«Горячие атомы»

(«Горячие» атомы,)

быстрые атомы, возникающие в результате ядерных превращений. Каждое ядерное превращение сопровождается выделением энергии, которая распределяется между ядром, претерпевающим превращение, и испускаемой частицей в соответствии с законом сохранения импульса. Образовавшиеся быстрые атомы называются «Г.» а., т. к. их кинетическая энергия соответствует энергии теплового движения атомов, «нагретых» до миллионов градусов. Их называют также атомами отдачи. При испускании α-частицы энергия атома отдачи достигает многих десятков кэв, а для реакций типа (n,γ) — нескольких кэв. В момент образования «Г.» а. может потерять большое число электронов с наружной и внутренних электронных оболочек и образовать высокозарядный ион. Так, например, при радиационном захвате нейтронов ядрами ⁷⁹Br с образованием изомера ⁸⁰Br «Г.» а. изомера имеют заряд до +10. Наряду с большой кинетической энергией для «Г.» а. характерно возбуждённое электронное состояние.

Благодаря высокой кинетической энергии, возбуждённому электронному состоянию и высокому положительному заряду «Г.» а. способны вступать в такие химические реакции, в которые обычные атомы не вступают. Полученный «Г.» а. импульс в большинстве случаев бывает достаточно велик, чтобы разорвать одну или несколько связей атома в химическом соединении; при этом «Г.» а. может отрываться от содержащей его молекулы. На этом свойстве «Г.» а. основан метод обогащения радиоизотопов в( n, γ )-реакциях (см. Силарда - Чалмерса эффект). Энергия образовавшегося «Г.» а. (или «горячего» радикала), в свою очередь, достаточна, чтобы вызвать возбуждение и диссоциацию ещё несколько молекул. Через несколько последовательных столкновений кинетическая энергия «Г.» а. снижается и они вступают в разнообразные химические реакции с молекулами или радикалами исходного соединения или растворителя, что сопровождается микросинтезом новых соединений или возвратом «Г.» а. в молекулу исходного соединения. Отношение количества «Г.» а., стабилизовавшихся в форме материнского вещества или вообще других молекул, к общему количеству возникших «Г.» а. называется удержанием. При оценке поведения «Г.» а. необходимо принимать во внимание возможные процессы изотопного обмена (См. Изотопный обмен), в результате которых достигается стационарное распределение «Г.» а. между всеми химическими формами, содержащими данный атом. Перспективно использование реакций «Г.» а. и для технологических целей — в процессах полимеризации, синтеза аммиака, синтеза меченых соединений и др.

Лит.: Радиохимия и химия ядерных процессов, под ред. А. Н. Мурина [и др.], Л., 1960: Nuclear chemistry, N. Y. — L., 1968, р. 185.

К. Б. Заборенко.

"ГОРЯЧИЕ" АТОМЫ - возникают при ядерных превращениях и имеют избыточную (по сравнению с "обычными" атомами) кинетическую энергию, которая соответствует энергии атомов при температурах порядка миллионов градусов.

возникают в результате ядерных превращ. и обладают избыточной (по сравнению с обычными атомами среды) кинетич. энергией или большим электрич. зарядом либо находятся в сильно возбужденном состоянии. Избыточная кинетич. энергия Г. а. обусловлена эффектом отдачи при испускании ядром и частиц или высокоэнергетич.квантов; эта энергия может составлять 10-100 эВ и выше, что формально соответствует т-рам 10⁴-10⁷ К. При ядерных превращ., сопровождающихся испусканием электронов конверсии и низкоэнергетич.квантов (напр., при изомерных переходах), когда энергия отдачи мала, Г. а. характеризуются большими электрич. зарядами и находятся в сильно возбужденном состоянии (так, атомы ⁸⁰ Вr, возникающие при изомерном переходе ^80mBr->⁸⁰ Вг, могут иметь заряд +10). Распределение по энергии Г. а., образовавшихся при к.-л. ядерном превращ., не подчиняется распределению Максвелла-Больцмана; во мн. случаях энергии всех Г. а. близки между собой. Термин "Г. а." применяют и для данной хим. р-ции по отношению к атомам, энергия к-рых превышает энергию активации р-ции.

Если Г. а. образуются при радиоактивных превращ. атомов, входивших в состав к.-л. молекул (эти молекулы наз. материнскими), то обычно вследствие избыточной энергии и (или) высокой степени ионизации связь Г. а. с материнской молекулой разрушается. Энергия Г. а., оторвавшегося от материнской молекулы, м. б. достаточной для того, чтобы вызвать возбуждение и диссоциацию еще неск. молекул. При столкновениях с атомами и молекулами среды Г. а. постепенно теряют свою избыточную энергию, приходят в тепловое равновесие со средой (термализуются) и вступают в хим. р-ции.

Нек-рая доля Г. а. после термализации оказывается снова в составе материнских молекул (явление удержания). Иногда удержанием наз. переход Г. а. в молекулы соед., близких по св-вам к материнским (кажущееся удержание). В ряде случаев Г. а. стабилизируются без предварит. разрыва связи с материнской молекулой; такое удержание наз. первичным, а в остальных случаях говорят о вторичном удержании. Первичное удержание наблюдается, напр., для Г. а. Вг или I, к-рые образуются в составе молекул НВr или HI и не отрываются от материнской молекулы.

Состав и строение соединений Г. а., их относит. выходы в зависимости от условий изучает химия Г. а. Для механизма р-ций Г. а. со средой предложены разл. модели, среди к-рых наиб. распространена модель мех. соударений. Для исследования взаимод. Г. а. со средой используют чаще всего газовую хроматографию и газо-жидкостную хроматаграфию (при исследовании термализации в паровой и жидкой фазах) и мессбауэровскую спектроскопию (твердофазная термализация).

Способность Г. а. стабилизироваться в соед., отличных от исходных, была обнаружена в 1934 при выделении I из С ₂ Н ₅I, облученного нейтронами (эффект Силарда-Чалмерса). Этот эффект используют при синтезе меченых соед., разделении и обогащении изотопов и др.

Лит. МуринА. Н.. Физические основы радиохимии. М.. 1971; Несмеянов А. Н., Радиохимия, 3 изд., 1986. С. С. Бердоносов.

ГОРЯЧИЕ АТОМЫ

«ГОРЯ́ЧИЕ» А́ТОМЫ, возникают при ядерных превращениях и имеют избыточную (по сравнению с «обычными» атомами) кинетическую энергию, которая соответствует энергии атомов при температурах порядка миллионов градусов.

возникают при ядерных превращениях и имеют избыточную (по сравнению с "обычными" атомами) кинетич. энергию, к-рая соответствует энергии атомов при темп-pax порядка миллионов градусов.