Ядерные и химические реакции. Реакции распада и синтеза

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЦЕНТР СЕТЕВЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ  ТЕХНОЛОГИЙ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ « МЕНЕДЖМЕНТ ОРГАНИЗАЦИИ»

К О Н Т  Р О Л Ь Н А Я       Р А Б О Т А

По предмету: «История государства и права зарубежных стран»

Тема: Ядерные и химические реакции. Реакции распада и синтеза.

Выполнил: Ли Павел

Студент  1  курса

первый семестр

2011

Содержание

Введение

Естествознание — область науки, изучающая естественные науки. Естествознание, появилось более 3000 лет назад. Тогда не было разделения на физику, биологию, географию. Науками занимались философы. С развитием торговли и мореплавания началось развитие географии, а с развитием техники развитие физики, химии.

Химия — наука о химических элементах, их соединениях и превращениях, происходящих в результате химических реакций. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы, то химия занимается в основном изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий.

Зачатки химии возникли ещё со времён появления человека разумного. Поскольку человек всегда так или иначе имел дело с химическими веществами, то его первые эксперименты с огнём, дублением шкур, приготовлением пищи можно назвать зачатками практической химии. Постепенно практические знания накапливались, и в самом начале развития цивилизации люди умели готовить некоторые краски, эмали, яды и лекарства. Вначале человек использовал биологические процессы, такие как брожение, гниение, но с освоением огня начал использовать процессы горения, спекания, сплавления. Использовались окислительно-восстановительные реакции, не протекающие в живой природе — например, восстановление металлов из их соединений.

Химия как фундаментальная наука  окончательно сформировалась лишь в  XX в.

1. Реакции химические

Реакции химические – это превращения одних веществ в другие, отличные от исходных по химическому составу или строению. Общее число атомов каждого данного элемента, а также сами химические элементы, составляющие вещества, остаются в химических реакциях неизмененными; этим они отличаются от ядерных реакций. Химические реакции осуществляются при взаимодействии веществ между собой или при внешних воздействиях на них температуры, давления, электрического и магнитного полей и т.п. В ходе Реакций химических одни вещества (реагенты) превращаются в другие (продукты реакции), что записывается в виде уравнений химических. Реагенты и продукты реакции часто носят общее название реактанты. Каждая химическая реакция характеризуется стехиометрическим соотношением реактантов и скоростью химической реакции. Совокупность отдельных стадий Реакций химических, установленная экспериментально или предложенная на основе теоретических представлений, называется механизмом реакции. 

 Любая химическая реакция обратима, хотя скорости прямой и обратной реакций могут при этом существенно отличаться. Когда скорости прямой и обратной реакций равны, система находится в химическом равновесии. В положении равновесия или вблизи него поведение системы описывается законами и соотношениями химической термодинамики. В целом изучение механизмов и скоростей как обратимых, так и практически необратимых Химические реакции составляют предмет химической кинетики, а при учёте также и физических процессов в системе (диффузия, теплопередача и др.) — предмет макрокинетики. При изучении химических реакций на молекулярном уровне используют представления о взаимодействии атомов и молекул при их столкновениях друг с другом, с электронами и др. частицами, о превращениях молекул при поглощении и испускании фотонов и т.п. Этот подход базируется, как правило, на квантовой теории и связан в основном с изучением элементарного акта химических реакций. Квантовомеханическое описание элементарного акта базируется на одном из двух подходов. При временном подходе элементарный акт рассматривается как процесс рассеяния подсистем (атомов, молекул, ионов) при их столкновении. Согласно стационарному подходу, исследуется движение конфигурационной точки (изображающей ядерную конфигурацию всей системы реактантов) по потенциальной поверхности, определяемой взаимодействием подсистем реактантов, в частности ядер молекул в усреднённом поле электронов. Начало стационарному подходу было положено введением представления об активированном комплексе. При сравнительном рассмотрении реакций, особенно в органической химии, пользуются обычно представлениями о наиболее вероятных механизмах реакций и об активности реагентов в определённых классах реакций, такими как реакционная способность, ориентации правила, нуклеофильные и электрофильные реагенты, принцип сохранения орбитальной симметрии и т.п.

