Transurany

Z Multimediaexpo.cz

(Rozdíly mezi verzemi)
m (Nahrazení textu „<math>“ textem „<big>\(“)
m (Nahrazení textu „</math>“ textem „\)</big>“)
Řádka 8: Řádka 8:
** Záchyt neutronů v reaktoru s konstantním neutronovým proudem: množství připravených transuranů je limitováno konkurencí mezi procesem radioaktivního rozpadu a jaderného štěpení. Toto je jediný proces poskytující vážitelná množství trasuranů.
** Záchyt neutronů v reaktoru s konstantním neutronovým proudem: množství připravených transuranů je limitováno konkurencí mezi procesem radioaktivního rozpadu a jaderného štěpení. Toto je jediný proces poskytující vážitelná množství trasuranů.
** Neutronový záchyt v pulsním neutronovém proudu: Termonukleární explozí je produkován velmi intenzivní tok neutronů (10<sup>23</sup> - 10<sup>25</sup> neutronu.cm<sup>-3</sup>) po dobu 10<sup>-8</sup> až 10<sup>-6</sup> s. Během tohoto intenzivního neutronového bombardování vznikají izotopy uranu s vysokým přebytkem neutronů. Tato nestabilní jádra se násobnou emisí částic β<sup>-</sup> stabilizují za vzniku izotopů s dlouhým poločasem rozpadu, např.  
** Neutronový záchyt v pulsním neutronovém proudu: Termonukleární explozí je produkován velmi intenzivní tok neutronů (10<sup>23</sup> - 10<sup>25</sup> neutronu.cm<sup>-3</sup>) po dobu 10<sup>-8</sup> až 10<sup>-6</sup> s. Během tohoto intenzivního neutronového bombardování vznikají izotopy uranu s vysokým přebytkem neutronů. Tato nestabilní jádra se násobnou emisí částic β<sup>-</sup> stabilizují za vzniku izotopů s dlouhým poločasem rozpadu, např.  
-
<center><big>\(^{238}\mathrm{U}(\mathrm{n},\gamma)^{12}\quad^{250}\mathrm{U}\ \xrightarrow{6\beta^-}\ ^{250}\mathrm{Cf}</math></center>
+
<center><big>\(^{238}\mathrm{U}(\mathrm{n},\gamma)^{12}\quad^{250}\mathrm{U}\ \xrightarrow{6\beta^-}\ ^{250}\mathrm{Cf}\)</big></center>
** Neutronový záchyt při hustotě toku neutronů 10<sup>20</sup> - 10<sup>28</sup> neutronu.cm<sup>-3</sup>. Tento proces probíhá ve hvězdách (r-proces).
** Neutronový záchyt při hustotě toku neutronů 10<sup>20</sup> - 10<sup>28</sup> neutronu.cm<sup>-3</sup>. Tento proces probíhá ve hvězdách (r-proces).
* Bombardování těžkých prvků urychlenými ionty, např.
* Bombardování těžkých prvků urychlenými ionty, např.
Řádka 14: Řádka 14:
_{\ 92}^{238}\mathrm{U}(\mathrm{d,2n})      &  _{\ 93}^{238}\mathrm{Np},\\
_{\ 92}^{238}\mathrm{U}(\mathrm{d,2n})      &  _{\ 93}^{238}\mathrm{Np},\\
_{\ 94}^{244}\mathrm{Pu}(\alpha,\mathrm{p}) &  _{\ 95}^{247}\mathrm{Am}
_{\ 94}^{244}\mathrm{Pu}(\alpha,\mathrm{p}) &  _{\ 95}^{247}\mathrm{Am}
-
\end{array}</math></center>
+
\end{array}\)</big></center>
Bombardováním lehkými částicemi (deuterony, α částice) získáme prvky s atomovým číslem vyšším o jednu až dvě jednotky,
Bombardováním lehkými částicemi (deuterony, α částice) získáme prvky s atomovým číslem vyšším o jednu až dvě jednotky,
pokud ale použijeme těžší ionty, např. <sup>12</sup>C nebo <sup>16</sup>O můžeme získat prvky s protonovým číslem vyšším
pokud ale použijeme těžší ionty, např. <sup>12</sup>C nebo <sup>16</sup>O můžeme získat prvky s protonovým číslem vyšším

Verze z 14. 8. 2022, 14:53

Transurany jsou prvky, které následují v Mendělejevově periodické soustavě za uranem. V přírodě se běžně nevyskytují, všechny se připravují uměle. Lehčí transurany, jako je neptunium, plutonium, americium a curium, jsou produkovány v lehkovodních jaderných reaktorech. Mají poměrně dlouhé poločasy rozpadu a můžeme je tedy extrahovat z vyhořelého jaderného paliva chemickou cestou.

Příprava transuranů

Výchozí materiál pro přípravu všech transuranů je 238U, nejtěžší nuklid, který se vyskytuje v přírodě. Používají se dvě metody přípravy těžkých prvků:

  • Záchyt několika neutronů a následný β- rozpad vzniklého isotopu. Existují tři možnosti provedení:
    • Záchyt neutronů v reaktoru s konstantním neutronovým proudem: množství připravených transuranů je limitováno konkurencí mezi procesem radioaktivního rozpadu a jaderného štěpení. Toto je jediný proces poskytující vážitelná množství trasuranů.
    • Neutronový záchyt v pulsním neutronovém proudu: Termonukleární explozí je produkován velmi intenzivní tok neutronů (1023 - 1025 neutronu.cm-3) po dobu 10-8 až 10-6 s. Během tohoto intenzivního neutronového bombardování vznikají izotopy uranu s vysokým přebytkem neutronů. Tato nestabilní jádra se násobnou emisí částic β- stabilizují za vzniku izotopů s dlouhým poločasem rozpadu, např.
\(^{238}\mathrm{U}(\mathrm{n},\gamma)^{12}\quad^{250}\mathrm{U}\ \xrightarrow{6\beta^-}\ ^{250}\mathrm{Cf}\)
    • Neutronový záchyt při hustotě toku neutronů 1020 - 1028 neutronu.cm-3. Tento proces probíhá ve hvězdách (r-proces).
  • Bombardování těžkých prvků urychlenými ionty, např.
\(\begin{array}{lcl}

_{\ 92}^{238}\mathrm{U}(\mathrm{d,2n}) & _{\ 93}^{238}\mathrm{Np},\\ _{\ 94}^{244}\mathrm{Pu}(\alpha,\mathrm{p}) & _{\ 95}^{247}\mathrm{Am}

\end{array}\)

Bombardováním lehkými částicemi (deuterony, α částice) získáme prvky s atomovým číslem vyšším o jednu až dvě jednotky, pokud ale použijeme těžší ionty, např. 12C nebo 16O můžeme získat prvky s protonovým číslem vyšším o šest až deset jednotek oproti výchozímu jádru.

Seznam transuranů

Citováno z „http://www2000.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Transurany“