрядной трубке становились все чаще. При этом на каждый миллион дейтериевых «снарядов», попадающих в мишень, получался один атом трития – это очень много для ядерных реакций такого типа.

Итак, первый тритий был получен искусственно, в результате ядерных реакций. Вопрос о существовании его в природе оставался открытым. Искусственный синтез трития в Кембридже только подхлестнул исследователей, проводивших концентрирование тяжелой воды во все больших и больших масштабах в надежде найти тритий в природном источнике. Так, физики и химики из Принстонского университета, объединив усилия, в 1935 подвергли электролизу уже 75 тонн воды – почти две железнодорожные цистерны! В результате титанических усилий была получена крохотная ампула с остатком обогащенной воды объемом всего 0,5 мл. Это было рекордное концентрирование – в 150 миллионов раз! Масс-спектральный анализ этого остатка не дал ничего нового – в спектре по-прежнему присутствовал пик, отвечающий массе 5, который был приписан ионам (DT)+, а оценка содержания трития в природе с учетом огромного концентрирования дала отношение Т:Н ~ 7:1010, то есть не больше одного атома Т на 70 миллиардов атомов Н.

Возникла проблема, как лучше всего поступить с этим драгоценным образцом. Вероятно, единственным человеком в мире, способным непосредственно различить в масс-спектрометре очень близкие по массе ионы (DT)+ и «маскирующиеся» под них ионы (DDH)+, был нобелевский лауреат Ф.У.Астон – выдающийся специалист в области масс-спектрометрического анализа. Именно ему было решено передать образец для анализа. Результат был обескураживающим: не было никаких следов присутствия ионов DT+! Соответственно оценка отношения T:H было снижено до 1:1012. Стало очевидным, что если тритий и присутствует в природных источниках, то в таких ничтожных количествах, что его выделение из них сопряжено с неимоверными, если вообще преодолимыми трудностями.

Обнаружение природного трития. Может ли тритий быть радиоактивным? Уже Резерфорд после неудачи со своим грандиозным опытом не исключал такой возможности. Расчеты также говорили о том, что ядро трития должно быть нестабильным и, следовательно, он должен быть радиоактивным. Именно радиоактивностью трития со сравнительно небольшим временем жизни можно было объяснить ничтожные его количества в природе. Действительно, вскоре радиоактивности у трития была обнаружена экспериментально. Конечно, это был искусственно полученный тритий. В течение 5 месяцев не было заметно спада радиоактивности. Из этого следовало, с учетом точности экспериментов, что период полураспада трития не меньше 10 лет. Современные измерения дают для периода полураспада трития 12,262 года.

При распаде тритий испускает бета-частицы, превращаясь в гелий-3. Энергия излучения трития настолько мало, что оно не может пройти даже через тоненькую стенку счетчика Гейгера. Поэтому анализируемый на присутствие трития газ необходимо запускать внутрь счетчика. С другой стороны, малая энергия излучения имеет свои преимущества – с соединениями трития (если они нелетучи) работать не опасно: испускаемые им бета-лучи проходят в воздухе всего несколько миллиметров.

ТРИТИЙ – (сверхтяжелый водород), один из изотопов водорода, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Радиоактивен, период полураспада – 12,26 года; при бета-распаде превращается в гелий-3. Температура плавления – 252,2° С, температура кипения – 248,1° С.
В погоне за тритием. Почти сразу же после открытия дейтерия (см. ДЕЙТЕРИЙ И ТЯЖЕЛАЯ ВОДА) начались поиски в природе трития – третьего сверхтяжелого изотопа водорода, в ядре которого помимо одного протона есть два нейтрона. Физикам было очевидно, что если тритий есть в обычном водороде, он будет концентрироваться вместе с дейтерием. Поэтому сразу несколько групп исследователей, которые наладили получение тяжелой воды или имели доступ к ней, включились в погоню за новым изотопом, используя для поисков разные методы. Впоследствии обнаружилось, что почти все методы принципиально не могли дать положительных результатов, так как не обладали нужной чувствительностью.

Уже в первой работе Г.Юри, в которой был открыт дейтерий, была сделана попытка обнаружить и тритий – точно таким же образом, по заранее предсказанному теорией положению спектральных линий. Однако на спектрограммах не было даже намека на эти линии, что, в общем, не удивило исследователей. Если дейтерия в обычном водороде всего сотые доли процента, то вполне вероятно, что трития намного меньше. Вывод был ясен: надо увеличивать как чувствительность анализа, так и степень обогащения водорода его тяжелыми изотопами.

В начале 1933 известный американский физикохимик, автор теории электронных пар Гилберт Льюис совместно с химиком Франком Спеддингом повторил опыт Юри. На этот раз в распоряжении исследователей был сильно обогащенный образец, содержащий 67% дейтерия. Такой образец уже при 2-минутной экспозиции в спектрографе давал на фотопластинке четкие линии дейтерия. Но и за 40 часов экспозиции то место на пластинке, где по теории должны были проявиться линии трития, оставалось совершенно чистым. Это означало, что содержание в обычном водороде трития по крайней мере меньше, чем 1:6·106, т.е. менее одного атома 3H на 6 миллионов атомов 1H. Отсюда был сделан такой вывод: надо брать еще более концентрированные образцы, то есть подвергать электролизу уже не обычную воду для накопления D2O, а тяжелую воду для накопления Т2О (или, по крайней мере, DТО). На практике это означало, что исходной тяжелой воды надо было взять столько, сколько раньше брали обычной воды для получения тяжелой!

Синтез трития. Пока спектроскописты и масс-спектрометристы публиковали один за другим сообщения о тритии, которые все оказались ложными, тритий был получен искусственно. Это произошло в лаборатории патриарха ядерной физики Эрнста Резерфорда. В марте 1934 в выходящем в Англии журнале «Nature» («Природа») была опубликована небольшая заметка, подписанная М.Л.Олифантом, П.Хартеком и Резерфордом (фамилия лорда Резерфорда не требовала при публикации инициалов!). Несмотря на скромное название заметки: Эффект трансмутации, полученный с тяжелым водородом, она сообщала миру о важном достижении – получении третьего изотопа водорода. Соавторами работы были молодой австралиец Марк Лоуренс Олифант и австриец Пауль Хартек. И если Олифант стал впоследствии академиком и директором Физического института университета Канберры, то судьба Хартека сложилась иначе. Своеобразно понимая свой долг перед немецкой наукой, он в 1934 решил возвратиться в Германию и работать для нацистского режима. В 1939 он написал письмо в высшие военные инстанции Германии о возможности создания атомного оружия, а затем попытался построить урановый котел – к счастью, безуспешно.

В 1933 лабораторию в Кембридже посетил Г.Льюис из Беркли, который подарил Резерфорду три крошечные стеклянные ампулки почти чистой тяжелой воды. Их общий объем был всего 0,5 мл. Олифант получил из этой воды немного чистого дейтерия, который служил для получения пучков ионов D+, разгонявшихся в разрядной трубке до высоких энергий. А Хартек синтезировал соединения, в которых атомы водорода были частично заменены атомами дейтерия. Так были получены ничтожные количества «утяжеленного» хлорида аммония путем обменных реакций NH4Cl + D2O NH3DCl + HDO, NH3DCl + D2O NH2D2Cl + HDO и т.д. При бомбардировке дейтерированного хлорида аммония разогнанными ионами D+ наблюдался очень интенсивный поток новых частиц. Как оказалось, это были ядра нового изотопа водорода – трития (их назвали тритонами). Стало очевидным также, что впервые в истории удалось наблюдать ядерный синтез: два атома дейтерия, сливаясь вместе, образовывали неустойчивое ядро гелия-4, которое затем распадалось с образованием трития и протона: 4He ® 3H + 1H.

В том же году Резерфорд уже демонстрировал новые ядерные превращения на своих лекциях: счетчик частиц был соединен через усилитель с громкоговорителем, так что в аудитории раздавались громкие щелчки, которые по мере повышения напряжения на разрядной трубке становились все чаще. При этом на каждый миллион дейтериевых «снарядов», попадающих в мишень, получался один атом трития – это очень много для ядерных реакций такого типа.

Итак, первый тритий был получен искусственно, в результате ядерных реакций. Вопрос о существовании его в природе оставался открытым. Искусственный синтез трития в Кембридже только подхлестнул исследователей, проводивших концентрирование тяжелой воды во все больших и больших масштабах в надежде найти тритий в природном источнике. Так, физики и химики из Принстонского университета, объединив усилия, в 1935 подвергли электролизу уже 75 тонн воды – почти две железнодорожные цистерны! В результате титанических усилий была получена крохотная ампула с остатком обогащенной воды объемом всего 0,5 мл. Это было рекордное концентрирование – в 150 миллионов раз! Масс-спектральный анализ этого остатка не дал ничего нового – в спектре по-прежнему присутствовал пик, отвечающий массе 5, который был приписан ионам (DT)+, а оценка содержания трития в природе с учетом огромного концентрирования дала отношение Т:Н ~ 7:1010, то есть не больше одного атома Т на 70 миллиардов атомов Н.

Возникла проблема, как лучше всего поступить с этим драгоценным образцом. Вероятно, единственным человеком в мире, способным непосредственно различить в масс-спектрометре очень близкие по массе ионы (DT)+ и «маскирующиеся» под них ионы (DDH)+, был нобелевский лауреат Ф.У.Астон – выдающийся специалист в области масс-спектрометрического анализа. Именно ему было решено передать образец для анализа. Результат был обескураживающим: не было никаких следов присутствия ионов DT+! Соответственно оценка отношения T:H было снижено до 1:1012. Стало очевидным, что если тритий и присутствует в природных источниках, то в таких ничтожных количествах, что его выделение из них сопряжено с неимоверными, если вообще преодолимыми трудностями.