 Химические реакции существенно зависят как от природы реактантов, так и от внешних условий реакции. Многие Реакции химические возможны только под воздействием внешних источников энергии: тепловой, электромагнитной (фотохимические реакции), электрической (электрохимические реакции). При этом сама химическая реакция может служить источником энергии. Количественное экспериментальное изучение химических реакций привело к установлению ряда основных законов химии, отражающих как стехиометрию, так и энергетику реакций. К таким законам относятся постоянства состава закон, Гесса закон и др. Классификация Реакций химических проводится по различным признакам и различается в зависимости от того, в какой области химии они исследуются. Термодинамическая классификация использует в качестве таких признаков: энергетику реакций (экзотермические, т. е. идущие с выделением тепла, и эндотермические, т. е. идущие с поглощением тепла); количество фаз реактантов (гомогенные и гетерогенные реакции). Различают химические реакции, идущие в объёме, на поверхности раздела фаз и т.д. Кинетическая классификация выделяет следующие признаки: скорость прямой и обратной реакций (обратимые и необратимые реакции); число взаимосвязанных реакций в системе (простая реакция, т. е. только одна, практически необратимая реакция, и сложная реакция, которую можно подразделить на несколько простых); молекулярность реакции (число молекул, одновременным взаимодействием между которыми осуществляется элементарный акт химического превращения); порядок реакции по каждому реагенту и в целом. Сложные химические реакции по форме связи простых реакций подразделяются на параллельные, последовательные, сопряжённые, обратимые и т.д. В отдельную группу выделяется обширный класс каталитических реакций. В зависимости от того, какие частицы участвуют в элементарном акте, реакции подразделяются на молекулярные, ионные, фотохимические и т.д., а также радикальные или цепные реакции. Детальное подразделение реакций проводится и по их механизму. 

 В неорганической химии широко  используется классификация  химических реакций по типам участвующих в них соединений и по характеру их взаимодействия: реакции образования и разложения, гидролиза, нейтрализации реакции, реакции окисления-восстановления. 

 Органические реакции подразделяют  на две большие группы: гетеролитические, при которых разрыв связи в  молекуле происходит несимметрично  и электроны остаются спаренными, и гомолитичные, в которых происходит  симметричный разрыв связи, в результате чего образуются радикалы. В зависимости от типа атакующего реагента гетеролитические реакции могут быть нуклеофильными (обозначаются символом N) и электрофильными (символ Е). Основные три класса органических реакций включают замещения (обозначаются символом S с индексами N или Е), присоединения (символ А) и отщепления (элиминирования, символ Е). Каждая из этих реакций в зависимости от механизма может осуществляться как нуклеофильный, электрофильный или радикальный процесс. Особый класс реакций составляют реакции циклоприсоединения. С учётом молекулярности лимитирующей стадии различают мономолекулярные (например, S_E 1) и бимолекулярные (например, S_E 2) реакции. Помимо указанных механизмов, присоединения и замещения реакции могут происходить в результате окислительно-восстановительного взаимодействия реагентов. Многие органические реакции включают ряд последовательных стадий, в том числе обратимых. Общая обратимость характерна для таких, например, реакций, как реакции металлирования и ароматического сульфирования. Возможны реакции, в которых промежуточные соединения вступают в параллельные реакции, что приводит к образованию смеси продуктов. Многочисленные превращения органических молекул включают процессы, происходящие без изменения состава, но приводящие к изменению химического строения (структуры) соединения, например различного типа изомеризации, молекулярные перегруппировки и таутомерные превращения.  

 Понятие Химическая реакция является в известной степени условным. Так, к числу химических реакций обычно не относят образование ассоциатов в растворах, электронные возбуждения молекул (даже при существенном изменении равновесной геометрической конфигурации) и ряд др. процессов.

