Схеме превращения n 3 n0

РАДИОАКТИВНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ Можно ли искусственным путем, проведя нужную ядерную реакцию, получить золото и таким образом осуществить то, что не удалось алхимикам? Теоретически для этого нет препятствий. Более того, такой синтез уже был проведен, однако богатство не принес. Проще всего было бы для искусственного получения золота облучать потоком нейтронов — элемент, схеме превращения n 3 n0 в периодической таблице за золотом. Тогда в результате реакции + ® + нейтрон выбил бы из атома ртути протон и превратил его в атом золота. В этой реакции не указаны конкретные значения массовых чисел А нуклидов ртути и золота. Следовательно, по приведенной схеме можно получить только неустойчивое радиоактивное золото. Его и получила группа американских химиков из Гарвардского университета еще в начале 1941, облучая ртуть потоком быстрых нейтронов. Через несколько дней все полученные радиоактивные изотопы золота путем бета-распада вновь превратились в исходные изотопы ртути. Но есть и другой путь: если атомы ртути-196 облучать медленными нейтронами, то они превратятся в атомы ртути-197: + ® + g. Эти атомы с периодом полураспада 2,7 сут претерпевают электронный захват и превращаются, наконец, в стабильные атомы золота: + e ®. Такое превращение осуществили в 1947 сотрудники Национальной лаборатории в Чикаго. Облучая 100 мг ртути медленными нейтронами, они получили схеме превращения n 3 n0 мг 197Au. По отношению ко всей ртути выход очень мал — всего 0,035%, но относительно 196Hg он достигает 24%! Однако изотопа 196Hg в природной ртути как раз меньше всего, кроме того, и сам процесс облучения и его длительность облучать потребуется несколько лети выделение стабильного «синтетического золота» из сложной смеси обойдется неизмеримо дороже, чем выделение золота из самых бедных его руд. Так что искусственное получение золота имеет лишь чисто теоретический интерес. Количественные закономерности схеме превращения n 3 n0 превращений. Если бы можно было проследить за конкретным нестабильным ядром, то бы предсказать, когда он распадется, не удалось бы. Это случайный процесс и лишь в отдельных случаях можно оценить вероятность распада в течение определенного времени. Схеме превращения n 3 n0 даже в мельчайшей пылинке, почти не видимой в микроскоп, содержится огромное число атомов, и если эти атомы радиоактивны, то их распад подчиняется строгим математическим закономерностям: вступают в силу статистические законы, характерные для очень большого числа объектов. Интегрирование этого дифференциального уравнения и дает экспоненциальную зависимость от времени числа ядер. Вместо числа ядер можно подставить в формулу активность излучения, которая прямо пропорциональна наличному числу ядер Активность обычно характеризуют не общим числом распадов в образце, а пропорциональным ему числом импульсов, которые регистрирует прибор, измеряющий активность. Если есть, например, 1 г радиоактивного вещества, то чем меньше период его полураспада, тем большей активностью будет обладать вещество. Другие математические закономерности описывают поведение малого числа радионуклидов. Здесь можно говорить лишь о вероятности того или иного события. Для единственного атома шанс ничтожный, но когда атомов очень много, например, несколько миллиардов, то многие из них, без сомнения, проживут и 20 периодов полураспада и намного больше. Вероятность же того, что атом распадется схеме превращения n 3 n0 некоторый промежуток времени, получается вычитанием полученных значений из 100. Формула усложняется, если нестабильных атомов несколько. В этом схеме превращения n 3 n0 статистическая вероятность того или иного события описывается формулой с биномиальными коэффициентами. Подобные формулы приходится использовать при синтезе новых нестабильных элементов, атомы которых получают буквально поштучно например, когда группа схеме превращения n 3 n0 ученых в 1955 открыла новый элемент Менделевий, они получили его в количестве всего 17 атомов.