Обнаружение природного трития. Может ли тритий быть радиоактивным? Уже Резерфорд после неудачи со своим грандиозным опытом не исключал такой возможности. Расчеты также говорили о том, что ядро трития должно быть нестабильным и, следовательно, он должен быть радиоактивным. Именно радиоактивностью трития со сравнительно небольшим временем жизни можно было объяснить ничтожные его количества в природе. Действительно, вскоре радиоактивности у трития была обнаружена экспериментально. Конечно, это был искусственно полученный тритий. В течение 5 месяцев не было заметно спада радиоактивности. Из этого следовало, с учетом точности экспериментов, что период полураспада трития не меньше 10 лет. Современные измерения дают для периода полураспада трития 12,262 года.

При распаде тритий испускает бета-частицы, превращаясь в гелий-3. Энергия излучения трития настолько мало, что оно не может пройти даже через тоненькую стенку счетчика Гейгера. Поэтому анализируемый на присутствие трития газ необходимо запускать внутрь счетчика. С другой стороны, малая энергия излучения имеет свои преимущества – с соединениями трития (если они нелетучи) работать не опасно: испускаемые им бета-лучи проходят в воздухе всего несколько миллиметров.

Франций (лат. Francium), Fr, химический элемент I группы периодической системы
Менделеева, атомный номер 87, атомная масса 223,0197, наиболее тяжелый элемент
группы щелочных металлов
Назван по имени Франции, родины М. Пере, открывшей (по радиоактивности) элемент
(открытие – 1939; присвоение названия - 1964) среди продуктов распада ряда 235U. М.
Перей удалось доказать, что ядра 227Ac в 12 случаях из 1000 испускают α-частицы и при
этом переходят в ядра элемента №87 с массовым числом 223, который и выделила Перей
(AcK). Франций образуется при α-распаде 227Ас по схеме
Один из редчайших и наименее устойчивых из всех радиоактивных элементов, встречающихся в природе.
3.1 Изотопы франция
Известно более 25 изотопов франция с массовыми числами от 203 до 229; все они очень неустойчивы
(периоды полураспада от 22 мин до 5⋅10-3 с). Из них 223Fr и
224Fr встречаются в природе, являясь членами
естественных радиоактивных семейств 235U и 232Th. Наиболее долгоживущий β-радиоактивный 223Fr (T1/2 =
21,8 мин, испускает β-лучи, Емакс=1,2 МэВ и α-частицы с пробегом в воздухе 3,5 см) – член одной из
побочных ветвей радиоактивного ряда урана-235 и может быть выделен из природных урановых минералов.
Другой важный изотоп франция 222Fr (α, ЭЗ) и имеет период полураспада 19,3 мин. 212Fr может быть
получен в результате реакций глубокого расщепления урана и тория протонами высоких энергий. 227Ac → 223Fr 1,4 процента, сопровождается α-излучением
227Ac → 227Th 98,6 процентов, сопровождается β-излучением
Наиболее важным источником 22Э
Fr являются препараты актиния, получающиеся при нейтронном облучении
радия по схеме
Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc RuRh PdAg Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs MtDsRgUubUutUuqUupUuhUusUuo
La Ce Pr Nd PmSmEuGdTb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Его старое название— «актиний К» (AcK). Как член радиоактивного ряда 235U, 223Fr в ничтожных
количествах присутствует в природе, причём 1 атом Fr приходится на 3·1018 атомов природного урана. В
равновесии с 1 кюри 227Ас находится 2,510-8 г 223Fr. Согласно расчёту, в поверхностном слое Земли
толщиной 1,6 км содержится около 24,5 г Fr. По оценкам, его равновесное содержание в земной коре равно
340 г. Кроме того, в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда тория содержится франций-224 с
периодом полураспада 3,0 минуты. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0,5 г.
Микроскопические количества 223Fr и
224Fr могут быть химически выделены из минералов урана и тория.
Другие изотопы франция получают искусственным путём с помощью ядерных реакций. Изотопы Франция
образуются при реакциях глубокого отщепления на тории, а также в реакциях многозарядных ионов,
ускоренных до высоких энергий, с различными элементами, например 197Au(16O,xn)213Fr, 203Tl(12C,xn)215Fr,
208Pb(11B,xn)219Fr. 221Fr является продуктом распада ряда нептуния.
3.2 Физические и химические свойства
Нейтральный атом франция в основном состоянии имеет электронную конфигурацию [Rn]7s1
. В
соответствии с этим единственной степенью окисления франция является +1.
Свойства франция изучены недостаточно из-за невозможности выделения весомых количеств.
Химически самый активный из всех щелочных металлов - похож по свойствам на цезий. Всегда
сокристаллизуется с его соединениями. Плотность Fr может быть 2,5 г/см³, температура плавления 8—11 C
(экстраполяция по щелочным металлам), кипения 640—660 C
Все химические свойства франция изучены радиохимическими методами с использованием цезия в
качестве специфического носителя. Массы франция в этих опытах не превышают 10-15 г (массовая активность
223Fr составляет 1,7⋅1015 Бк/мг). В соответствии с положением в периодической системе франций должен
иметь более отрицательный стандартный потенциал E0
Me/Me+, чем цезий. Поэтому он может быть выделен
только на ртутном катоде. Однако амальгама франция очень неустойчива и разлагается через несколько
минут после выключения тока.
Конфигурация внешней электронной оболочки атома франция. 7s
1
, атомный радиус 2,77 Å, атомный
объём 80,5-98 см3
/г-атом, радиус иона Fr+
1,81 Å. Плотность 2,48 г/см
3
, tпл-8-11о
, tким=6490-679о
С, потенциал
ионизации Frо
→Fr+
→Fr2+ 3,98 и 21 эВ, соответственно. Во всех соединениях франций проявляет степень
окисления +1. Оптический спектр Fr+ состоит из широконо дублета в красной и тесного дублета в
фиолетовой области спектра. Энтальпия образования газообразного иона Франция 106,8 ккал/моль. В
растворах франций ведёт себя как типичный щелочной металл, по свойствам он больше всего напоминает
цезий. Почти все соли франция хорошо растворимы в воде; при кристаллизации франций изоморфно
осаждается с гетерофосфорновольфрамовой и гетерофосфорномолибденовой кислотами из сильно кислых
растворов HCl и HNO3, c перхлоратом, пикратом, тартратом, гексахлорплатинатом и др. солями цезия, а
также кобальтонитритом натрия и цезия из углекислого раствора.
Табл. 10. Некоторые изотопы франция
Франций / Francium (Fr)
Атомный номер 87
Внешний вид радиоактивный щелочной металл
Свойства атома
Атомная масса (молярная
масса) 223,0197 а.е.м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Rn] 7s1
Химические свойства
Радиус иона (+1e) 180 пм
Электроотрицательность
(по Полингу) 0,7
Электродный потенциал Fr←Fr+ −2,92 В
Степени окисления +1
Термодинамические свойства
Температура плавления 300 K
Теплота плавления 15 кДж/моль
Температура кипения 950 K
Кристаллическая решётка
Структура решётки Кубическая
объёмноцентрированая
Являясь самым активным щелочным металлом, франций проявляет пониженную способность к
комплексообразованию и гидролизу. Большинство солей франция хорошо растворимы в воде. К трудно
растворимым соединениям франция относятся перхлорат, пикраткобальтинитрит, хлороплатинат и
некоторые другие соли, которые изоморфно соосаждаются с аналогичными солями цезия. Из сильно кислых
растворов франций количественно выделяется с гетерополикислотами состава H8[Si(W2О7)6]⋅nH2O и
H7[P(W2)6]⋅nН2O.
Среди галогенидов франция наиболее изучен хлорид. Важным свойством хлорида франция является
его летучесть; температура начала возгонки FrCl составляет в воздухе 225°
С, в вакууме 110°
С. Поведение
хлоридов Франция и цезия при различных температурах позволило создать методы разделения этих
элементов в виде летучих хлоридов.
Франций получают в микроколичествах, выделяя его из смеси) продуктов распада ряда актиноурана,
облученных препаратов радия, из смеси продуктов глубокого расщепления тория или других тяжелых
элементов. Достаточно сложной проблемой является также отделение франция от его специфического
носителя цезия.
Независимо от пути получения франция первой стадией его выделения чаще всего является
соосаждение с гетерополикислотами. Дальнейшая очистка производится методами ионного обмена и
распределительной хроматографии. Метод ионного обмена с применением катионитов КУ-1 и Дауэкс-50 с
успехом используется как для выделения франция из продуктов распада ряда актиноурана (рис. 30), так и для
отделения франция от цезия (рис. 31). В качестве элюентов используются растворы НС1 различной
концентрации. Отделение этим методом Франция от тяжелых щелочных металлов основано на увеличении
коэффициента распределения с уменьшением радиуса гидратированного иона в ряду Rb < Cs < Fr.
В последнее время выделение франция осуществляется методом экстракционной хроматографии,
основанным на экстракции тетрафенилбората франция нитробензолом, нанесенным на силикагель. Франций
и цезий элюируются из колонки растворами соляной или азотной кислот различной концентрации.
Отделение франция от других природных радиоактивных элементов (Ac, Th и др.) можно провести
экстракционными или хроматографическими методами. Отделение Франция от актиния достигается
осаждением последнего аммиаком, сульфидом аммония, карбонатом натрия или фтористоводородной
кислотой, с использованием лантана, как носителя. Франций при этом остаётся в растворе, из которого он
концентрируется (после добавления в качестве носителя цезия).