2. Ядерные реакции

Ядерные реакции, превращения атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами, g-квантами или друг с другом. Впервые начал изучать Эрнест Резерфорд в 1919. Спонтанные (происходящие без воздействия налетающих частиц) процессы в ядрах — например, радиоактивный распад — обычно не относят к ядерным реакциям

Для осуществления ядерной реакции необходимо сближение частиц (двух ядер, ядра и нуклона и т. д.) на расстояние ~ 10^-13 см. Энергия налетающих положительно заряженных частиц должна быть порядка или больше высоты кулоновского потенциального барьера ядер (для однозарядных частиц ~ 10 Мэв). В этом случае ядерная реакция, как правило, осуществляются бомбардировкой веществ (мишеней) пучками ускоренных частиц. Для отрицательно заряженных и нейтральных частиц кулоновский барьер отсутствует, и ядерная реакция может протекать даже при тепловых энергиях налетающих частиц. 

 Ядерную реакции.. записывают в виде: A (a, bcd)B, где А — ядро мишени, а — бомбардирующая частица, в, с, d — испускаемые частицы, В — остаточное ядро (в скобках записываются более лёгкие продукты реакции, вне — наиболее тяжёлые). Часто ядерная реакция может идти несколькими способами, например:  

 ⁶³Cu (р, n) ⁶³Zn, ⁶³ Cu (р, 2n) ⁶² Zn, ⁶³ Cu (р, pn) ⁶² Cu, ⁶³ Cu (p, р) ⁶³ Cu, ⁶³ Cu (р, p') ⁶³ Cu. 

 Состав сталкивающихся частиц  называется входным каналом ядерной реакции, состав частиц, образующихся в результате ядерной реакции — выходным каналом. 

 Ядерная реакция — основной метод изучения структуры ядра и его свойств Однако роль их велика и за пределами физики: реакции деления тяжёлых ядер и синтеза легчайших ядер лежат в основе ядерной энергетики. Ядерная реакция используются как источник нейтронов, мезонов и других нестабильных частиц. С помощью ядерной реакции получают свыше тысячи радиоактивных нуклидов, применяемых во всех областях науки, техники и медицины. 

 Исследования ядерной реакции включают идентификацию каналов реакции, определение вероятности их возбуждения в зависимости от энергии бомбардирующих частиц, измерение угловых энергетических распределений образующихся частиц, а также их спина, чётности, изотопического спина и др. 

  Ядерные реакции подчиняются законам сохранения электрического заряда, числа нуклонов (барионного заряда), энергии и импульса. Закон сохранения числа нуклонов означает сохранение массового числа А. Ядерные реакции могут протекать с выделением и с поглощением энергии Q, которая в 10⁶ раз превышает энергию, поглощаемую или выделяемую при химических реакциях Поэтому в ядерной реакции. можно заметить изменение масс взаимодействующих ядер. Энергия Q, выделяемая или поглощаемая при ядерной реакции, равна разности сумм масс частиц (в энергетических единицах) до и после ядерной реакции.  

 Эффективное сечение ядерной реакции — поперечное сечение, которое нужно приписать ядру с тем, чтобы каждое попадание в него бомбардирующей частицы приводило к ядерной реакции. Эффективные сечения ядерной реакции зависят от энергии бомбардирующих частиц, типа реакции, углов вылета и ориентации спинов частиц — продуктов реакции (s ~ 10^-27 — 10^-21 ). Максимальное сечение ядерной реакции определяется геометрическими сечениями ядер s_макс = pR², если радиус ядра R больше, чем длина волны де Бройля частицы . Для нуклонов , когда их энергия x»10/A^2/3. В области малых энергий  и сечение ядерной реакции определяет уже не R, а , например для медленных нейтронов . В промежуточной области энергий  

 Выход ядерной реакции — отношение числа актов ядерной реакции. к числу частиц, упавших на 1 см² мишени. Для тонкой мишени и однородного потока частиц выход ядерной реакции W = ns, где n — число ядер на 1 см² мишени. Заряженные частицы, ионизируя атомы мишени, теряют энергию и останавливаются. Их пробег в мишенях порядка мкм или см в зависимости от энергии. В результате выходы ядерной реакции также малы (10^-3 — 10^-6 ). Для ядерной реакции с частицами высоких энергий выход больше. Для частиц, которые могут вызывать ядерную реакцию при любой энергии (нейтроны, p-мезоны), выход при достаточно больших мишенях может достигать 1. 

