Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 37. 14 oktober 1950 - Kärnreaktioner — en ny kemi, av SHl - Atomkärnors byggnad, av SHl - En varierande konstant, av SHl - Mätning av radioaktivitet med kalorimeter, av SHl
<< 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.
928
TEKNISK TIDSKRIFT
Härvid bildas mest C5HUJ*, dvs. den aktiva joden reagerar
huvudsakligen med pentanen.
Heta atomers praktiska betydelse
Ett nära till hands liggande sätt att utnyttja heta
atomers egenskaper är framställning av starkt koncentrerade
radioaktiva preparat. Om man t.ex. bestrålar en stor
flaska etyljodid med neutroner och extraherar den fria
joden med sulfidlösning, kan man sedan få 60 % av den
totala radioaktiviteten koncentrerad i en så liten
jodmängd, att den knappt syns. Denna teknik bör vara till
god hjälp särskilt vid användning av radioaktivt material
inom biologin. När en radioisotop injiceras endera som
spårämne eller för behandling av en sjukdom, är det ofta
av största betydelse, att mängden injicerat material hålls
vid ett minimum för undvikande av störningar i kroppens
normala metabolism.
Ett annat tänkbart sätt att utnyttja heta atomer är syntes
av radioaktiva molekyler, som är svåra att framställa
enligt vanliga kemiska metoder. Man får t.ex. C14 genom
bestrålning av N14 med termiska neutroner, varvid de först
erhållna aktiva atomerna avspjälkar en proton och
övergår till C14-atomer. Dessa måste då få en ganska stor
rekylenergi, som uppskattas till 2 500 eV. Det synes troligt
att bestrålning av en protein, som innehåller kväve, skall
ge komplexa, radioaktiva molekyler. De heta kolatomerna
bör emellertid ge kemiska reaktioner, som icke skulle
inträffa under normala förhållanden, och den erhållna
produkten kan därför knappast väntas likna den ursprungliga
proteinen. SHl
Atomkärnors byggnad. Föreställningen om atomkärnors
uppbyggnad i "skal" har föranlett Lise Meitner att
uppställa en intressant tes, genom vilken klyvningen av
urankärnor och andra tunga kärnor sätts i samband med de
"magiska neutrontalen". Kärnor med 50 och 82 neutroner
har nämligen visat sig ha särskilt hög stabilitet, varför
man antar, att ett "neutronskal" blir avslutat, när dessa
"magiska tal" uppnås.
Meitner antar nu, att dessa fullständiga skal också
bestämmer klyvningsprodukterna från t/335 vid
bombardemang med långsamma neutroner, varigenom den tyngre
klyvningsprodukten måste innehålla 82 och den lättare 50
neutroner. För att en kärna innehållande 50 neutroner
skall vara stabil, måste den vidare innehålla 36 protoner,
och motsvarande antal för en med 82 neutroner är 54.
Då 36 + 541= 90 och urankärnan har 92 protoner blir
spelrummet för klyvningsprodukternas atomnummer Z
blott 2. För den lättare stabila produkten blir då Z i= 36,
37, 38 och för de tyngre Zi=56, 57, 58. Detta stämmer
fullständigt med gjorda iakttagelser.
Vid spaltning med snabba partiklar förstörs kärnornas
skal så mycket, att de med 50 eller 82 neutroner icke
nödvändigt förblir hela. I sådana fall blir därför orsaken till
uppträdandet av två olika brottstycken av allt mindre
betydelse, när partikelhastigheten växer. I verkligheten har
man också funnit, att beskjutning med snabba partiklar
företrädesvis ger sinsemellan lika stora klyvningsprodukter
(Nature 8 apr. 1950, Phys. Blätter h. 8 1950). SHl
En varierande konstant. Det har visat sig att
radioaktiva atomer icke alltid uppför sig på samma sätt som
stabila atomer med samma nummer, dvs. atomers kemiska
egenskaper bestäms icke uteslutande av elektronskalet utan
ibland även av kärnans förhistoria. Till för några år sedan
ansågs radioaktiva atomkärnors beteende fullständigt
oberoende av elektronskalets tillstånd, dvs. halveringstiden för
ett atomslag antogs vara densamma, vare sig detta
föreligger i form av element eller bundet i en kemisk förening.