Франций (лат. Francium), Fr, химический элемент I группы периодической системы
Менделеева, атомный номер 87, атомная масса 223,0197, наиболее тяжелый элемент
группы щелочных металлов
Назван по имени Франции, родины М. Пере, открывшей (по радиоактивности) элемент
(открытие – 1939; присвоение названия - 1964) среди продуктов распада ряда 235U. М.
Перей удалось доказать, что ядра 227Ac в 12 случаях из 1000 испускают α-частицы и при
этом переходят в ядра элемента №87 с массовым числом 223, который и выделила Перей
(AcK). Франций образуется при α-распаде 227Ас по схеме
Один из редчайших и наименее устойчивых из всех радиоактивных элементов, встречающихся в природе.
3.1 Изотопы франция
Известно более 25 изотопов франция с массовыми числами от 203 до 229; все они очень неустойчивы
(периоды полураспада от 22 мин до 5⋅10-3 с). Из них 223Fr и
224Fr встречаются в природе, являясь членами
естественных радиоактивных семейств 235U и 232Th. Наиболее долгоживущий β-радиоактивный 223Fr (T1/2 =
21,8 мин, испускает β-лучи, Емакс=1,2 МэВ и α-частицы с пробегом в воздухе 3,5 см) – член одной из
побочных ветвей радиоактивного ряда урана-235 и может быть выделен из природных урановых минералов.
Другой важный изотоп франция 222Fr (α, ЭЗ) и имеет период полураспада 19,3 мин. 212Fr может быть
получен в результате реакций глубокого расщепления урана и тория протонами высоких энергий. 227Ac → 223Fr 1,4 процента, сопровождается α-излучением
227Ac → 227Th 98,6 процентов, сопровождается β-излучением
Наиболее важным источником 22Э
Fr являются препараты актиния, получающиеся при нейтронном облучении
радия по схеме
Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc RuRh PdAg Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs MtDsRgUubUutUuqUupUuhUusUuo
La Ce Pr Nd PmSmEuGdTb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Его старое название— «актиний К» (AcK). Как член радиоактивного ряда 235U, 223Fr в ничтожных
количествах присутствует в природе, причём 1 атом Fr приходится на 3·1018 атомов природного урана. В
равновесии с 1 кюри 227Ас находится 2,510-8 г 223Fr. Согласно расчёту, в поверхностном слое Земли
толщиной 1,6 км содержится около 24,5 г Fr. По оценкам, его равновесное содержание в земной коре равно
340 г. Кроме того, в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда тория содержится франций-224 с
периодом полураспада 3,0 минуты. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0,5 г.
Микроскопические количества 223Fr и
224Fr могут быть химически выделены из минералов урана и тория.
Другие изотопы франция получают искусственным путём с помощью ядерных реакций. Изотопы Франция
образуются при реакциях глубокого отщепления на тории, а также в реакциях многозарядных ионов,
ускоренных до высоких энергий, с различными элементами, например 197Au(16O,xn)213Fr, 203Tl(12C,xn)215Fr,
208Pb(11B,xn)219Fr. 221Fr является продуктом распада ряда нептуния.
3.2 Физические и химические свойства
Нейтральный атом франция в основном состоянии имеет электронную конфигурацию [Rn]7s1
. В
соответствии с этим единственной степенью окисления франция является +1.
Свойства франция изучены недостаточно из-за невозможности выделения весомых количеств.
Химически самый активный из всех щелочных металлов - похож по свойствам на цезий. Всегда
сокристаллизуется с его соединениями. Плотность Fr может быть 2,5 г/см³, температура плавления 8—11 C
(экстраполяция по щелочным металлам), кипения 640—660 C
Все химические свойства франция изучены радиохимическими методами с использованием цезия в
качестве специфического носителя. Массы франция в этих опытах не превышают 10-15 г (массовая активность
223Fr составляет 1,7⋅1015 Бк/мг). В соответствии с положением в периодической системе франций должен
иметь более отрицательный стандартный потенциал E0
Me/Me+, чем цезий. Поэтому он может быть выделен
только на ртутном катоде. Однако амальгама франция очень неустойчива и разлагается через несколько
минут после выключения тока.
Конфигурация внешней электронной оболочки атома франция. 7s
1
, атомный радиус 2,77 Å, атомный
объём 80,5-98 см3
/г-атом, радиус иона Fr+
1,81 Å. Плотность 2,48 г/см
3
, tпл-8-11о
, tким=6490-679о
С, потенциал
ионизации Frо
→Fr+
→Fr2+ 3,98 и 21 эВ, соответственно. Во всех соединениях франций проявляет степень
окисления +1. Оптический спектр Fr+ состоит из широконо дублета в красной и тесного дублета в
фиолетовой области спектра. Энтальпия образования газообразного иона Франция 106,8 ккал/моль. В
растворах франций ведёт себя как типичный щелочной металл, по свойствам он больше всего напоминает
цезий. Почти все соли франция хорошо растворимы в воде; при кристаллизации франций изоморфно
осаждается с гетерофосфорновольфрамовой и гетерофосфорномолибденовой кислотами из сильно кислых
растворов HCl и HNO3, c перхлоратом, пикратом, тартратом, гексахлорплатинатом и др. солями цезия, а
также кобальтонитритом натрия и цезия из углекислого раствора.
Табл. 10. Некоторые изотопы франция
Франций / Francium (Fr)
Атомный номер 87
Внешний вид радиоактивный щелочной металл
Свойства атома
Атомная масса (молярная
масса) 223,0197 а.е.м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Rn] 7s1
Химические свойства
Радиус иона (+1e) 180 пм
Электроотрицательность
(по Полингу) 0,7
Электродный потенциал Fr←Fr+ −2,92 В
Степени окисления +1
Термодинамические свойства
Температура плавления 300 K
Теплота плавления 15 кДж/моль
Температура кипения 950 K
Кристаллическая решётка
Структура решётки Кубическая
объёмноцентрированая
Являясь самым активным щелочным металлом, франций проявляет пониженную способность к
комплексообразованию и гидролизу. Большинство солей франция хорошо растворимы в воде. К трудно
растворимым соединениям франция относятся перхлорат, пикраткобальтинитрит, хлороплатинат и
некоторые другие соли, которые изоморфно соосаждаются с аналогичными солями цезия. Из сильно кислых
растворов франций количественно выделяется с гетерополикислотами состава H8[Si(W2О7)6]⋅nH2O и
H7[P(W2)6]⋅nН2O.
Среди галогенидов франция наиболее изучен хлорид. Важным свойством хлорида франция является
его летучесть; температура начала возгонки FrCl составляет в воздухе 225°
С, в вакууме 110°
С. Поведение
хлоридов Франция и цезия при различных температурах позволило создать методы разделения этих
элементов в виде летучих хлоридов.
Франций получают в микроколичествах, выделяя его из смеси) продуктов распада ряда актиноурана,
облученных препаратов радия, из смеси продуктов глубокого расщепления тория или других тяжелых
элементов. Достаточно сложной проблемой является также отделение франция от его специфического
носителя цезия.
Независимо от пути получения франция первой стадией его выделения чаще всего является
соосаждение с гетерополикислотами. Дальнейшая очистка производится методами ионного обмена и
распределительной хроматографии. Метод ионного обмена с применением катионитов КУ-1 и Дауэкс-50 с
успехом используется как для выделения франция из продуктов распада ряда актиноурана (рис. 30), так и для
отделения франция от цезия (рис. 31). В качестве элюентов используются растворы НС1 различной
концентрации. Отделение этим методом Франция от тяжелых щелочных металлов основано на увеличении
коэффициента распределения с уменьшением радиуса гидратированного иона в ряду Rb < Cs < Fr.
В последнее время выделение франция осуществляется методом экстракционной хроматографии,
основанным на экстракции тетрафенилбората франция нитробензолом, нанесенным на силикагель. Франций
и цезий элюируются из колонки растворами соляной или азотной кислот различной концентрации.
Отделение франция от других природных радиоактивных элементов (Ac, Th и др.) можно провести
экстракционными или хроматографическими методами. Отделение Франция от актиния достигается
осаждением последнего аммиаком, сульфидом аммония, карбонатом натрия или фтористоводородной
кислотой, с использованием лантана, как носителя. Франций при этом остаётся в растворе, из которого он
концентрируется (после добавления в качестве носителя цезия).

