«Горячие» атомы

«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 a-частицы энергия атома отдачи достигает многих десятков кэв , а для реакций типа (n,g) — 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 ⁷⁹ Br с образованием изомера ⁸⁰ Br «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, g )-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 , 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.