V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
3 vpravo. Podle
energie protonů může probíhat řada reakcí.
Některé reakce výroby radionuklidů ozařováním neutrony jsou např.
*) Pozn: Jaderných reakcí (α, využívá též jako zdroje neutronů. Protonový svazek pak magnetickým
polem vyveden kruhové dráhy dopadá vhodný terčíkový materiál obr.:
235U 236U 131J 102Y 3n
→ 137Cs 97Y 2n
→ 133Xe 101Sr 2n
→ 99Mo 135Sn 2n
→ 155Sm 78Zn 3n
. 131J, 99Mo, 133Xe další)
pomocí radiochemických metod. atomovém reaktoru jádra uranu 235U (popř.. 238U) vstupu neutronů rozštěpí na
dvě jádra, chemicky spadající prostřední části Mendělejevovy periodické tabulky, která jsou většinou
radioaktivní.3 "Aplikace ionizujícího záření", §3.
Za účelem jaderné reakce transmutace lze jádra ozařovat kromě protonů jinými rychlými
nabitými částicemi: deuterony dochází především reakcím (d, n), (d, p), a-částicemi nastávají
reakce (α, p), (α, n)*), popř..4. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. však značně obtížné radiochemicky
izolovat jednotlivé radionuklidy této různorodé směsi tak, aby získaný radionuklid neobsahoval stopy
ostatních radionuklidů aby měl vyhovující radionuklidovou čistotu, nebyl kontaminován. Nejčastějšími takto vzniklými jádry jsou např. tomu,
aby proton vstoupil jádra, musí být urychlen vysokou energii řádově stovky keV až
několika MeV, aby svou kinetickou energií překonal odpudivou elektrickou Coulombovskou sílu
kladně nabitého jádra.
Jádra přebytkem protonů jsou většinou β+-radioaktivní nebo rozpadají elektronovým
záchytem; podle způsobu své výroby někdy označují jako cyklotronové radionuklidy..; deuterony např..3 vlevo.htm 11) [15.. Intenzívním zdrojem neutronů jaderný reaktor, takže tyto β−-radionuklidy vyrábějí
ozařováním vhodného terčíkového materiálu ozařovací komůrce reaktoru obr. další radionuklidy..1..2008 12:13:36]
.. Ozařováním neutrony obecně vznikají jádra přebytkem neutronů, které vykazují radioaktivitu
b
-
.4 Radionuklidy
α).
Další často používanou metodou výroby radionuklidů jaderném reaktoru ozařování uranu
235U neutrony, což vyvolá štěpení jader uranu menší jádra, která jsou radioaktivní, např.. Pro tento účel nepotřebujeme mít jádra
hélia urychlené uměle, ale vystačíme vhodnými a-radionuklidy, které homogenně smísíme vhodným
http://astronuklfyzika....
Výroba radionuklidů urychlovači
Pro výrobu pozitronových β+-radionuklidů naopak potřeba jádra dodat protony. Jelikož těžká jádra uranu mají podstatně větší procentuální
zastoupení neutronů než středně težká jádra vzniklá jejich rozštěpením, mají tyto radionuklidy
přebytek neutronů vykazují radioaktivitu β−. 10B(d,n)11C, 56Fe(d,n)57Co,. Nejjednodušší nich radiační záchyt protonu (p, γ): NAZ p
+ N+1BZ+1 nastávají však reakce typu (p, p), (p, n), (p, d), (p, α). Nejčastějšími urychlovači protomů jsou cyklotrony, které
elektromagnetickými silami urychlují protony během mnoha oběhů kruhové dráze
(udržované magnetickým polem) vysoké energie. těžšími jádry ionty., .cz/JadRadFyzika4......10. Ozářením zkoumaného vzorku neutrony dochází vzniku radionuklidů
(k "aktivaci"), načež spektrometrickou analýzou energií emitovaného záření (především aktivovaného vzorku lze
stanovit příslušný radionuklid zpětně jemu odpovídající (neaktivní) výchozí nuklid, použitím kalibrace též jeho
obsah zkoumaném materiálu.: Záchytu neutronů vzniku radioaktivních jader vyžívá velmi citlivé metodě analýzy chemického
složení látek neutronové aktivační analýze..: 6Li(n,α)3H, 14N(n,p)14C, 32S(n,p)
32P, 98Mo(n,γ)99Mo, . Vyhořelé palivové články z
reaktoru obsahují velké množství těchto radionuklidů (řádově TBq).
Z těchto štěpných produktů pak izolují potřebné radionuklidy (např.. 131J, 137Cs, 90Sr, . Některé
reakce výroby radionuklidů ozařováním protony jsou např..4,
pasáž "Neutronová aktivační analýza".RNDr.4. Metoda podrobněji popsána kap.1.. 1....: 18O(p,n)18F, 13C(p,n)13N, 11B(p,n)
11C, .
Nyní již méně časo používaným způsobem výroby radionuklidů jejich chemická separace štěpných produktů
uranu jako paliva reaktoru.
*) Pozn
