放射性物质生产工艺
发明人：Enrico Fermi
原受让人：G
美国现行分类：376/188；252/625；252/644；310/301；376/156；376/158；376/168；376/181；376/182；376/184；376/185；376/189；376/904；423/263；600/1
专利号：2206634
申请日期：1935年10月3日
发行日期：1940年7月2日
本发明涉及通过与中子反应从相同或不同元素的其他同位素中生产元素的同位素，尤其涉及通过形成不稳定同位素来生产人工放射性。
多年来人们已经知道，尽管每一种化学元素总是具有相同的原子序数或电荷，但它可能以不同的形式存在，具有不同的原子量。这些形式的元素称为同位素。
人们还知道，放射性元素在其原子核内发生衰变或分解时，会自发地转化为其他元素的各种同位素。因此，例如，放射性元素铀可转换为原子量206的铅，而元素钍可转换为原子量208的不同同位素。
人们早就知道，放射性元素的这种自发衰变伴随着α、β和γ射线的发射，也就是说，氦核、电子和极短波长的电磁辐射。
近年来已经证明，各种元素的同位素可以通过α粒子、双极子、质子或高能伽马射线的轰击转化为相同或不同元素的其他同位素，并且由此产生的同位素可能是不稳定的，以便分解时具有与天然放射性体相似的特征。这就是说，放射性同位素可以用这种方法人工产生。
因此，本发明的一个目的是提供一种方法和装置，通过该方法和装置，可以利用较重的以及较轻的元素高效地进行核反应。本发明的一个更具体的目的是提供一种人工生产放射性活性物质的方法和设备，其效率可以使其成本低于天然放射性材料的成本。
我们的发明基于中子的使用而不是带电粒子用于轰击和转化同位素。
所有先前关于核反应的工作都是用高能粒子来完成的，并且尽一切努力增加粒子的能量，以此作为扩大和提高核反应效率的手段。我们现在发现，只有当带电粒子需要巨大的能量才能冲破原子核周围的势垒时，朝这个方向努力才是正确的；如果用中子代替带电粒子进行核反应，在某些情况下，低能或“慢”中子的效率最高，例如几百电子伏特的数量级，甚至更低到一个电子伏特的一小部分。
当以任何普通方式产生中子时，例如氡对铍的作用或钋对铍的作用，或用人工加速粒子轰击原子核，中子的能量范围可能很广，但平均能量很高。这些能量高达几百万伏特。因此，如果要达到最大的反应效率，就必须用人工方法降低这些中子的能量。下面我们描述一种减慢快中子的方法。
我们已经证明，与更快或更高的能量中子相比，缓慢中子的吸收是异常大的。最简单的最简单的解释是承认中子由25个核捕获，其具有一个质量单位的同位素的形成。如果这种重度同位素不稳定，则可以预期强烈的引起的无线电活性。例如，这种情况发生在无线电活性同位素中的银和铱。在其他30例中，发现没有激活或至少没有强烈的活化，遵循异常大的吸收。这是许多元素的情况，e。g。，钇和镉。在这些情况下，预期在捕获中子捕获时形成稳定的核。
在某些情况下，慢中子的吸收会产生相对较强的伽马辐射，其能量相当于中子的结合能。这提供了一个可靠的非常硬的伽马射线源，甚至比自然产生的伽马射线更硬，例如镭。
鉴于这些考虑，显然需要将45个可用中子中的尽可能多的转换成慢能或低能状态，在这种状态下，它们很容易被反应物质的原子核捕获。我们发现，通过将中子辐射50对着或穿过适当材料的屏蔽层，可以达到预期的结果。
已经发现最适合这一目的的材料是那些含有氢（包括它的所有同位素，但光…点击下面的图片继续阅读专利）。
