Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Kemi
Kärnreaktioner med tungt väte.
Att åstadkomma kärnreaktioner medelst snabba
joner (i urladdningsrör eller på annat sätt) lyckas
enklast, om man använder deuterium, tungt väte.
Man kan säga, att deuteriumkärnan består av en
neutron och en vanlig vätekärna. Man kan då betrakta
mekanismen vid reaktionerna på så sätt, att man har
möjlighet att slunga in neutronen me’d stor kraft i
en annan atomkärna. Neutronen liksom frigöres från
vätekärnan vid kollisionen och effekten blir något
snarlik en brisant artilleriprojektil, som kreverar,
när den träffat målet.
De tunga vätekärnorna, deuteronerna eller
deutro-nerna, som de även kallas, kunna accelereras på
olika sätt. Det effektivaste redskapet är
cyklotronen, varav ett exemplar håller på att färdigställas
på Vetenskapsakademiens forskningsinstitut för fysik.
Med en cyklotron kan man accelerera upp joner till
en energi, som svarar mot 5 eller flera millioner
elektronvolt. För detta ändamål behöver man ej
disponera mer än t. e. 50 000 voit, men man låter jonerna
löpa runt i spiral i ett magnetfält och bli accelererade
med denna spänning 100 gånger i följd, då blir
sluteffekten densamma som om jonerna hade passerat
spänningsfallet 5 millioner voit i ett steg. Att en
cyklotron är svårhanterad har tidigare antytts. Den
elektriska utrustningen motsvarar ensamt vad en
medelstor sändarestation skulle kunna behöva.
Härtill kommer en elektromagnet på ca 20 ton eller mera
och en högvakuum-utrustning. Men det är värt
mödan att få en dylik pjäs till att fungera. Den kan
leverera neutroner eller a-strålar i mängder som det
skulle krävas tonvis med radium för att åstadkomma!
Om en cyklotron eller annan jonkälla låter
deute-roner slungas mot deuterium (t. e. mot tungt vatten,
som frusits med hjälp av flytande luft), kan man få
två olika kärnreaktioner till stånd, antingen givande
tritium och vanligt väte eller helium (med
atom-vikten 3!) och neutroner. Båda möjligheterna
föreligga samtidigt — liksom vid många organiska
reaktioner, där olika vägar beträdas samtidigt. Vi kunna
skriva:
I D -j- ; D = \ T + \ H
JD + JD=3He+;n
Vidare kan lithium ge enbart helium — eller en
tyngre lithiumisotop och väte:
I Li -f ; D = 2 J He
°Li+JD=’Li+;H
Ett ämne, som är mycket intressant att undersöka
i detta avseende, är vismut. Vismut är den sista
utposten i periodiska systemet mot de tunga, naturligt
radioaktiva ämnena, det är det tyngsta stabila
elementet. Så vitt man vet består det av blott en stabil
isotop: 28°s9 Bi. Men det kan existera en icke-stabil
isotop, som är känd från annat håll, nämligen 2S\° Bi,
mera bekant under namnet RaE såsom medlem i
radiumfamiljen, modersubstans till RaF eller polonium.
Kunde man klämma in en neutron i kärnan hos Bi,
skulle man få RaE och därmed vara inne i en
naturligt radioaktiv familj:
^Bi+Jn-v^RaE*
Y,° RaE*—> Po* + Po* + % ß [5 dygn]
V,0 Po* y26 Pb + J a [136 dygn]
Det är nog mången experimentator som har
försökt genomföra den första reaktionen med hjälp av
vanliga, långsamma neutroner. Tyvärr går det ej.
(Jag har själv försökt!) Neutronen måste i detta fall
ha ett avsevärt energitillskott. Därför lyckas
försöket först om man slungar deuteroner med 5 MeV
energi mot vismut:
y89Bi-KD-*Ya°RaE*+;H
Detta har utförts med hjälp av en cyklotron i
Pasadena i Kalifornien, och man fick verkligen RaE
med riktig ^-strålning och så småningom därur
polonium med normal a-strålning och 136 dygns
halv-omvandlingstid.
Om man bestrålar en natriumförening, t. e. NaCl,
med deuteroner av lämplig hastighet, får man ett
nyttigt preparat, radioaktivt natrium eller
radionatrium:
|JNa + I D —y I * Na* -j- J H
J \ Na* —»■ * * Mg + j8
Detta radionatrium ger både ß- och y-strålar och
liknar (i strålningshänseende) tämligen radium. Man
kan alltså tekniskt framställa ett radioaktivt ämne,
som kan ersätta "äkta" radium på sjukhus. Med 1
mikroampere Z)-joner av 2,15 MeV energi får man
ett preparat, som emitterar 107 ^-partiklar och lika
många y-strålar per sekund och som därmed är
ekvivalent med 1 mg Ra. En fördel har radionatrium
framför "äkta" radium: dess halvomvandlingstid är
blott 15 timmar, varför det ej ligger länge kvar i
kroppen, om det införes.
17 OOO 000 elektronvolt.
När vi gjorde kärnreaktioner med hjälp av hårda
y-strålar från radium, var det blott två ämnen, som
kunde bringas till reaktion, beryllium och deuterium.
Detta sammanhänger med att radiums energirikaste
y-strålar "blott" ha 2,2 MeV energi-innehåll. Man kan
komma en aning längre genom att använda
meso-thoriumpreparat, där en nästan monokromatisk
y-strålning motsvarar 2,65 MeV, men sedan lämna de
naturligt radioaktiva ämnena oss i sticket.
Nu kommer kärrikemien oss till hjälp. Som
"biprodukt" vid kärnreaktionen mellan lithium och väte
fås en y-strålning med exceptionellt högt
energiinnehåll, icke mindre än 17 MeV. Ej ens en cyklotron
har ännu lyckats prestera partiklar med 17 millioner
elektronvolts energi. Det materiella utbytet vid
reaktionen kan bli två olika produkter, dels enbart
helium, dels beryllium. Det är möjligt att den
energirika y-strålningen kommer från berylliumkärnan, när
den efter sitt vardande utsänder överloppsenergi i
form av y-strålning.
Med denna energirika ljuspartikel, vars 17 MeV
svara mot en atomvikt av 0,018, kan man åstadkomma
kärnreaktioner med en hel rad grundämnen: P, Cu,
Br, Ag, Zn, Sb, Te och sannolikt även O. Samtliga
dessa atomer avspjälka härvid neutroner. Någon
mätbar livslängd har man ej funnit, varför
neutronemissionen torde ske momentant. Det är f. ö.
anmärkningsvärt, att man ännu ej funnit något
radioaktivt ämne, vare sig naturligt eller med konst
framställt, som emitterar neutroner, deuteroner eller
protoner. Emission av dessa partiklar synes alltid ske
momentant.
23
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
