28.06.2016 Views

Тайны разделения изотопов

Жданов В.М. НИЯУ МИФИ издание 2004 года

Жданов В.М. НИЯУ МИФИ издание 2004 года

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

атмосферном давлении составляет 56 С. Гексафторид урана<br />

оказывается единственным его газообразным соединением. Кроме<br />

того, что очень важно, входящий в это соединение фтор<br />

представлен лишь одним изотопом (фтор − элемент<br />

моноизотопный).<br />

А это означает, что гексафторид урана, получаемый из<br />

природного урана, представляет собой смесь из двух изотопных<br />

235<br />

компонент UF 6 и<br />

238<br />

UF 6 с тем же относительным<br />

содержанием, что и в самом природном уране. Благодаря именно<br />

такому удачному сочетанию свойств гексафторид урана стал<br />

основным рабочим веществом в промышленных установках<br />

<strong>разделения</strong> <strong>изотопов</strong> урана и сыграл решающую роль в будущем<br />

освоении атомной энергии.<br />

Изотопы урана являются радиоактивными элементами и, как<br />

уже говорилось, дают начало, наряду с торием, двум известным<br />

радиоактивным рядам. Периоды полураспада ядер урана<br />

чрезвычайно велики: 0,7 млрд лет для урана-235 и 5 млрд лет −<br />

для урана-238. Из-за различия этих времен можно сказать, что<br />

относительное содержание <strong>изотопов</strong> урана менялось со временем.<br />

Около 2 млрд лет тому назад содержание урана-235 в природной<br />

смеси <strong>изотопов</strong> составляло около 3%.<br />

Здесь впервые следует сказать о еще одной важной<br />

характеристике, помимо массы и периода полураспада, которая<br />

отличает ядра атомов одного изотопа от другого. Речь идет о так<br />

называемых эффективных сечениях ядерных реакций, которые<br />

характеризуют вероятность того, что при облучении<br />

(бомбардировке) каким-либо видом частиц определенная часть<br />

ядер в выделенном объеме облучаемого образца претерпит ядерные<br />

превращения (вступит в реакцию). При исследованиях<br />

взаимодействия нейтронов с различными веществами выяснилось,<br />

что сечения поглощения нейтронов ядрами существенно зависят от<br />

энергии нейтронов. Например, при очень малых энергиях<br />

нейтронов E < 0,1 эВ (такие нейтроны называют тепловыми) очень<br />

большим сечением поглощения обладают ядра атомов кадмия, что<br />

послужило основанием для использования в дальнейшем<br />

62

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!