46
Рассеяние электронов на ядрах может быть упругим и неупругим. В не-
упругом рассеяние происходит возбуждение ядра, часть кинетической энер-
гии нейтрона переходит во внутреннюю энергию рассеивающего ядра. Этот
процесс происходит при энергиях нейтрона от 0,1-1 МэВ и выше. При упру-
гом рассеянии кинетическая энергия нейтрона переходит (частично или пол-
ностью) в кинетическую энергию ядра, которое уже само не возбуждается.
Упругое рассеяние возможно для нейтронов любых энергий, в результате со-
ударений энергия нейтрона уменьшается – он «замедляется».
Искусственная радиоактивность
Большинство химических элементов имеет по несколько стабильных
изотопов. В естественном состоянии в земной или, например, лунной породе
элементы встречаются в виде смеси, содержащей определеннее процентное
соотношение отдельных изотопов данного элемента. Например, железо пред-
ставляет собой смесь железных изотопов
54
Fe,
56
Fe,
57
Fe,
58
Fe с процентными
содержаниями соответственно 5,9%, 91,52%, 2,25% и 0,33%. В природе в ес-
тественном состоянии у всех элементов конца периодической системы, начи-
ная со свинца, существуют изотопы с радиоактивными свойствами. Но мож-
но получить радиоактивные изотопы всех известных химических элементов
и искусственным путем, причем почти у каждого элемента есть несколько
радиоактивных изотопов. Эти радиоактивные изотопы можно получить в ре-
зультате бомбардировки атомных ядер быстрыми протонами, дейтронами, γ-
лучами. Под их действием ядра меняют свой состав – происходит так назы-
ваемая ядерная реакция.
Особенное значение имеют ядерные реакции, вызванные нейтронами.
Нейтрон, в силу своей электронейтральности, может проникнуть в ядро и вы-
звать ядерную реакцию при любом значении своей кинетической энергии.
Самым простым типом реакции является радиационный захват нейтрона: яд-
ро поглощает нейтрон, переходит в возбужденное состояние и «остывает»,
излучая γ-квант; реакция запишется так: (
n
γ). Возможны также реакции: (
np
),
(
n
α), (
n 2n
), деление ядер - (
nf
). Нейтроны, покидающие атомные ядра при
ядерных реакциях, обладают большой кинетической энергией. Для получе-
ния же искусственных радиоактивных изотопов по реакции (
n
γ) и по некото-
рым другим реакциям выгоднее пользоваться тепловыми нейтронами
(
Е
нейтр
<0,05 эВ), так как вероятность такой реакции больше, чем при бомбар-
дировке ядер быстрыми нейтронами. Хорошими замедлителями нейтронов
являются среды, где массы ядер сравнимы с массами проходящих нейтронов
– в этом случае потери энергии нейтронами будут наибольшими. Замедлите-
ли делают из веществ с большим содержанием водорода (парафин, вода).
Период полураспада
Получающиеся в результате ядерных реакций радиоактивные изотопы
претерпевают распад – их число уменьшается со временем. Скорости умень-
шения числа радиоактивных ядер различны. Тогда можно написать, что
уменьшение числа этих ядер пропорционально их количеству, прошедшему