Франций (лат. Francium), Fr, химический элемент I группы периодической системы
Менделеева, атомный номер 87, атомная масса 223,0197, наиболее тяжелый элемент
группы щелочных металлов
Назван по имени Франции, родины М. Пере, открывшей (по радиоактивности) элемент
(открытие – 1939; присвоение названия - 1964) среди продуктов распада ряда 235U. М.
Перей удалось доказать, что ядра 227Ac в 12 случаях из 1000 испускают α-частицы и при
этом переходят в ядра элемента №87 с массовым числом 223, который и выделила Перей
(AcK). Франций образуется при α-распаде 227Ас по схеме
Один из редчайших и наименее устойчивых из всех радиоактивных элементов, встречающихся в природе.
3.1 Изотопы франция
Известно более 25 изотопов франция с массовыми числами от 203 до 229; все они очень неустойчивы
(периоды полураспада от 22 мин до 5⋅10-3 с). Из них 223Fr и
224Fr встречаются в природе, являясь членами
естественных радиоактивных семейств 235U и 232Th. Наиболее долгоживущий β-радиоактивный 223Fr (T1/2 =
21,8 мин, испускает β-лучи, Емакс=1,2 МэВ и α-частицы с пробегом в воздухе 3,5 см) – член одной из
побочных ветвей радиоактивного ряда урана-235 и может быть выделен из природных урановых минералов.
Другой важный изотоп франция 222Fr (α, ЭЗ) и имеет период полураспада 19,3 мин. 212Fr может быть
получен в результате реакций глубокого расщепления урана и тория протонами высоких энергий. 227Ac → 223Fr 1,4 процента, сопровождается α-излучением
227Ac → 227Th 98,6 процентов, сопровождается β-излучением
Наиболее важным источником 22Э
Fr являются препараты актиния, получающиеся при нейтронном облучении
радия по схеме
Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc RuRh PdAg Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs MtDsRgUubUutUuqUupUuhUusUuo
La Ce Pr Nd PmSmEuGdTb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Его старое название— «актиний К» (AcK). Как член радиоактивного ряда 235U, 223Fr в ничтожных
количествах присутствует в природе, причём 1 атом Fr приходится на 3·1018 атомов природного урана. В
равновесии с 1 кюри 227Ас находится 2,510-8 г 223Fr. Согласно расчёту, в поверхностном слое Земли
толщиной 1,6 км содержится около 24,5 г Fr. По оценкам, его равновесное содержание в земной коре равно
340 г. Кроме того, в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда тория содержится франций-224 с
периодом полураспада 3,0 минуты. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0,5 г.
Микроскопические количества 223Fr и
224Fr могут быть химически выделены из минералов урана и тория.
Другие изотопы франция получают искусственным путём с помощью ядерных реакций. Изотопы Франция
образуются при реакциях глубокого отщепления на тории, а также в реакциях многозарядных ионов,
ускоренных до высоких энергий, с различными элементами, например 197Au(16O,xn)213Fr, 203Tl(12C,xn)215Fr,
208Pb(11B,xn)219Fr. 221Fr является продуктом распада ряда нептуния.
3.2 Физические и химические свойства
Нейтральный атом франция в основном состоянии имеет электронную конфигурацию [Rn]7s1
. В
соответствии с этим единственной степенью окисления франция является +1.
Свойства франция изучены недостаточно из-за невозможности выделения весомых количеств.
Химически самый активный из всех щелочных металлов - похож по свойствам на цезий. Всегда
сокристаллизуется с его соединениями. Плотность Fr может быть 2,5 г/см³, температура плавления 8—11 C
(экстраполяция по щелочным металлам), кипения 640—660 C
Все химические свойства франция изучены радиохимическими методами с использованием цезия в
качестве специфического носителя. Массы франция в этих опытах не превышают 10-15 г (массовая активность
223Fr составляет 1,7⋅1015 Бк/мг). В соответствии с положением в периодической системе франций должен
иметь более отрицательный стандартный потенциал E0
Me/Me+, чем цезий. Поэтому он может быть выделен
только на ртутном катоде. Однако амальгама франция очень неустойчива и разлагается через несколько
минут после выключения тока.
Конфигурация внешней электронной оболочки атома франция. 7s
1
, атомный радиус 2,77 Å, атомный
объём 80,5-98 см3
/г-атом, радиус иона Fr+
1,81 Å. Плотность 2,48 г/см
3
, tпл-8-11о
, tким=6490-679о
С, потенциал
ионизации Frо
→Fr+
→Fr2+ 3,98 и 21 эВ, соответственно. Во всех соединениях франций проявляет степень
окисления +1. Оптический спектр Fr+ состоит из широконо дублета в красной и тесного дублета в
фиолетовой области спектра. Энтальпия образования газообразного иона Франция 106,8 ккал/моль. В
растворах франций ведёт себя как типичный щелочной металл, по свойствам он больше всего напоминает
цезий. Почти все соли франция хорошо растворимы в воде; при кристаллизации франций изоморфно
осаждается с гетерофосфорновольфрамовой и гетерофосфорномолибденовой кислотами из сильно кислых
растворов HCl и HNO3, c перхлоратом, пикратом, тартратом, гексахлорплатинатом и др. солями цезия, а
также кобальтонитритом натрия и цезия из углекислого раствора.
Табл. 10. Некоторые изотопы франция
Франций / Francium (Fr)
Атомный номер 87
Внешний вид радиоактивный щелочной металл
Свойства атома
Атомная масса (молярная
масса) 223,0197 а.е.м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Rn] 7s1
Химические свойства
Радиус иона (+1e) 180 пм
Электроотрицательность
(по Полингу) 0,7
Электродный потенциал Fr←Fr+ −2,92 В
Степени окисления +1
Термодинамические свойства
Температура плавления 300 K
Теплота плавления 15 кДж/моль
Температура кипения 950 K
Кристаллическая решётка
Структура решётки Кубическая
объёмноцентрированая
Являясь самым активным щелочным металлом, франций проявляет пониженную способность к
комплексообразованию и гидролизу. Большинство солей франция хорошо растворимы в воде. К трудно
растворимым соединениям франция относятся перхлорат, пикраткобальтинитрит, хлороплатинат и
некоторые другие соли, которые изоморфно соосаждаются с аналогичными солями цезия. Из сильно кислых
растворов франций количественно выделяется с гетерополикислотами состава H8[Si(W2О7)6]⋅nH2O и
H7[P(W2)6]⋅nН2O.
Среди галогенидов франция наиболее изучен хлорид. Важным свойством хлорида франция является
его летучесть; температура начала возгонки FrCl составляет в воздухе 225°
С, в вакууме 110°
С. Поведение
хлоридов Франция и цезия при различных температурах позволило создать методы разделения этих
элементов в виде летучих хлоридов.
Франций получают в микроколичествах, выделяя его из смеси) продуктов распада ряда актиноурана,
облученных препаратов радия, из смеси продуктов глубокого расщепления тория или других тяжелых
элементов. Достаточно сложной проблемой является также отделение франция от его специфического
носителя цезия.
Независимо от пути получения франция первой стадией его выделения чаще всего является
соосаждение с гетерополикислотами. Дальнейшая очистка производится методами ионного обмена и
распределительной хроматографии. Метод ионного обмена с применением катионитов КУ-1 и Дауэкс-50 с
успехом используется как для выделения франция из продуктов распада ряда актиноурана (рис. 30), так и для
отделения франция от цезия (рис. 31). В качестве элюентов используются растворы НС1 различной
концентрации. Отделение этим методом Франция от тяжелых щелочных металлов основано на увеличении
коэффициента распределения с уменьшением радиуса гидратированного иона в ряду Rb < Cs < Fr.
В последнее время выделение франция осуществляется методом экстракционной хроматографии,
основанным на экстракции тетрафенилбората франция нитробензолом, нанесенным на силикагель. Франций
и цезий элюируются из колонки растворами соляной или азотной кислот различной концентрации.
Отделение франция от других природных радиоактивных элементов (Ac, Th и др.) можно провести
экстракционными или хроматографическими методами. Отделение Франция от актиния достигается
осаждением последнего аммиаком, сульфидом аммония, карбонатом натрия или фтористоводородной
кислотой, с использованием лантана, как носителя. Франций при этом остаётся в растворе, из которого он
концентрируется (после добавления в качестве носителя цезия).

