Бор , атом , ядро , атомный реактор , атом бора
Атом бора — «конструкция» довольно простая. В ядро пять протонов и дать или шесть нейтронов (изотопы бор-10 и бор- 11 соответственно). Вокруг ядре вращаются пять электронов: два— на ближайшей к ядру оболочке, три на наружной. Благодаря этим трем электронам бор я про являет обычно валентность 3+.
К электронному строению мы еще вернемся. Сейчас же речь о ядре атома бора и об «атомной службе » этого элемента.
Природный атом бора состоит только на двух изотопов. На долю легкого бора-10 в природной смеси приходятся около 10%, остальное —тяжелый бор-11. И эти цифры в разных изданиях несколько варьируются. Некоторые ученые считают, что отношение 11В: l0B = 81 : 19 непостоянно и что в недрах земля происходит частичное разделение я не перераспределение изотопов бора. По мнению других, все отклонения в изотопном составе — от того, что определяют его разными приборами я методами; но и и работах ученых этой группы говорятся, что бор, выделенный на морской воды, на 2% тяжелея бора, полученного из минералов. Все сходятся на том, что бор мигрирует по планете. но какие процессы частично разделяют и перераспределяют изотопы бора — на этот вопрос никто не дал пока однозначного ответа.
Есть, правда, другое объяснение отклонений в изотопном составе бора, полученного из разных образцов. Суть его в том, что под действием протонов часть бора -10 превращается в бериллий -7 а тот я свою очередь (после серии ядерных превращений) — гелий-4.
Вопрос об изотопном составе элемента №5 — далеко не праздный. По одной из самых важных для атомной техники характеристик — сечению захвата тепловых нейтронов — изотопы бора отличаются друг от друга очень сильно.
Сечение захвата — это способность ядра захватывать замедленные (тепловые) нейтроны, служащие возбудителями и распространителями цепной ядерной реакции.
С помощью веществ, имеющих большое сечение захвата, можно регулировать ход цепной реакция я, если нужно, гасить ее. Из таких веществ делают управляющие стержни атомных реакторов.
Как конструкционные материалы «горячей зоны» такие вещества, конечно, не подходят. Наоборот, от элементов, Имеющих большое сечение захвата, в том числе и от бора, конструкционные материалы атомной техники приходится тщательно очищать. Здесь нужны материалы с минимальным сечением которых нейтроны отскакивали бы, как горох от стеки .
По величине сечения захвата тепловых нейтронов легкий изотоп бора занимает одно из первых мест среди всех моментов изотопов, в тяжелый — одно из самых последних. Это значит , что материалы на основе обоих изотопов элемента № 5 весьма интересны для реакторостроения. как , впрочем и для других областей атомной техники . Интерес этот укрепляют отличные физико-механические свойства бора и многих его соединений: прочность, термостойкость , твёрдость . По твердости, например, кристаллический бор (AlB12) занимает второе месте среди всех элементов , уступая лишь углероду в виде алмаза .
Разделять природный атом бора на изотопы и получать соединения бора с измененным изотопным составом умеют уже во многих странах. Разделяют, конечно, не элементный бор, а одно из его соединений , чаще всего газообразный при нормальных условиях трёх фтористый бор . В жидкость BF3 превращается при температуре около минус 100° С Установлено , что молекулы трехфторисого бора, в состав которых входит бор-11, немного подвижнее тех, в которых заключен бор-10 и за этого 11BF3 испаряется на жидкого трехфторитного бора чуть — чуть легче и быстрее, чем 10BF3 Этой минимальной разницей в свойствах и пользуются для разделения изотопов бора ректификяционных колоннах. Процесс этот сложный и долгий все-таки разница в свойствах моноизотопных фторидов бора очень невелика.
Конечно , регулирующие стержни делают не из фторида бора — даже если его изотопный состав изменен. Но превратить BF3 в элементный бор или карбид бора В4С намного проще, нежели разделить изотопы. Это делается чисто химическими способами. Способностью бора активно захватывать нейтроны пользуются и для защиты от нейтронного излучения. Широкое распространение получили борные счетчики нейтронов.
Вы читаете, статья на тему бор , атом , ядро , атом бора