 Продукты ядерной реакции образуются в небольшом количестве: для ускоренных налетающих частиц порядка нескольких мг в час; в мощных ядерных реакторах (ядерные реакции. под действием нейтронов) — нескольких г в час. Концентрация получаемых продуктов, как правило, мала. Для их выделения и идентификации используются методы радиохимии и масс-спектрометрии. Регистрация продуктов ядерной реакции осуществляется детекторами ядерных излучений. 

 Механизмы ядерных реакций. Налетающая частица, например нуклон, может войти в ядро и вылететь из него под другим углом, но с той же энергией (упругое рассеяние). Нуклон может столкнуться непосредственно с нуклоном ядра; при этом, если один или оба нуклона имеют энергию, большую, чем энергия, необходимая для вылета из ядра, то они могут покинуть ядро без взаимодействия с другими его нуклонами (прямой процесс). Существуют и более сложные прямые процессы, при которых энергия налетающей частицы передаётся непосредственно одному или небольшой группе нуклонов ядра. Если энергия, внесённая влетевшей частицей, постепенно распределится между многими нуклонами ядра, то ядерные состояния будут становиться всё более и более сложными, однако через некоторое время наступит динамическое равновесие — различные ядерные конфигурации будут возникать и распадаться в образовавшейся системе, называемой составным ядром. Составное ядро неустойчиво и через короткое время распадается на конечные продукты ядерной реакции. Если в некоторых конфигурациях энергия одного из нуклонов окажется достаточной для его выброса из ядра, то составное ядро распадается с испусканием нуклона. Если же энергия сосредоточивается в некоторых группах частиц, существующих в составном ядре короткое время, то возможно испускание альфа-частиц, тритонов, дейтронов и др. При энергиях возбуждения составного ядра, меньших энергии отделения от него частиц, единственный путь его распада — испускание g-квантов (радиационный захват). Иногда выброс частиц происходит до того, как установилось равновесие, т. е. до образования составного ядра (механизм предравновесного распада). 

 Различные механизмы ядерных реакций отличаются разным временем протекания. Наименьшее время имеет прямая ядерная реакция. Это время, которое необходимо частице, чтобы пройти область пространства, занимаемую ядром (~ 10^-22 сек). Среднее время жизни составного ядра значительно больше (до 10^-15 — 10^-16 сек). При малых энергиях налетающих частиц основным механизмом Ядерной реакцией, как правило, является образование составного ядра (за исключением ядерной реакции с дейтронами). При больших энергиях преобладают прямые процессы. 

 Характер зависимости эффективных сечений ядерных реакций s от энергии x налетающих частиц s(x) различен для разных механизмов ядерных реакций. Для прямых процессов зависимость s(x) имеет монотонный вид. В случае ядерных реакций, идущих с образованием составного ядра, при малых энергиях частиц в s(x) наблюдаются максимумы, которые соответствуют уровням энергии составного ядра. В области больших энергий (x ³ 15 Мэв для средних и тяжёлых ядер) уровни энергии составного ядра перекрываются и сечение монотонно зависит от энергии. На этом фоне выделяются более широкие максимумы, соответствующие возбуждению изобар-аналоговых состояний (состояний ядра, у которых изотопический спин больше, чем в основном состоянии), а также т. н. гигантские резонансы. Эти более широкие максимумы соответствуют уровням ядра, образующимся при слиянии ядра с налетающей частицей; они имеют более простую структуру, чем уровни составного ядра. Время жизни т возбуждённого ядра связано с полной шириной Г наблюдаемых максимумов соотношением:  ( — Планка постоянная). 

 При распаде составного ядра конечное ядро может образовываться как в основном, так и в возбуждённых состояниях. Энергетический спектр продуктов распада составного ядра в области более высоких энергий состоит из отдельных линий, в области низких энергий вылетающих частиц имеет широкий максимум. Угловое распределение конечных продуктов (в системе центра масс) в резонансной области энергии симметрично относительно направления, образующего угол 90° с направлением налетающих частиц. В области энергии, где энергетические уровни составного ядра перекрываются, квантовые характеристики различных уровней составного ядра усредняются и угловое распределение испускаемых частиц оказывается, как правило, сферически симметричным.  