Франций (лат. Francium), Fr, химический элемент I группы периодической системы
Менделеева, атомный номер 87, атомная масса 223,0197, наиболее тяжелый элемент
группы щелочных металлов
Назван по имени Франции, родины М. Пере, открывшей (по радиоактивности) элемент
(открытие – 1939; присвоение названия - 1964) среди продуктов распада ряда 235U. М.
Перей удалось доказать, что ядра 227Ac в 12 случаях из 1000 испускают α-частицы и при
этом переходят в ядра элемента №87 с массовым числом 223, который и выделила Перей
(AcK). Франций образуется при α-распаде 227Ас по схеме
Один из редчайших и наименее устойчивых из всех радиоактивных элементов, встречающихся в природе.
3.1 Изотопы франция
Известно более 25 изотопов франция с массовыми числами от 203 до 229; все они очень неустойчивы
(периоды полураспада от 22 мин до 5⋅10-3 с). Из них 223Fr и
224Fr встречаются в природе, являясь членами
естественных радиоактивных семейств 235U и 232Th. Наиболее долгоживущий β-радиоактивный 223Fr (T1/2 =
21,8 мин, испускает β-лучи, Емакс=1,2 МэВ и α-частицы с пробегом в воздухе 3,5 см) – член одной из
побочных ветвей радиоактивного ряда урана-235 и может быть выделен из природных урановых минералов.
Другой важный изотоп франция 222Fr (α, ЭЗ) и имеет период полураспада 19,3 мин. 212Fr может быть
получен в результате реакций глубокого расщепления урана и тория протонами высоких энергий. 227Ac → 223Fr 1,4 процента, сопровождается α-излучением
227Ac → 227Th 98,6 процентов, сопровождается β-излучением
Наиболее важным источником 22Э
Fr являются препараты актиния, получающиеся при нейтронном облучении
радия по схеме
Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc RuRh PdAg Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs MtDsRgUubUutUuqUupUuhUusUuo
La Ce Pr Nd PmSmEuGdTb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Его старое название— «актиний К» (AcK). Как член радиоактивного ряда 235U, 223Fr в ничтожных
количествах присутствует в природе, причём 1 атом Fr приходится на 3·1018 атомов природного урана. В
равновесии с 1 кюри 227Ас находится 2,510-8 г 223Fr. Согласно расчёту, в поверхностном слое Земли
толщиной 1,6 км содержится около 24,5 г Fr. По оценкам, его равновесное содержание в земной коре равно
340 г. Кроме того, в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда тория содержится франций-224 с
периодом полураспада 3,0 минуты. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0,5 г.
Микроскопические количества 223Fr и
224Fr могут быть химически выделены из минералов урана и тория.
Другие изотопы франция получают искусственным путём с помощью ядерных реакций. Изотопы Франция
образуются при реакциях глубокого отщепления на тории, а также в реакциях многозарядных ионов,
ускоренных до высоких энергий, с различными элементами, например 197Au(16O,xn)213Fr, 203Tl(12C,xn)215Fr,
208Pb(11B,xn)219Fr. 221Fr является продуктом распада ряда нептуния.
3.2 Физические и химические свойства
Нейтральный атом франция в основном состоянии имеет электронную конфигурацию [Rn]7s1
. В
соответствии с этим единственной степенью окисления франция является +1.
Свойства франция изучены недостаточно из-за невозможности выделения весомых количеств.
Химически самый активный из всех щелочных металлов - похож по свойствам на цезий. Всегда
сокристаллизуется с его соединениями. Плотность Fr может быть 2,5 г/см³, температура плавления 8—11 C
(экстраполяция по щелочным металлам), кипения 640—660 C
Все химические свойства франция изучены радиохимическими методами с использованием цезия в
качестве специфического носителя. Массы франция в этих опытах не превышают 10-15 г (массовая активность
223Fr составляет 1,7⋅1015 Бк/мг). В соответствии с положением в периодической системе франций должен
иметь более отрицательный стандартный потенциал E0
Me/Me+, чем цезий. Поэтому он может быть выделен
только на ртутном катоде. Однако амальгама франция очень неустойчива и разлагается через несколько
минут после выключения тока.
Конфигурация внешней электронной оболочки атома франция. 7s
1
, атомный радиус 2,77 Å, атомный
объём 80,5-98 см3
/г-атом, радиус иона Fr+
1,81 Å. Плотность 2,48 г/см
3
, tпл-8-11о
, tким=6490-679о
С, потенциал
ионизации Frо
→Fr+
→Fr2+ 3,98 и 21 эВ, соответственно. Во всех соединениях франций проявляет степень
окисления +1. Оптический спектр Fr+ состоит из широконо дублета в красной и тесного дублета в
фиолетовой области спектра. Энтальпия образования газообразного иона Франция 106,8 ккал/моль. В
растворах франций ведёт себя как типичный щелочной металл, по свойствам он больше всего напоминает
цезий. Почти все соли франция хорошо растворимы в воде; при кристаллизации франций изоморфно
осаждается с гетерофосфорновольфрамовой и гетерофосфорномолибденовой кислотами из сильно кислых
растворов HCl и HNO3, c перхлоратом, пикратом, тартратом, гексахлорплатинатом и др. солями цезия, а
также кобальтонитритом натрия и цезия из углекислого раствора.
Табл. 10. Некоторые изотопы франция
Франций / Francium (Fr)
Атомный номер 87
Внешний вид радиоактивный щелочной металл
Свойства атома
Атомная масса (молярная
масса) 223,0197 а.е.м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Rn] 7s1
Химические свойства
Радиус иона (+1e) 180 пм
Электроотрицательность
(по Полингу) 0,7
Электродный потенциал Fr←Fr+ −2,92 В
Степени окисления +1
Термодинамические свойства
Температура плавления 300 K
Теплота плавления 15 кДж/моль
Температура кипения 950 K
Кристаллическая решётка
Структура решётки Кубическая
объёмноцентрированая
Являясь самым активным щелочным металлом, франций проявляет пониженную способность к
комплексообразованию и гидролизу. Большинство солей франция хорошо растворимы в воде. К трудно
растворимым соединениям франция относятся перхлорат, пикраткобальтинитрит, хлороплатинат и
некоторые другие соли, которые изоморфно соосаждаются с аналогичными солями цезия. Из сильно кислых
растворов франций количественно выделяется с гетерополикислотами состава H8[Si(W2О7)6]⋅nH2O и
H7[P(W2)6]⋅nН2O.
Среди галогенидов франция наиболее изучен хлорид. Важным свойством хлорида франция является
его летучесть; температура начала возгонки FrCl составляет в воздухе 225°
С, в вакууме 110°
С. Поведение
хлоридов Франция и цезия при различных температурах позволило создать методы разделения этих
элементов в виде летучих хлоридов.
Франций получают в микроколичествах, выделяя его из смеси) продуктов распада ряда актиноурана,
облученных препаратов радия, из смеси продуктов глубокого расщепления тория или других тяжелых
элементов. Достаточно сложной проблемой является также отделение франция от его специфического
носителя цезия.
Независимо от пути получения франция первой стадией его выделения чаще всего является
соосаждение с гетерополикислотами. Дальнейшая очистка производится методами ионного обмена и
распределительной хроматографии. Метод ионного обмена с применением катионитов КУ-1 и Дауэкс-50 с
успехом используется как для выделения франция из продуктов распада ряда актиноурана (рис. 30), так и для
отделения франция от цезия (рис. 31). В качестве элюентов используются растворы НС1 различной
концентрации. Отделение этим методом Франция от тяжелых щелочных металлов основано на увеличении
коэффициента распределения с уменьшением радиуса гидратированного иона в ряду Rb < Cs < Fr.
В последнее время выделение франция осуществляется методом экстракционной хроматографии,
основанным на экстракции тетрафенилбората франция нитробензолом, нанесенным на силикагель. Франций
и цезий элюируются из колонки растворами соляной или азотной кислот различной концентрации.
Отделение франция от других природных радиоактивных элементов (Ac, Th и др.) можно провести
экстракционными или хроматографическими методами. Отделение Франция от актиния достигается
осаждением последнего аммиаком, сульфидом аммония, карбонатом натрия или фтористоводородной
кислотой, с использованием лантана, как носителя. Франций при этом остаётся в растворе, из которого он
концентрируется (после добавления в качестве носителя цезия).

Тяжёлая вода (оксид дейтерия) — имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: D2O или 2H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.

По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды. Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной, константы диссоциации молекулы тяжёлой воды меньше таковых для обычной воды.

Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году году. А уже в 1933 году Гильберт Льюис получил чистую тяжёловодородную воду путём электролиза обычной воды.

В природных водах соотношение между тяжёлой и обычной водой составляет 1:5500 (в предположении, что весь дейтерий находится в виде тяжёлой воды D2O, хотя на самом деле он частично находится в составе полутяжёлой воды HDO).

Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими показали, что замещение 25% водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного. Однако некоторые микроорганизмы способны жить в 70%-ной тяжёлой воде) (простейшие) и даже в чистой тяжёлой воде (бактерии). Человек может без видимого вреда для здоровья выпить стакан тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. В этом отношении тяжёлая вода менее токсична, чем, например, поваренная соль.

Тяжёлая вода накапливается в остатке электролита при многократном электролизе воды. На открытом воздухе тяжёлая вода быстро поглощает пары обычной воды, поэтому можно сказать, что она гигроскопична. Производство тяжёлой воды очень энергоёмко, поэтому её стоимость довольно высока (ориентировочно 200-250 долларов за кг).

Физические свойства обычной и тяжёлой воды

Физические свойства
D2O
H2O

Молекулярная масса
20
18

Плотность при 20°C (г/см3)
1,1050
0,9982

t° кристаллизации (°C)
3,8
0

t° кипения (°C)
101,4
100
Свойства тяжёлой воды

Важнейшим свойством тяжёлой воды является то, что она практически не поглощает нейтроны, поэтому используется в ядерных реакторах для торможения нейтронов и в качестве теплоносителя. Она используется также в качестве изотопного индикатора в химии и биологии. В физике элементарных частиц тяжёлая вода используется для детектирования нейтрино; так, крупнейший детектор солнечных нейтрино в Канаде содержит 1 килотонну тяжёлой воды.

Российскими учёными из ПИЯВ разработаны на опытных установках оригинальные технологии получения и очистки тяжелой воды. В 1995 была введена в эксплуатацию первая в России и одна из первых в мире опытно-промышленная установка на основе метода изотопного обмена в системе вода-водород и электролиза воды (ЭВИО).

Высокая эффективность установки ЭВИО дает возможность получать тяжелую воду с содержанием дейтерия > 99,995 % ат. Отработанная технология обеспечивает высокое качество тяжелой воды, включая глубокую очистку тяжелой воды от трития до остаточной активности, позволяющей без ограничений использовать тяжелую воду в медицинских и научных целях. Возможности установки позволяют полностью обеспечить потребности российских предприятий и организаций в тяжелой воде и дейтерии, а также экспортировать часть продукции. За время работы для нужд Росатома и других предприятий России были произведены более 20 тонн тяжёлой воды и десятки килограммов газообразного дейтерия.

Существует также и полутяжёлая (или дейтериевая) вода, у которой только один атом водорода замещен дейтерием. Формулу такой воды записывают так: DHO.

Термин тяжёлая вода применяют также по отношению к воде, у которой любой из атомов заменен тяжёлым изотопом:

• к тяжёлокислородной воде (в ней лёгкий изотоп кислорода 16O замещен тяжёлыми изотопами 17O или 18O),

• к тритиевой и сверхтяжёлой воде (содержащей вместо атомов 1H его радиоактивный изотоп тритий 3H).

Если подсчитать все возможные различные соединения с общей формулой Н2О, то общее количество возможных «тяжёлых вод» достигнет 48. Из них 39 вариантов — радиоактивные, а стабильных вариантов всего девять: Н216O, Н217O, Н218O, HD16O, HD17O, HD18O, D216O, D217O, D218O. На сегодняшний день в лабораториях получены не все варианты тяжёлой воды.

Тяжелая вода играет значительную роль в различных биологических процессах. Российские исследователи давно обнаружили, что тяжелая вода тормозит рост бактерий, водорослей, грибов, высших растений и культуры тканей животных. А вот вода со сниженной до 50% концентрацией дейтерия (так называемая "бездейтериевая" вода) обладает антимутагенными свойствами, способствует увеличению биомассы и количества семян, ускоряет развитие половых органов и стимулирует сперматогенез у птиц.

За рубежом пробовали поить тяжелой водой мышей со злокачественными опухолями. Та вода оказалась по настоящему мертвой: и опухоли губила, и мышей. Различные исследователи установили, что тяжелая вода действует отрицательно на растительные и живые организмы. Подопытных собак, крыс и мышей поили водой, треть которой была заменена тяжелой водой. Через недолгое время начиналось расстройство обмена веществ животных, разрушались почки. При увеличении доли тяжелой воды животные погибали. И наоборот, снижение содержания дейтерия на 25% ниже нормы в воде, которую давали животным, благотворно сказалось на их развитии: свиньи, крысы и мыши дали потомство, во много раз многочисленнее и крупнее обычного, а яйценосность кур поднялась вдвое.

Тогда Российские исследователи взялись за "облегченную" воду. Эксперименты проводили на 3 моделях перевиваемых опухолей: карцинома легких Льюис, быстро растущая саркома матки и рак шейки матки, который развивается медленно. "Бездейтериевую" воду исследователи получали по технологии, разработанной в Институте космической биологии. В основе метода лежит электролиз дистиллированной воды. В опытных группах животные с перевитыми опухолями получали воду с пониженным содержанием дейтерия, в контрольных группах - обычную. Животные начали пить "облегченную" и контрольную воду в день перевивки опухоли и получали ее до последнего дня жизни.

