Глава 13. Некоторые вопросы прикладной радиохимии
14.1 Получение ядерной энергии
Ядерная энергия может быть получена несколькими путями:
а) при радиоактивном распаде
Ra
Rn
+ ∆ E;
б) при синтезе тяжелых ядер из легких, например
D+T 4He + n +∆ E
в) при делении тяжелых ядер
235U + n 2 осколка + (2 -3) нейтрона + ∆ E
При радиоактивном распаде выделяется сравнительно небольшое количество энергии (менее 100 кэВ/ а.е.м.).
Реакции синтеза и деления имеют цепной характер и могут быть как управляемыми (термоядерные и ядерные реакторы), так и неуправляемыми (термоядерный и ядерный взрыв). Ядерные и термоядерные реакции сопровождаются выделением огромного количества энергии, измеряемого в МэВ.
Приложение
Радиоактивные семейства
Таблица 1. Семейство тория
Нуклид |
Излучение |
Период полураспада |
Энергия излучения, МэВ |
( А = 4n)
[ 99,99%]
[ 33,7%]
|
б
в
в
б
б
б
в, б
б в
б, в
б в
- |
1.41М1010 лет
6.7 лет
6.13 ч
1.91 лет
3.64 дня
51.5 c
0.15 c
3М10-4c 10.64 ч
60.6
3.7М10-7c 3.1 мин
∞ |
4.01
0.05
2.11
5.43
5.68
6.29
6.78
7.8 0.58
6.09
8.78 1.80
- |
Th
Ra
Ac
Th
Ra
Rn
Po
At(в)0,01%;
Pb(б)
Bi
Po(в)66,3%;
Tl
(б)
PbСемейство урано- радиевое
Нуклид |
Излучение |
Период полураспада |
Энергия излучения, МэВ |
( А = 4n+ 2) U
U
Th
Ra
Rn
[
At(в)0,03%;
[
Po
Pb |
б
в
в
б
б
б
б
в, б
б в
б в
б в
в
в
б
-
|
4.5М109 лет
24.1 дня
1.17 мин
2.47 М105 лет
8.0 М105 лет
1.602 М103 лет
3.82 дня
3.05 мин
2 c 26.8 мин
19.7 мин
1,64М10-4c 1,3 мин
21 лет
5.0 дня
138.4 дня
∞ |
4.2
0.19
2.29
4.77
4.68
4.78
5.49
6.0
6.7 1.03
5.51 3.26
7.69 2.3
3.06
1.16
5.31
- |
Th
Pa
Po
Pb(б)99,97%]
Bi
Po(в)99,96%;
Tl
(б)0,04%]
Pb
BiСемейство актино- ториевое
Нуклид |
Излучение |
Период полураспада |
Энергия излучения, МэВ |
( А = 4n+ 3) U
Th
Pa
U
Th
Ra
Rn
Po
[ At(в)0,03%; Pb(б)99,97%]
Bi
[ Po(в)99,96%; Tl (б)0,04%]
Pb
Bi
Po
Pb |
б
в
в
б
б
б
б
в, б
б в
б в
б в
в
в
б
-
|
4.5М109 лет
24.1 дня
1.17 мин
2.47 М105 лет
8.0 М105 лет
1.602 М103 лет
3.82 дня
3.05 мин
2 c 26.8 мин
19.7 мин
1,64М10-4c 1,3 мин
21 лет
5.0 дня
138.4 дня
∞ |
4.2
0.19
2.29
4.77
4.68
4.78
5.49
6.0
6.7 1.03
5.51 3.26
7.69 2.3
3.06
1.16
5.31
- |
Семейство нептуния
Нуклид ( А = 4n+ 1)
Pa
U
[
Bi |
Излучение
б
в
б
б
в
б
б
б
б ,в
в б
в
- |
Период полураспада
2.2М106лет
27.4 дня
1.6 М105 лет
7.3М103 лет
15 дней
10 дней
4.8 мин
1.8 М10-2 с
47 мин
2.2 мин 4.2 М10-6 с
3.22 час
∞ |
Энергия излучения, МэВ
4.87
0.53
4.82
5.02
0.2
5.80
5.49
7.02
5.9; 1.2
1.8 8.34
0.7
- |
Np
Th
Ra
Ас
Fr
At
Bi
Po(в)98
%;
Tl
(б)2%]
Pb