Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

11.8: Штучна трансмутація

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    21903

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Опишіть трансмутацію.
    • Запишіть і збалансуйте рівняння трансмутації.

    Хоча перетворення одного елемента в інший є основою природного радіоактивного розпаду, можливо і штучно перетворити один елемент в інший. Перетворення одного елемента в інший - це процес трансмутації. Між 1921 і 1924 роками Патрік Блекетт проводив експерименти, в яких перетворював стабільний ізотоп азоту в стабільний ізотоп кисню. Шляхом бомбардування\(\ce{^{14}N}\)\(\alpha\) частинками він створив\(\ce{^{17}O}\). Трансмутація також може бути здійснена бомбардуванням нейтронами.

    \[\ce{^{14}_7N + ^4_2He \rightarrow ^{17}_8O + ^1_1H} \nonumber\]

    \(\ce{^1_1H}\)Ядра\(\ce{^{17}_8O}\) і, які виробляються, стабільні, тому подальших (ядерних) змін не відбувається.

    Для досягнення кінетичних енергій, необхідних для вироблення реакцій трансмутації, використовуються пристрої, звані прискорювачами частинок. Ці пристрої використовують магнітне і електричне поля для збільшення швидкостей ядерних частинок. У всіх прискорювачах частинки переміщаються у вакуумі, щоб уникнути зіткнень з молекулами газу. Коли нейтрони потрібні для реакцій трансмутації, їх зазвичай отримують в результаті реакцій радіоактивного розпаду або з різних ядерних реакцій, що відбуваються в ядерних реакторах.

    Прискорювач частинок CERN

    Розташована поблизу Женеви, лабораторія CERN («Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire» або Європейська рада з ядерних досліджень) є головним у світі центром досліджень фундаментальних частинок, що входять до складу речовини. Він містить 27-кілометровий (17 миль) довгий круглий Великий адронний коллайдер (ВАК), найбільший прискорювач частинок у світі (рис.\(\PageIndex{1}\)). У LHC частинки підвищуються до високих енергій, а потім змушені стикатися один з одним або з нерухомими цілями майже зі швидкістю світла. Надпровідні електромагніти використовуються для отримання сильного магнітного поля, яке направляє частинки навколо кільця. Спеціалізовані, спеціально побудовані детектори спостерігають і фіксують результати цих зіткнень, які потім аналізуються вченими ЦЕРН за допомогою потужних комп'ютерів.

    Малюнок