 Частицы — продукты ядерных реакций, как правило, поляризованы. Поляризация возникает и в том случае, когда пучок бомбардирующих частиц не поляризован. Если же он поляризован, то наблюдается азимутальная асимметрия продуктов ядерной реакции, под действием нейтронов в большинстве случаев протекают с поглощением энергии Q. При ядерной реакции (n, p) для большинства ядер Q невелико (исключение составляют ³H и ¹⁴N). Для ядерных реакций (п, а) в случае лёгких ядер поглощаемая энергия Q также невелика (исключение составляют ⁶Li и ¹⁰B), для средних и тяжёлых ядер выделяется небольшое количество энергии. Ядерные реакции, в которых образуется больше 2 частиц, протекают с поглощением энергии, равной энергии, необходимой для отделения нейтрона от ядра, например для ядерной реакции (n, 2n) она~10 Мэв. Особое место в этом смысле занимает реакция деления тяжёлых ядер, которая сопровождается выделением большого количества энергии. Реакция деления для некоторых ядер (например, ²³⁸U) имеет энергетический порог (нейтроны должны иметь достаточно большую энергию), связанный с необходимостью преодоления потенциального барьера деления. Деление под действием медленных нейтронов испытывают ядра ²³⁵U, ²⁴²Am, ²⁴⁵Cm, ²⁴⁹Cf. 

 Для медленных нейтронов основной процесс — радиационный захват нейтрона — ядерная реакция (n, g). Исключение составляют ³He и ¹⁴N, для которых основной процесс — ядерная реакция (n, p), а также ⁶Li и ¹⁰B, для которых преобладает ядерная реакция (n, a). У средних и тяжёлых ядер потенциальный барьер препятствует вылету протонов и a-частиц. Область энергий x_n медленных нейтронов является резонансной. Большинство ядер обнаруживает резонансный захват при x_n ³ нескольких эв. При x_n < 1 эв для большинства ядер эффективное сечение захвата обратно пропорционально скорости нейтронов (закон 1/v). 

 С увеличением энергии нейтронов x_n уменьшается вероятность резонансного захвата и увеличивается вероятность их упругого рассеяния ядрами (n,n’). Когда x_n становится больше энергии первого возбуждённого состояния ядра-мишени (десятки и сотни кэв), возможно неупругое рассеяние нейтронов (n,n’). При x_n порядка нескольких Мэв главную роль играют упругое и неупругое рассеяния нейтронов; становятся заметными ядерные реакции (n, p) и (n, a), однако их сечения меньше сечения (n, n'). Когда x_n достигает 5—10 Мэв, преобладающую роль играют ядерная реакция (n, 2n). 

.

3. Реакция распада и синтеза

 3.1 Реакция синтеза

Термоядерная реакция (синоним: ядерная реакция синтеза) --- разновидность ядерной реакции, при которой легкие атомные ядра объединяются в более тяжелые.

         Для того  чтобы произошла реакция синтеза,  исходные ядра должны преодолеть силу электростатического отталкивания, для этого они должны иметь большую кинетическую энергию. Если предположить, что кинетическая энергия ядер определяется их тепловым движением, то можно сказать, что для реакции синтеза нужна большая температура. Поэтому реакция названа «термоядерной». Этот термин может использоваться даже в тех случаях, когда реакция ядерного синтеза происходит при низкой температура, например в том случая, когда кинетическая энергия ядер связан с их направленным движением, а не тепловым

3.2. Реакция распада

Ядерные цепные реакции – самоподдерживающиеся реакции деления атомных ядер под действием нейтронов в условиях, когда каждый акт деления сопровождается испусканием не менее 1 нейтрона, что обеспечивает поддержание реакции. Ядерные цепные реакции - способ извлечения ядерной энергии.