Вода с пониженным содержанием дейтерия задерживает появление первых узелков на месте перевивки рака шейки матки. На время возникновения узелков других типов опухоли облегченная вода не действует. Но во всех опытных группах, начиная с первого дня измерений и практически до завершения эксперимента, объем опухолей был меньше, чем в контрольной группе. К сожалению, хотя тяжёлая вода и тормозит развитие всех исследованных опухолей, жизнь экспериментальным мышам она не продлевает.

И тогда раздались голоса в пользу полного изъятия дейтерия из употребленной в пищу воды. Это привело бы к ускорению обменных процессов в организме человека, а, следовательно, к увеличению его физической и интеллектуальной активности. Но вскоре возникли опасения, что полное изъятие из воды дейтерия приведет к сокращению общей длительности человеческой жизни. Ведь известно, что наш организм почти на 70% состоит из воды. И в этой воде 0,015% дейтерия. По количественному содержанию (в атомных процентах) он занимает 12-е место среди химических элементов, из которых состоит организм человека. В этом отношении его следует отнести к разряду микроэлементов. Содержание таких микроэлементов как медь, железо, цинк, молибден, марганец в нашем теле в десятки и сотни раз меньше, чем дейтерия. Что же случится, если удалить весь дейтерий? На этот вопрос науке еще предстоит ответить. Пока же несомненным является тот факт, что, меняя количественное содержание дейтерия в растительном или животном организме, мы можем ускорять или замедлять ход жизненных процессов.

Тяжёлая вода (оксид дейтерия) — имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: D2O или 2H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.

По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды. Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной, константы диссоциации молекулы тяжёлой воды меньше таковых для обычной воды.

Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году году. А уже в 1933 году Гильберт Льюис получил чистую тяжёловодородную воду путём электролиза обычной воды.

В природных водах соотношение между тяжёлой и обычной водой составляет 1:5500 (в предположении, что весь дейтерий находится в виде тяжёлой воды D2O, хотя на самом деле он частично находится в составе полутяжёлой воды HDO).

Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими показали, что замещение 25% водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного. Однако некоторые микроорганизмы способны жить в 70%-ной тяжёлой воде) (простейшие) и даже в чистой тяжёлой воде (бактерии). Человек может без видимого вреда для здоровья выпить стакан тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. В этом отношении тяжёлая вода менее токсична, чем, например, поваренная соль.

Тяжёлая вода накапливается в остатке электролита при многократном электролизе воды. На открытом воздухе тяжёлая вода быстро поглощает пары обычной воды, поэтому можно сказать, что она гигроскопична. Производство тяжёлой воды очень энергоёмко, поэтому её стоимость довольно высока (ориентировочно 200-250 долларов за кг).

Физические свойства обычной и тяжёлой воды

Физические свойства
D2O
H2O

Молекулярная масса
20
18

Плотность при 20°C (г/см3)
1,1050
0,9982

t° кристаллизации (°C)
3,8
0

t° кипения (°C)
101,4
100
Свойства тяжёлой воды

Важнейшим свойством тяжёлой воды является то, что она практически не поглощает нейтроны, поэтому используется в ядерных реакторах для торможения нейтронов и в качестве теплоносителя. Она используется также в качестве изотопного индикатора в химии и биологии. В физике элементарных частиц тяжёлая вода используется для детектирования нейтрино; так, крупнейший детектор солнечных нейтрино в Канаде содержит 1 килотонну тяжёлой воды.

Российскими учёными из ПИЯВ разработаны на опытных установках оригинальные технологии получения и очистки тяжелой воды. В 1995 была введена в эксплуатацию первая в России и одна из первых в мире опытно-промышленная установка на основе метода изотопного обмена в системе вода-водород и электролиза воды (ЭВИО).

Высокая эффективность установки ЭВИО дает возможность получать тяжелую воду с содержанием дейтерия > 99,995 % ат. Отработанная технология обеспечивает высокое качество тяжелой воды, включая глубокую очистку тяжелой воды от трития до остаточной активности, позволяющей без ограничений использовать тяжелую воду в медицинских и научных целях. Возможности установки позволяют полностью обеспечить потребности российских предприятий и организаций в тяжелой воде и дейтерии, а также экспортировать часть продукции. За время работы для нужд Росатома и других предприятий России были произведены более 20 тонн тяжёлой воды и десятки килограммов газообразного дейтерия.

Существует также и полутяжёлая (или дейтериевая) вода, у которой только один атом водорода замещен дейтерием. Формулу такой воды записывают так: DHO.

Термин тяжёлая вода применяют также по отношению к воде, у которой любой из атомов заменен тяжёлым изотопом:

• к тяжёлокислородной воде (в ней лёгкий изотоп кислорода 16O замещен тяжёлыми изотопами 17O или 18O),

• к тритиевой и сверхтяжёлой воде (содержащей вместо атомов 1H его радиоактивный изотоп тритий 3H).

Если подсчитать все возможные различные соединения с общей формулой Н2О, то общее количество возможных «тяжёлых вод» достигнет 48. Из них 39 вариантов — радиоактивные, а стабильных вариантов всего девять: Н216O, Н217O, Н218O, HD16O, HD17O, HD18O, D216O, D217O, D218O. На сегодняшний день в лабораториях получены не все варианты тяжёлой воды.

Тяжелая вода играет значительную роль в различных биологических процессах. Российские исследователи давно обнаружили, что тяжелая вода тормозит рост бактерий, водорослей, грибов, высших растений и культуры тканей животных. А вот вода со сниженной до 50% концентрацией дейтерия (так называемая "бездейтериевая" вода) обладает антимутагенными свойствами, способствует увеличению биомассы и количества семян, ускоряет развитие половых органов и стимулирует сперматогенез у птиц.

За рубежом пробовали поить тяжелой водой мышей со злокачественными опухолями. Та вода оказалась по настоящему мертвой: и опухоли губила, и мышей. Различные исследователи установили, что тяжелая вода действует отрицательно на растительные и живые организмы. Подопытных собак, крыс и мышей поили водой, треть которой была заменена тяжелой водой. Через недолгое время начиналось расстройство обмена веществ животных, разрушались почки. При увеличении доли тяжелой воды животные погибали. И наоборот, снижение содержания дейтерия на 25% ниже нормы в воде, которую давали животным, благотворно сказалось на их развитии: свиньи, крысы и мыши дали потомство, во много раз многочисленнее и крупнее обычного, а яйценосность кур поднялась вдвое.

Тогда Российские исследователи взялись за "облегченную" воду. Эксперименты проводили на 3 моделях перевиваемых опухолей: карцинома легких Льюис, быстро растущая саркома матки и рак шейки матки, который развивается медленно. "Бездейтериевую" воду исследователи получали по технологии, разработанной в Институте космической биологии. В основе метода лежит электролиз дистиллированной воды. В опытных группах животные с перевитыми опухолями получали воду с пониженным содержанием дейтерия, в контрольных группах - обычную. Животные начали пить "облегченную" и контрольную воду в день перевивки опухоли и получали ее до последнего дня жизни.

Вода с пониженным содержанием дейтерия задерживает появление первых узелков на месте перевивки рака шейки матки. На время возникновения узелков других типов опухоли облегченная вода не действует. Но во всех опытных группах, начиная с первого дня измерений и практически до завершения эксперимента, объем опухолей был меньше, чем в контрольной группе. К сожалению, хотя тяжёлая вода и тормозит развитие всех исследованных опухолей, жизнь экспериментальным мышам она не продлевает.

И тогда раздались голоса в пользу полного изъятия дейтерия из употребленной в пищу воды. Это привело бы к ускорению обменных процессов в организме человека, а, следовательно, к увеличению его физической и интеллектуальной активности. Но вскоре возникли опасения, что полное изъятие из воды дейтерия приведет к сокращению общей длительности человеческой жизни. Ведь известно, что наш организм почти на 70% состоит из воды. И в этой воде 0,015% дейтерия. По количественному содержанию (в атомных процентах) он занимает 12-е место среди химических элементов, из которых состоит организм человека. В этом отношении его следует отнести к разряду микроэлементов. Содержание таких микроэлементов как медь, железо, цинк, молибден, марганец в нашем теле в десятки и сотни раз меньше, чем дейтерия. Что же случится, если удалить весь дейтерий? На этот вопрос науке еще предстоит ответить. Пока же несомненным является тот факт, что, меняя количественное содержание дейтерия в растительном или животном организме, мы можем ускорять или замедлять ход жизненных процессов.

Тяжёлая вода (оксид дейтерия) — имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: D2O или 2H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.

По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды. Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной, константы диссоциации молекулы тяжёлой воды меньше таковых для обычной воды.

Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году году. А уже в 1933 году Гильберт Льюис получил чистую тяжёловодородную воду путём электролиза обычной воды.

В природных водах соотношение между тяжёлой и обычной водой составляет 1:5500 (в предположении, что весь дейтерий находится в виде тяжёлой воды D2O, хотя на самом деле он частично находится в составе полутяжёлой воды HDO).

Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими показали, что замещение 25% водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного. Однако некоторые микроорганизмы способны жить в 70%-ной тяжёлой воде) (простейшие) и даже в чистой тяжёлой воде (бактерии). Человек может без видимого вреда для здоровья выпить стакан тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. В этом отношении тяжёлая вода менее токсична, чем, например, поваренная соль.

Тяжёлая вода накапливается в остатке электролита при многократном электролизе воды. На открытом воздухе тяжёлая вода быстро поглощает пары обычной воды, поэтому можно сказать, что она гигроскопична. Производство тяжёлой воды очень энергоёмко, поэтому её стоимость довольно высока (ориентировочно 200-250 долларов за кг).

