Следы на никелевой ленте

Научная литература / Дубний / Следы на никелевой ленте
Страница 1

Анализ свойств элементов №102, 103 и 104 позволял предполагать, что наряду с альфа-распадом элемент №105 должен испытывать и спонтанное деление.

Идентификация элемента по спонтанному делению имеет бесспорные достоинства. Во-первых, факт распада тяжелого ядра на два осколка обнаруживается значительно проще и надежнее, чем случаи альфа-распада. Аппаратура, регистрирующая спонтанное деление, намного чувствительнее. А во-вторых, при правильной постановке опыта фон практически исключен.

Принимая во внимание эти обстоятельства, в ноябре 1969 г. в Лаборатории ядерных реакций были начаты поиски элемента №105 по спонтанному делению. Реакция синтеза оставалась той же: америций-243 + неон-22. Ядра мишени, получив больший импульс от налетающих ионов, выбивались из нее и попадали на сборник – бесконечную никелевую ленту-конвейер длиной 8 м и шириной 2,5 см. Лента двигалась с постоянной скоростью. Сборник перемещал приобретенные ядра от мишени к детекторам, регистрирующим осколки спонтанного деления. Чтобы исключить фон, и сборник и детекторы делали из сверхчистых материалов с рекордно низким содержанием урана – менее одной стомиллиардной грамма урана на грамм материала.

Более ста детекторов, приготовленных из фосфатного стекла (в виде пластинок размером 60x35 мм), располагались вдоль ленты. После специальной химической обработки на таких стеклах можно отчетливо видеть следы (треки), оставленные осколками деления. По распределению треков на детекторах (при известной скорости движения ленты-сборника) можно судить о времени жизни спонтанно делящегося изотопа, а по числу следов – о вероятности его образования .

Схема экспериментальной установки для регистрации короткоживущих спонтанно делящихся ядер

Схема экспериментальной установки для регистрации короткоживущих спонтанно делящихся ядер. С помощью такой установки со многими детекторами, расположенными вдоль движущейся бесконечной ленты их никеля, было впервые обнаружено спонтанное деление ядер элемента №105.

В первом же опыте 1969 г., продолжавшемся около 70 часов, было зарегистрировано 58 следов от осколков спонтанного деления изотопа с периодом полураспада около двух секунд. Раньше изотоп с такими свойствами не был известен. Естественно было предположить, что спонтанное деление с таким периодом полураспада испытывает изотоп 105-го элемента. Но чтобы доказать это, необходимо было уточнить механизм образования нового излучателя.

При облучении америция-243 ионами неона-22 105-й элемент может образоваться только в случае полного слияния взаимодействующих ядер. Важно, что в этой и подобных ей реакциях вероятность образования искомого продукта чрезвычайно сильно зависит от энергии налетающей частицы: изменение энергии ионов всего на 10% уменьшает выход продуктов реакции более чем в 10 раз.

Другая особенность избранной реакции заключается в том, что к полному слиянию приводят лишь центральные, «лобовые», соударения взаимодействующих ядер. Поэтому ядра-продукты, в соответствии с законом сохранения импульса, летят строго вперед, по направлению пучка налетающих частиц. Если же происходит лишь касательное соударение, то налетающее ядро и ядро-мишень обмениваются несколькими нуклонами (протонами или нейтронами), или же происходит неполное слияние, или идут реакции с вылетом заряженных частиц.

После кропотливых и достаточно долгих опытов было твердо установлено, что спонтанно делящийся изотоп с периодом полураспада около двух секунд регистрируется лишь тогда, когда по условиям реакции возможно полное слияние ядер америция и неона, а продукты побочных процессов «отсеяны» специальными приспособлениями. При полном слиянии ядер элементов №10 и 95 образуются ядра 105-го элемента, но, чтобы узнать, какого из его изотопов, нужно было изучить характер одной сложной зависимости.

Физики издавна пользуются кривыми, отражающими так называемую функцию возбуждения, т.е. зависимость вероятности образования новых ядер от энергии, которую придали бомбардирующим ионам. Кривые, построенные по результатам этих экспериментов, наглядно подтверждали, что имела место реакция полного слияния ядер, после чего образовавшиеся составные ядра выбрасывали, остывая, по четыре нейтрона. Вот эта реакция:

Страницы: 1 2

Смотрите также

Ртутно-цинковые элементы
Ртутно-цинковые элементы питания используются для автономного питания в контрольно-измерительных приборах, дозиметрической аппаратуре, регистрирующих измерителях напряжения, слуховых аппарат ...

Адсорбция полимеров на границе раздела твердое тело - водный раствор
Одним из важнейших разделов физической химии полимеров и коллоидной .химии в настоящее время является физико-химия по­верхностных явлений в полимерах [1,2]. Это связано с тем, что создание н ...

Очистка металлов от вредных примесей
...