книги из ГПНТБ / Ершова З.В. Полоний и его применение

Рис. 11. Относительная активность, характеризующая выход изотопов полония с массовыми числами 193—199, в зависимо­ сти от энергии ионов 19F. Реакции:

а - ,87R e+,9F; 6 - 1,5R e + 9F.

тический интерес, в табл. 12—14 и на рис. 12 и 13 приведены наиболее полные их характеристики. На рис. 4 представлена зависимость сечения реакции син­ теза 208Ро от энергии частиц. Как видна, сечения акти-

Т а б л и ц а 17

Сечения реакций синтеза легких изотопов полония

30

вации ускоренными частицами очень малы, поэтому для обеспечения максимального выхода исследуемого изото­ па необходимо, чтобы паразитический захват нейтронов облучаемыми мишенями был как можно меньше. Кроме

того, свойства синтезированного изотопа изучаются не­ посредственно на мишени, поэтому присутствие посто­ ронних активированных примесей нежелательно. В тех же случаях, когда синтезированный элемент выделяется из материала мишени химическими методами, необхо­ димо его экспрессное выделение (для короткоживущих изотопов) с высокой степенью очистки от примесей, и в первую очередь от активированных. Наличие среди

31

активированных примесей изотопов, испускающих при распаде у-излучение, усложняет технику эксперимента. В связи с перечисленными трудностями к металлам-ми­ шеням предъявляются высокие требования по чистоте.

Так, при изготовлении мишеней —стержней металла из висмута для .нейтронного облучения применяется ме­ талл высокой степени чистоты: Bi — 99,9%; As<?10-5%; Fe<10-3%; Pb<ilO—1%; Sb<10-5% и A g<10-5% {21].

Особые требования предъявляются к изготовлению мишеней для синтеза изотопов под действием ускорен­ ных заряженных частиц. Во многих случаях необходимо применение обогащенных изотопов. Характеристика ма­ териалов мишеней для синтеза изотопов полония приве­ дена в табл. 18.

32 -

*Изотопные составы мишеней по данным работы [22].

***Изотопные составы мишеней по данным работы [23].

4. ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗОТОПОВ ПОЛОНИЯ

Полоний —первый радиоактивный элемент, открытый Марией и Пьером Кюри, и первый из тяжелых элемен­ тов, у которого не обнаружено устойчивого изотопа. 210Ро идентифицирован по виду излучения, энергии и скорости его распада. Радиоактивный распад 210Ро про­ исходит с испусканием а-частиц с. энергией 5,3 Мэе и сопровождается у-излучением. Выход составляет 1,1-10-3 у-кванта на один акт распада; 7Vz= 138,3 дня.

В настоящее время известно более 30 изотопов поло­ ния, обнаруженных в природных образованиях и полу­ ченных искусственным .путем при облучении тяжелых атомов нейтронами, ускоренными частицами и ионами.

2i°Po — первый из изотопов полония, полученных ис­ кусственным путем. В 1935 г. Ферми и др. {24] осущест­ вили реакцию на природном изотопе 209Bi под действием нейтронов с образованием изотопа 210Bi (RaE), при flраспаде которого образуется 210Ро. При облучении тяже­ лых металлов (Bi, Pb, Au, Re и др.) ускоренными части­ цами (a, d, р) с энергией 60—150 Мэе получены другие изотопы полония и среди них долгоживущие—2°8Ро 'и 20ВРо. Изотопы с массовыми числами 204, 206, 208, 211 обнаружены при облучении 238U ионами 20Ne и 40Аг {25]. Массовые числа известных изотопов полония лежат впределах 193—218. Все изотопы радиоактивны и боль­ шей частью являются а-йзлучателями. Периоды полу­

a-излучения, другие изотопы, и в первую очередь изото­ пы с очень малыми периодами .полураспада, распадают­ ся с испусканием а-частиц сложного спектра. Например, 214Ро (Г1/2= 1,5-10-4 сек) испускает а-частицы неодно­ родного состава. При малой относительной интенсивно­ сти (10~4) на 106 а-частиц с пробегом 7,683 см испуска­ ется 22 частицы с пробегом 9 см и три частицы с пробе­ гом 10 см. В настоящее время считается установленным существование сложного а-спектра (тонкая структура) для большинства а-излучателей. Это объясняется тем, что образующееся при распаде ядро находится в воз­ бужденном состоянии и a-переход осуществляется на

различные уровни конечного ядра. Переход возбужден­ ного ядра в основное состояние сопровождается 'у-излу- чением, энергия которого соответствует разности между энергиями а-распада, связанного с образованием основ­ ного уровня ядра, и а-распада с образованием возбуж­ денного уровня.

Физические свойства долгоживущих изотопов поло­ ния с массами 210, 209, 208 приведены в табл. 19. В табл. 20 даны физические свойства изотопов полония природных радиоактивных семейств и изотопа 213Ро — се-

Т а б л и ц а 19

Физические свойства изотопов полония с массами 210, 209, 208

36

Таблица 22

Гамма-спектр 2uPo(RaC') Интенсивность уровня (/) с энергией 2204 кэв

принята за единицу

38

П р о д о л ж е н и е т а б л . 22

1958 г. [26] 1966 г. [27] 1967 г. [28] 1969 г. [29]

39