Физические свойства обычной и тяжёлой воды

Физические свойства
D2O
H2O

Молекулярная масса
20
18

Плотность при 20°C (г/см3)
1,1050
0,9982

t° кристаллизации (°C)
3,8
0

t° кипения (°C)
101,4
100
Свойства тяжёлой воды

Важнейшим свойством тяжёлой воды является то, что она практически не поглощает нейтроны, поэтому используется в ядерных реакторах для торможения нейтронов и в качестве теплоносителя. Она используется также в качестве изотопного индикатора в химии и биологии. В физике элементарных частиц тяжёлая вода используется для детектирования нейтрино; так, крупнейший детектор солнечных нейтрино в Канаде содержит 1 килотонну тяжёлой воды.

Российскими учёными из ПИЯВ разработаны на опытных установках оригинальные технологии получения и очистки тяжелой воды. В 1995 была введена в эксплуатацию первая в России и одна из первых в мире опытно-промышленная установка на основе метода изотопного обмена в системе вода-водород и электролиза воды (ЭВИО).

Высокая эффективность установки ЭВИО дает возможность получать тяжелую воду с содержанием дейтерия > 99,995 % ат. Отработанная технология обеспечивает высокое качество тяжелой воды, включая глубокую очистку тяжелой воды от трития до остаточной активности, позволяющей без ограничений использовать тяжелую воду в медицинских и научных целях. Возможности установки позволяют полностью обеспечить потребности российских предприятий и организаций в тяжелой воде и дейтерии, а также экспортировать часть продукции. За время работы для нужд Росатома и других предприятий России были произведены более 20 тонн тяжёлой воды и десятки килограммов газообразного дейтерия.

Существует также и полутяжёлая (или дейтериевая) вода, у которой только один атом водорода замещен дейтерием. Формулу такой воды записывают так: DHO.

Термин тяжёлая вода применяют также по отношению к воде, у которой любой из атомов заменен тяжёлым изотопом:

• к тяжёлокислородной воде (в ней лёгкий изотоп кислорода 16O замещен тяжёлыми изотопами 17O или 18O),

• к тритиевой и сверхтяжёлой воде (содержащей вместо атомов 1H его радиоактивный изотоп тритий 3H).

Если подсчитать все возможные различные соединения с общей формулой Н2О, то общее количество возможных «тяжёлых вод» достигнет 48. Из них 39 вариантов — радиоактивные, а стабильных вариантов всего девять: Н216O, Н217O, Н218O, HD16O, HD17O, HD18O, D216O, D217O, D218O. На сегодняшний день в лабораториях получены не все варианты тяжёлой воды.

Тяжелая вода играет значительную роль в различных биологических процессах. Российские исследователи давно обнаружили, что тяжелая вода тормозит рост бактерий, водорослей, грибов, высших растений и культуры тканей животных. А вот вода со сниженной до 50% концентрацией дейтерия (так называемая "бездейтериевая" вода) обладает антимутагенными свойствами, способствует увеличению биомассы и количества семян, ускоряет развитие половых органов и стимулирует сперматогенез у птиц.

За рубежом пробовали поить тяжелой водой мышей со злокачественными опухолями. Та вода оказалась по настоящему мертвой: и опухоли губила, и мышей. Различные исследователи установили, что тяжелая вода действует отрицательно на растительные и живые организмы. Подопытных собак, крыс и мышей поили водой, треть которой была заменена тяжелой водой. Через недолгое время начиналось расстройство обмена веществ животных, разрушались почки. При увеличении доли тяжелой воды животные погибали. И наоборот, снижение содержания дейтерия на 25% ниже нормы в воде, которую давали животным, благотворно сказалось на их развитии: свиньи, крысы и мыши дали потомство, во много раз многочисленнее и крупнее обычного, а яйценосность кур поднялась вдвое.

Тогда Российские исследователи взялись за "облегченную" воду. Эксперименты проводили на 3 моделях перевиваемых опухолей: карцинома легких Льюис, быстро растущая саркома матки и рак шейки матки, который развивается медленно. "Бездейтериевую" воду исследователи получали по технологии, разработанной в Институте космической биологии. В основе метода лежит электролиз дистиллированной воды. В опытных группах животные с перевитыми опухолями получали воду с пониженным содержанием дейтерия, в контрольных группах - обычную. Животные начали пить "облегченную" и контрольную воду в день перевивки опухоли и получали ее до последнего дня жизни.

Вода с пониженным содержанием дейтерия задерживает появление первых узелков на месте перевивки рака шейки матки. На время возникновения узелков других типов опухоли облегченная вода не действует. Но во всех опытных группах, начиная с первого дня измерений и практически до завершения эксперимента, объем опухолей был меньше, чем в контрольной группе. К сожалению, хотя тяжёлая вода и тормозит развитие всех исследованных опухолей, жизнь экспериментальным мышам она не продлевает.

И тогда раздались голоса в пользу полного изъятия дейтерия из употребленной в пищу воды. Это привело бы к ускорению обменных процессов в организме человека, а, следовательно, к увеличению его физической и интеллектуальной активности. Но вскоре возникли опасения, что полное изъятие из воды дейтерия приведет к сокращению общей длительности человеческой жизни. Ведь известно, что наш организм почти на 70% состоит из воды. И в этой воде 0,015% дейтерия. По количественному содержанию (в атомных процентах) он занимает 12-е место среди химических элементов, из которых состоит организм человека. В этом отношении его следует отнести к разряду микроэлементов. Содержание таких микроэлементов как медь, железо, цинк, молибден, марганец в нашем теле в десятки и сотни раз меньше, чем дейтерия. Что же случится, если удалить весь дейтерий? На этот вопрос науке еще предстоит ответить. Пока же несомненным является тот факт, что, меняя количественное содержание дейтерия в растительном или животном организме, мы можем ускорять или замедлять ход жизненных процессов.

В средние века алхимики пользовались весьма красочным языком для описания своих изысканий и „субстанций", с которыми имели дело. Всякую жидкость они называли «аква» (лат. aqua) — вода [отсюда в русский язык вошли — аквариум, акведук, акватория, акванавт, акваланг (от лат. aqua и англ. lung — легкое) ], а к этому прибавляли какое-то образное определение. Когда путем перегонки вина научились получать спирт, его раствор доста­точно высокой концентрации, способный гореть, был назван «аква арденс» (лат. aqua ardens) — огненная вода. Раствор, которые содержит еще больше спирта, называли «аква витэ» (лат. aqua vitae) — живая вода, воз­можно оттого, что выпившему такой „воды" казалось, будто начинается новая жизнь.
В XIII в. алхимики открыли сильные минеральные кислоты (см. Ацетат). Это явилось поворотным пунктом в развитии всей химии — кислоты растворяли многие нерастворимые в воде вещества. Самой сильной, известной еще с античных времен была уксусная кислота, но вновь открытые минеральные кислоты были в миллион раз сильнее, что сде­лало возможными многие химические реакции и процессы. Когда открыли азотную кислоту (см. Вискоза), ее называли «аква фортис» (лат. aqua fortis) — сильная, крепкая вода, потому что она разъедала почти все, с чем вступала в контакт, включая известные тогда металлы, за исключением золота. Тремя веками позже открыли соляную кислоту, или хлористый аммоний. Оказалось, что смесь азотной и соляной кислот действует еще силь­нее, в ней растворялось даже золото (соляная кислота, реагируя с азотной, высвобождает хлор, что приводит к позеленению раствора, а свободный хлор атакует золото) А раз золото — царь металлов, то и «вода», которая растворяет его, должна быть царем вод, поэтому ее назвали аква регия (лат. aqua regia) — царская водка (правильнее было бы «царская вода»).
Названия, данные алхимиками, почти не сохрани­лись до наших дней, но царской водкой и сегодня называют смесь азотной и соляной кислот в отношении 1 к 3 или 4 (в последнем случае она растворяет и платину).
Каков же механизм растворения благородных металлов в царской водке?

1) Азотная кислота окисляет соляную
HNO3 + 3HCl = NOCl + Cl2 + 2H2O.
2) При этом возникают два активных вещества: хлор и нитрозилхлорид, которые в состоянии растворить золото:
Au + NOCl2 + Cl2 = AuCl3 + NO.
3) Хлорид золота немедленно присоединяет ещё молекулу HCl, образуя тетрахлорозолотую кислоту, которая известна в обиходе как «хлорное золото»: AuCl3 + HCl = H (AuCl4).

ТРИТИЙ – (сверхтяжелый водород), один из изотопов водорода, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Радиоактивен, период полураспада – 12,26 года; при бета-распаде превращается в гелий-3. Температура плавления – 252,2° С, температура кипения – 248,1° С.
В погоне за тритием. Почти сразу же после открытия дейтерия (см. ДЕЙТЕРИЙ И ТЯЖЕЛАЯ ВОДА) начались поиски в природе трития – третьего сверхтяжелого изотопа водорода, в ядре которого помимо одного протона есть два нейтрона. Физикам было очевидно, что если тритий есть в обычном водороде, он будет концентрироваться вместе с дейтерием. Поэтому сразу несколько групп исследователей, которые наладили получение тяжелой воды или имели доступ к ней, включились в погоню за новым изотопом, используя для поисков разные методы. Впоследствии обнаружилось, что почти все методы принципиально не могли дать положительных результатов, так как не обладали нужной чувствительностью.

Уже в первой работе Г.Юри, в которой был открыт дейтерий, была сделана попытка обнаружить и тритий – точно таким же образом, по заранее предсказанному теорией положению спектральных линий. Однако на спектрограммах не было даже намека на эти линии, что, в общем, не удивило исследователей. Если дейтерия в обычном водороде всего сотые доли процента, то вполне вероятно, что трития намного меньше. Вывод был ясен: надо увеличивать как чувствительность анализа, так и степень обогащения водорода его тяжелыми изотопами.

