Начертательная геометрия Инженерная графика Выполнение чертежей деталей Векторная алгебра Аналитическая геометрия Математический анализ изучение искусства Архитектура Живопись Теоретическая механика Молекулярная физика

Деление атомных ядер, распад атомного ядра на 2 (реже 3 или 4) осколка. Деление атомных ядер под действием нейтронов впервые обнаружено О.Ганом и Ф.Штрассманом (1938). Сопровождается выделением вторичных нейтронов, гамма-квантов и выделением энергии. В дальнейшем это позволило осуществить ядерные цепные реакции, создать ядерные реакторы и реализовать ядерный взрыв (атомную бомбу). Самопроизвольное (спонтанное) деление атомных ядер (открыто Г.Н.Флеровым и К.А.Петржаком (1940)) наблюдается лишь у тяжелых элементов (например, у урана) и ограничивает возможность существования более тяжелых трансурановых элементов.

При делении ядра обычно образуются два осколка с массовыми числами А1 и А2 и

зарядами Z1 и Z2, а также излучение, нейтрино и в среднем от двух до трех нейтронов. Полное энерговыделение на один акт деления ядра урана-235 равно примерно 200 Мэв. Такое энерговыделение определяет огромную теплотворную способность ядерного топлива, превышающую в миллионы раз теплотворную способность химического топлива. Так, 235 например, для получения 1 МВт/сут расходуется всего 1,05 г U. Вторичные нейтроны поддерживают цепную реакцию.

Деление ядер под действием тепловых нейтронов возможно только для четно-нечетных или нечетно-нечетных ядер с Z>90. Реакции деления других тяжелых нуклидов имеют барьер; например, для деления 238U барьер составляет около 1 МэВ.

Различают два вида деления тяжелых атомных ядер на две части с приблизительно одинаковой массой:

а)  спонтанное (самопроизвольное) деление, при котором ядро расщепляется без всякого внешнего вмешательства, т.е. без привнесения энергии;

б) индуцированное (вынужденное) деление ядер – деление после слабого возбуждения атомного ядра. Этот вид деления представляет собой один из видов распада находящихся в возбужденном состоянии ядер, т.е. один из видов выделения энергии составным ядром.

Ядра с Z<90 делятся только вынужденным способом, причем энергия возбуждения, необходимая для деления, растет с уменьшением параметра деления Z2/A. Вынужденное деление происходит практически мгновенно (τ=10-14 сек). Период полураспада для спонтанного деления меняется для разных ядер в очень широких пределах (от 1018 лет для 237Np до нескольких десятых долей секунды для далеких трансурановых элементов). Период полураспада уменьшается с ростом параметра Z2/A.

Вероятность ядерной реакции характеризуют эффективным поперечным сечением или просто сечением

Бомбардирующие частицы подразделяют на незаряженные (нейтроны) и заряженные (протоны, дейтоны, альфа-частицы, ускоренные ионы). Мы ограничимся рассмотрением ядерных реакций на нейтронах.

Холодные нейтроны

Деление ядер происходит не симметрично: отношение масс легкого и тяжелого осколков(продуктов деления) равно примерно 2/3

Благодаря большой скорости процесса деления число делящихся ядер за короткое время может быть доведено до огромной величины, в результате чего выделится колоссальная внутриядерная энергия.


На главную