Атомная энциклопедия
 

РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ (МЕТОДЫ) — способы ча стичного или полного разделения смеси различных изотопов одного и того же химического элемента   Химическими способами осуществить такое разделение нельзя, так как химические свойства изотопов одного и того же элемента совершенно идентичны Электрическое поле тоже не иомогает — число электронов в оболочке и положительный заряд ядра у всех их совершенно одинаковы Как тогда быть? К счастью, изо топы отличаются друг от друга своими массами Это и было использовано в «машинах для сортировки атомов» — лабора торных приборах для определения массы атомов — так назы ваемых масс спектрографах
Если некоторое количество газообразного вещества (под лежащей разделению смеси изотопов) поместить в откачан ную от воздуха трубку с двумя впаянными в нее электродами к которым приложено высокое напряжение го можно наблю дать следующую картину По ряду причин в любом объекте газа всегда имеется какое-то количество свободных электро нов выбитых из атомов при столкновении некоторого числа атомов друг с другом  Под действием   сильного электрического поля эти свободные электроны тотчас же устремятся к положительно заряженному аноду  Сталкиваясь ио пути с нейтральными атомами газа, электроны   уже набравшие большую скорость, будут их ионизировать — выбивать новые
электроны. Выбитые электроны, ставшие тоже свободными, в свою очередь также устремятся к аноду и по пути начнут отрывать от встречных атомов свои порции электронов. В результате через трубку потечет электрический ток, сила которого зависит от степени ионизации газа.
Ну а как в это время будут себя вести положительные ио ны — ядра атомов газа? Они устремятся в обратную сторону, к отрицательно заряженному катоду трубки, тоже с большой скоростью, но значительно медленнее электронов, ибо их масса в несколько тысяч раз больше массы электронов. Если в катоде трубки сделать отверстие, то часть разогнавшихся до большой скорости ионов проскочит сквозь это отверстие и вырвется из него в виде узкого ионного луча На пути у такого луча можпо поставить несколько кольцевых электродов, к которым подведено дополнительное отрицательное напряжение для того, чтобы еще больше увеличить скорость ионов. Далее пучок ионов попадает в сильное магнитное поле. А любая заряженная частица, взаимодействуя с магнитным полем, изменяет направление своего движения Естественно, что ионы, имеющие различную массу, под действием магнитного поля будут отклоняться по-разному Чем легче изотоп, тем сильнее будет искривлена траектория его полета. Если теперь поставить на пути пучка ионов мишень под небольшим отрицательным потенциалом — металлическую пластинку, то каждый сорт ионов станет откладываться на разных участках пластинки.
Повторив такую операцию многократно, можно разделить элемент на составляющие его изотопы с любой степенью чистоты. По этому принципу и работает довольно сложный прибор масс-спектрограф Астона, названный так по имени его изобретателя, английского физика С помощью этого прибора ученые исследовали почти все химические элементы Периодической таблицы Д. И. Менделеева: у одних элементов оказалось небольшое число изотопов, у других — более десятка (см. Изотопы).


Разделы
© 2000 — 2009 Атомная энциклопедия