Для начала перечислим три "классических" вида радиоактивности, открытых еще  в конце девятнадцатого века (есть и кое-что еще, но это уже детали). Для обозначения этих видов исторически  применяются три первые буквы греческого алфавита - альфа, бета и гамма. С точки зрения физики, самая простая форма радиоактивности - это гамма-распад, в ходе которого рождаются высокоэнергетичные кванты электромагнитного излучения. Их испускают возбужденные ядра, которые при этом теряют энергию, но в остальном остаются подобными самим себе - иначе говоря, не меняют ни заряда, ни атомного веса.

Альфа-распад уже посложнее. В этом случае ядро испускает альфа-частицу, иначе говоря, ядро гелия-4, состоящее  из двух протонов и двух нейтронов. Так распадаются тяжелые ядра, которые теряют устойчивость из-за наличия большого числа положительно заряженных протонов, отталкивающихся друг от друга по закону Кулона. При альфа-распаде возникает дочернее ядро, заряд которого меньше заряда материнского ядра на две единицы, а вес - на четыре. Однако частицы, которые образуют ядро, протоны и нейтроны, при этом не меняются, иначе говоря, не испытывают никаких превращений.

Самая интересная разновидность радиоактивности - это бета-распад, который существует в двух основных формах - электронной и позитронной. В первом случае ядро испускает электрон и антинейтрино, во втором - позитрон и нейтрино. Масса ядра при этом в первом приближении остается той же самой, а вот заряд меняется на единицу - в первом случае увеличивается, а во втором уменьшается. К слову сказать, нейтрино, самые загадочные и неуловимые частицы микромира, были открыты как раз при исследовании процессов бета-распада.

Все дело в том, что в самих  ядрах ни электронов, ни нейтрино, ни их античастиц (позитронов и антинейтрино) конечно же нет. Это означает, что они не "отламываются" от ядер, подобно альфа-частицам, а каким-то образом возникают в процессе бета-распада. Этот процесс впервые объяснил великий итальянский физик Энрико Ферми - в 1934 г. Согласно его теории, в основе электронного бета-распада лежит превращение нейтрона в протон, электрон и антинейтрино, в то время как позитронный бета-распад происходит при превращении протона в нейтрон, позитрон и нейтрино (для точности можно отметить, что в середине тридцатых годов нейтрино и антинейтрино еще не различали, это пришло позднее). В своей основе теория Ферми сохранилась и до нашего времени, хотя и с определенными модификациями. Самая важная из них состоит в том, что сегодня мы знаем, что протоны и нейтроны "сложены" из кварков, частиц с дробными электрическими зарядами, которые не существуют в свободном состоянии. Превращения протонов и нейтронов, имеющие место в процессе бета-распада - это на самом деле превращения составляющих их кварков. Таким образом, бета-распад - это единственная форма радиоактивности, при которой изменения происходят на кварковом уровне. Он имеет место не только внутри ядер - точно таким же образом распадаются и свободные нейтроны, причем их среднее время жизни очень невелико, всего четверть часа. Из общепринятой теории фундаментальных взаимодействий вытекает, что нестабильны и свободные протоны, однако их время жизни неизмеримо превышает возраст нашей Вселенной.

Вернемся к позитронному бета-распаду, в ходе которого исчезает протон и возникают нейтрон, позитрон и нейтрино. С точки зрения общих принципов релятивистской квантовой механики испускание электрона эквивалентно поглощению его античастицы, то есть обычного электрона. Это означает, что возможен бета-процесс, при котором атомное ядро самопроизвольно захватывает находящийся поблизости электрон и "отдает" его одному из своих протонов. Протон, которому посчастливилось получить этот сомнительный подарок, превращается в остающийся в ядре нейтрон и покидающее его нейтрино. Конечный результат тот же самый, что и при позитронном бета-распаде - ядро с тем же атомным весом и меньшим на единицу зарядом.