Halveringstiden har betraktats som en för den radioaktiva
isotopen karakteristisk konstant, men det anses numera,
att denna uppfattning icke alltid är riktig.
I de flesta fall utslungas en partikel från en sönderfallan-
de kärna, nämligen en neutron, proton, heliumkärna,
elektron eller positron. I ett fåtal fall infångar dock kärnan
en elektron från atomens skal och utsänder samtidigt en
y-stråle. Sålunda övergår Mn64 under y-strålning till Cr64
genom att uppta en elektron från atomens innersta skal.
Sönderfallshastigheten för detta slag av radioaktivitet är
proportionell mot elektrontätheten i kärnans fält, dvs. inom
ett mycket litet avstånd från den. För de flesta tunga
atomer påverkas elektrontätheten icke av atomens
kemiska tillstånd, därför att blott de yttersta elektronerna
deltar i den kemiska bindningen.
Det finns emellertid ett lätt element, beryllium, med en
isotop, som reagerar under infångande av en elektron.
Genom att bombardera Li med protoner kan man nämligen
framställa Be7, som återgår till Li med en halveringstid
på 43 dagar. En berylliumatom har blott fyra elektroner, av
vilka två lätt förloras i vissa berylliumföreningar. År 1947
påpekade Segré, USA, och Daudel, Paris, oberoende
av-varandra, att det borde vara en påtaglig skillnad i
halveringstid mellan Be7 som metall och som fluorid eller oxid.
Det visade sig vara mycket svårt att experimentellt
verifiera detta uppslag, men nyligen har båda dessa forskare,
fortfarande oberoende av varandra, kunnat visa, att en
skillnad verkligen finns. Daudel erhöll sålunda 0,5 %
längre halveringstid för Be7 som klorid än som metall,
under det Segré fick ca 0,2 % längre tid för fluorid än för
metall, överensstämmelsen mellan dessa resultat anses
tillräckligt god, för att differensen skall betraktas som ett
faktum. Den är emellertid mycket liten och torde blott
förekomma i några få specialfall. De allra flesta
radioisotoper och säkerligen alla, som för närvarande har
praktisk betydelse, kan fortfarande identifieras med hjälp av
sina halveringstider (Discovery mars 1950). SHl
Mätning av radioaktivitet med kalorimeter. Den
noggrannaste metoden att bestämma radioaktivitet är kanske
mätning av värmeutvecklingens storlek med
mikrokalori-meter. Denna metod fordrar större aktivitet hos provet
än räknemetoden, men den är mycket användbar, när det
är fråga om mätning på millicurie- och curienivå, och den
är då säkrare än räknemetoden. För att klargöra
sambandet mellan radioaktivitet och värmeutveckling kan
följande relationer mellan olika enheter anföras.
1 rutherford (rd) = 106 sönderfall per sekund
1 curie (c) = 3,7 X 1010 sönderfall per sekund
1 kalu = 4,1847 joule (internationell)
,= 4,1855 X 107 erg
= 2,6126 X 10" (energi för 1 MeV
absolut)
1 kal16/h = 7,2573 X lO3/^ rd ,= 0,19614/E c
1W = 1,00 02 X 107 erg/s
= 6,2433 X1033 (energi för 1 MeV
absolut) / s
.= 6,2433_X 107/E rd c= 1,6874 X
x io3/£; c
där E är den genomsnittliga sönderfallsenergin i MeV absolut.
Sönderfallshastigheten för ct-strålare och deras
halveringstider kan lätt bestämmas med en noggrannhet på 1 %,
om sönderfallsenergin och isotopmassan är känd. Som
exempel kan nämnas, att Pu339 har atomvikt 239,08;
värme-utvecklingen har mätts till 4,59X10 4 kal/g s eller
7,63 X 10—18 erg/s och atom. Ur en bestämning av
c*-partiklarnas räckvidd med hänsyn tagen till rekylenergin
erhålles sönderfallsenergin 5,23 MeV eller 8,38 X 10 erg.
Halveringstiden för Pu339 blir då
n/2 =
ln 2
N
ln 2 ,=
0,69315 • 8,38 • 10 6
y dNldt 7,63 • 10-18
,= 7,59 • HP s = 2,41 • 104 år
Kalorimetriska bestämningar av genomsnittlig /i-energi
har varit av stor teoretisk betydelse för bekräftelse av
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