В начале 1933 известный американский физикохимик, автор теории электронных пар Гилберт Льюис совместно с химиком Франком Спеддингом повторил опыт Юри. На этот раз в распоряжении исследователей был сильно обогащенный образец, содержащий 67% дейтерия. Такой образец уже при 2-минутной экспозиции в спектрографе давал на фотопластинке четкие линии дейтерия. Но и за 40 часов экспозиции то место на пластинке, где по теории должны были проявиться линии трития, оставалось совершенно чистым. Это означало, что содержание в обычном водороде трития по крайней мере меньше, чем 1:6·106, т.е. менее одного атома 3H на 6 миллионов атомов 1H. Отсюда был сделан такой вывод: надо брать еще более концентрированные образцы, то есть подвергать электролизу уже не обычную воду для накопления D2O, а тяжелую воду для накопления Т2О (или, по крайней мере, DТО). На практике это означало, что исходной тяжелой воды надо было взять столько, сколько раньше брали обычной воды для получения тяжелой!

Синтез трития. Пока спектроскописты и масс-спектрометристы публиковали один за другим сообщения о тритии, которые все оказались ложными, тритий был получен искусственно. Это произошло в лаборатории патриарха ядерной физики Эрнста Резерфорда. В марте 1934 в выходящем в Англии журнале «Nature» («Природа») была опубликована небольшая заметка, подписанная М.Л.Олифантом, П.Хартеком и Резерфордом (фамилия лорда Резерфорда не требовала при публикации инициалов!). Несмотря на скромное название заметки: Эффект трансмутации, полученный с тяжелым водородом, она сообщала миру о важном достижении – получении третьего изотопа водорода. Соавторами работы были молодой австралиец Марк Лоуренс Олифант и австриец Пауль Хартек. И если Олифант стал впоследствии академиком и директором Физического института университета Канберры, то судьба Хартека сложилась иначе. Своеобразно понимая свой долг перед немецкой наукой, он в 1934 решил возвратиться в Германию и работать для нацистского режима. В 1939 он написал письмо в высшие военные инстанции Германии о возможности создания атомного оружия, а затем попытался построить урановый котел – к счастью, безуспешно.

В 1933 лабораторию в Кембридже посетил Г.Льюис из Беркли, который подарил Резерфорду три крошечные стеклянные ампулки почти чистой тяжелой воды. Их общий объем был всего 0,5 мл. Олифант получил из этой воды немного чистого дейтерия, который служил для получения пучков ионов D+, разгонявшихся в разрядной трубке до высоких энергий. А Хартек синтезировал соединения, в которых атомы водорода были частично заменены атомами дейтерия. Так были получены ничтожные количества «утяжеленного» хлорида аммония путем обменных реакций NH4Cl + D2O NH3DCl + HDO, NH3DCl + D2O NH2D2Cl + HDO и т.д. При бомбардировке дейтерированного хлорида аммония разогнанными ионами D+ наблюдался очень интенсивный поток новых частиц. Как оказалось, это были ядра нового изотопа водорода – трития (их назвали тритонами). Стало очевидным также, что впервые в истории удалось наблюдать ядерный синтез: два атома дейтерия, сливаясь вместе, образовывали неустойчивое ядро гелия-4, которое затем распадалось с образованием трития и протона: 4He ® 3H + 1H.

В том же году Резерфорд уже демонстрировал новые ядерные превращения на своих лекциях: счетчик частиц был соединен через усилитель с громкоговорителем, так что в аудитории раздавались громкие щелчки, которые по мере повышения напряжения на разрядной трубке становились все чаще. При этом на каждый миллион дейтериевых «снарядов», попадающих в мишень, получался один атом трития – это очень много для ядерных реакций такого типа.

Итак, первый тритий был получен искусственно, в результате ядерных реакций. Вопрос о существовании его в природе оставался открытым. Искусственный синтез трития в Кембридже только подхлестнул исследователей, проводивших концентрирование тяжелой воды во все больших и больших масштабах в надежде найти тритий в природном источнике. Так, физики и химики из Принстонского университета, объединив усилия, в 1935 подвергли электролизу уже 75 тонн воды – почти две железнодорожные цистерны! В результате титанических усилий была получена крохотная ампула с остатком обогащенной воды объемом всего 0,5 мл. Это было рекордное концентрирование – в 150 миллионов раз! Масс-спектральный анализ этого остатка не дал ничего нового – в спектре по-прежнему присутствовал пик, отвечающий массе 5, который был приписан ионам (DT)+, а оценка содержания трития в природе с учетом огромного концентрирования дала отношение Т:Н ~ 7:1010, то есть не больше одного атома Т на 70 миллиардов атомов Н.

Возникла проблема, как лучше всего поступить с этим драгоценным образцом. Вероятно, единственным человеком в мире, способным непосредственно различить в масс-спектрометре очень близкие по массе ионы (DT)+ и «маскирующиеся» под них ионы (DDH)+, был нобелевский лауреат Ф.У.Астон – выдающийся специалист в области масс-спектрометрического анализа. Именно ему было решено передать образец для анализа. Результат был обескураживающим: не было никаких следов присутствия ионов DT+! Соответственно оценка отношения T:H было снижено до 1:1012. Стало очевидным, что если тритий и присутствует в природных источниках, то в таких ничтожных количествах, что его выделение из них сопряжено с неимоверными, если вообще преодолимыми трудностями.

Обнаружение природного трития. Может ли тритий быть радиоактивным? Уже Резерфорд после неудачи со своим грандиозным опытом не исключал такой возможности. Расчеты также говорили о том, что ядро трития должно быть нестабильным и, следовательно, он должен быть радиоактивным. Именно радиоактивностью трития со сравнительно небольшим временем жизни можно было объяснить ничтожные его количества в природе. Действительно, вскоре радиоактивности у трития была обнаружена экспериментально. Конечно, это был искусственно полученный тритий. В течение 5 месяцев не было заметно спада радиоактивности. Из этого следовало, с учетом точности экспериментов, что период полураспада трития не меньше 10 лет. Современные измерения дают для периода полураспада трития 12,262 года.

При распаде тритий испускает бета-частицы, превращаясь в гелий-3. Энергия излучения трития настолько мало, что оно не может пройти даже через тоненькую стенку счетчика Гейгера. Поэтому анализируемый на присутствие трития газ необходимо запускать внутрь счетчика. С другой стороны, малая энергия излучения имеет свои преимущества – с соединениями трития (если они нелетучи) работать не опасно: испускаемые им бета-лучи проходят в воздухе всего несколько миллиметров.

   ВОДОРОД в ПРИРОДЕ. ИЗОТОПЫ ВОДОРОДА [c.99]

    Для водорода известны, три изотопа специальные названия и обозначения Н — протий Н, терий В, Н тритий Т. Первые два встречаются в природе, третий получен искусственно. Обычно различия в химических свойствах изотопов ничтожно малы, но так как отношение масс у изотопов водорода больше, чем у изотопов других элементов, изотопы водорода химически заметно отличаются. [c.464]

    Супруги Жолио-Кюри первыми открыли явление искусственной радиоактивности. К настоящему времени получено более тысячи радиоактивных изотопов, не встречающихся в природе. У каждого элемента имеется один или несколько радиоактивных изотопов. Один радиоактивный изотоп имеется даже у водорода период полураспада водорода-3, называемого также тритием, составляет 12 лет. [c.173]

    Открыты три изотопа водорода — протий, обозггачается символом Н,, Н — дейтерий — символом D, IH — тритий — символом Т. Протий и дейтерий встречаются в природе, тритий синтезирован. В природном водороде содержание дейтерия достигает 0,02%. Дейтерий впервые был получен при электролизе природной воды в виде тяжелой воды D2O. В процессе электролитического разложения большого количества природной воды D2O концентрируется в остатке, так как при электролизе воды разряжение ионов происходит значительно быстрее, чем ионов D+. [c.246]

    В природе встречаются два стабильных изотопа водорода — Н (протий) и Н, или В (дейтерий), а также один радиоактивный — Н, или Т (тритий). Искусственно может быть получен неустойчивый изотоп Н. [c.97]


    Водород - Н аш . 2=1. А2=1,0СЗ (средняя относительная атомная масса, найденная с учетом распространенности в природе изотопов Н н О). [c.289]

    Существует два устойчивых изотопа водорода 1Н и Н. Более тяжелый изотоп называют дейтерием. В природном водороде его содержится 0,01 %. Изотоп 1Н называют тритием-, он радиоактивен и в природе не встречается. Относительная разница в массах водорода и дейтерия больше, чем для любой другой пары изотопов (исключая пару водород — тритий). По этой причине разница в свойствах водорода и дейтерия больше, чем у изотопов других элементов. [c.379]

    Книга не только окажет огромную помощь всем химикам и биологам, использующим в своей работе органические соединения, содержащие изотопы водорода, но будет стимулировать также новые исследования с применением изотопов этого играющего столь важную роль в природе элемента. [c.7]

    Растворы веществ различной природы в воде и других протонных растворителях представляют собой объекты, удобные для изучения методом изотопного замещения. Различие атомных масс изотопов водорода приводит к появлению достаточно больших и относительно легко измеряемых изотопных эффектов в растворах, отражающихся на параметрах протекающих в растворах процессов. [c.97]

    Ожидают, что реакторы синтеза первого поколения будут использовать цикл дейтерий — тритий. Горючими в этом случае будут дейтерий и литий, изотоп которого литий-6, составляя 7,5 % природного лития, под действием нейтронов превращается в тритий и гелий. В более отдаленном будущем будет, может быть, необходимо использовать только дейтерий — изотоп водорода, который содержится в природе в количестве 1 ч на 6500 ч водорода (0,015 %) его выделяют из тяжелой воды с использованием методик, предусматривающих дистилляцию, электролиз и химический обмен [4]  [c.26]

    При изучении реакционной способности органических веществ и взаимного влияния атомов в их молекулах существенно также то обстоятельство, что нередко удается заместить одни и те же атомы водорода на изотоп, применяя реагенты различной и даже противоположной природы (кислота — основание). Результаты, полученные для реакции замещения водорода на его изотоп, наиболее легко сопоставимы и поэтому позволяют особенно отчетливо выявить, как влияют реагент и среда на реакционную способность вещества. [c.307]