Возникает вопрос - откуда взяться  электрону? Конечно, его можно разогнать  в ускорителе и столкнуть с  ядром, но мы ведь сейчас говорим об естественной радиоактивности, которая существует в природе без какого-либо вмешательства человека. Оказывается, что некоторые атомные ядра способны похищать электроны своих собственных внутренних оболочек и использовать их в качестве запалов бета-распада. Теоретически этот процесс в 1936 г. предсказали японские физики Хидеки Юкава и Шоичи Саката, а экспериментально его двумя годами позже обнаружил американец Луис Альварес. В физической литературе он получил название электронного захвата. В частности, этому виду бета-распада подвержен бериллий-7, ядро которого может "стянуть" с орбиты один из своих электронов и превратиться в ядро лития.

А теперь пойдем дальше. Нетрудно догадаться, что вероятность электронного захвата  зависит от плотности электронов вблизи ядра - она обязана увеличиваться вместе с ростом этой плотности и падать при ее снижении. Это означает, что среднее время жизни ядер радиоактивного элемента, способных осуществлять электронный захват, может меняться в зависимости от того, входят ли они в состав чистого образца этого элемента или в состав его химического соединения. Этот вывод уже проверен и подтвержден в эксперименте, причем сдвиг времени жизни (или, если угодно, периода полураспада) может в таких случаях составлять доли процента. Следовательно, радиоактивные элементы этой группы заведомо непригодны для использования в качестве атомных часов при радиоизотопной датировке.

Заключение

Химические реакции используются для определения качества продуктов, создания новых материалов, получения энергии.

Основные современные способы  получения энергии основаны на химических или ядерных реакциях. В таблице1 для сравнения приведены приближенные значения удельного энергетического  выхода для различных способов получения  энергии.

Табл.1.

Наименее эффективны способы получения  энергии, основанные на сжигании топлива. Атомная энергетика имеет на несколько  порядков лучшие показатели. Наиболее эффективным сейчас считается управляемый термоядерный синтез. Во всех приведенных способах процесс получения энергии сопровождается появлением веществ, небезопасных для биосферы. Исходные химические элементы никуда не деваются, а образуют новые химические или ядерные соединения, которые остаются в виде отходов или попадают в атмосферу. Как видим, наиболее распространенный способ, основанный на сжигании энергоносителей, имеет очень малый энергетический выход и вдобавок очень сильно загрязняет окружающую среду. Не являются идеальными и другие способы получения энергии.

Решение проблемы экологической безопасности видят в использовании водорода в качестве энергоносителя. Водород  привлекателен тем, что при его  сжигании образуется вода – совершенно безопасное вещество. Считается, что по экологической безопасности у водорода нет конкурентов. Однако реализация этой задачи сдерживается большими энергозатратами на получение водорода из воды. Если нефть, газ и уголь — это готовые энергоносители, то водород в чистом виде на Земле отсутствует. Чтобы получить водород его необходимо добыть из воды, на что затрачивается электроэнергия, ранее полученная путем сжигания все тех же традиционных энергоносителей. Поэтому, экологически чистому использованию водорода все равно предшествует экологически опасный способ получения энергии для разложения воды.

Химия дает нам возможность найти  новые способы получения энергии, мы применяем ее в повседневной жизни, моя на кухне посуду, а также  пользуемся благами этой науки, когда  размышляем над тем, каким материалом покрывать крышу нашего загородного дома.

Химия не стоит на месте. Благодаря  ей в промышленности создаются новые  материалы, новые способы контроля качества. В связке с физикой, она  дает безграничные возможности. 
Литература

1. Барит И.Я. Ядерные реакции. – www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/128/070.htm
2. Википедия — свободная энциклопедия. –  http://ru.wikipedia.org
3. Косинов Н.В. Вода – энергоноситель, способный заменить нефть // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.11558, 07.10.2004 – http://www.trinitas.ru/rus/doc/0023/001a/00230022.htm
4. Скопин А.Ю. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2003. – 392 с.
5. Степанов Н.Ф. Химические реакции.– www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/095/824.htm
6. T. Ohtsuki et al Enhanced Electron-Capture Decay Rate of 7Be Encapsulated in C60 Cages. – Physical Review Letters 93, 112501 (2004). –http://www.grani.ru/Techno/m.77041.html