Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
Et = Tl-^-M1+ M2;
A = 2 MiT1 + 2МХМ3 + 2M2M3 + 2Q (M1 + M2-M3J-Q2; B = E2t-P2x COSs^; o?/дф = 2P21 sinфсовф; T3 = E3-M3 = = (1/2В) [Et А ± P1 Cos^ J Л2 — 2M2 ? j — M3; Tl = E4-Mi = E7- -Es-(M1-^M2-M3-Q); Q = M1 + M2 -M3- [M2 +M2 +M2 + 2M2?X — — 2E3 (E1 + M2) + 2 P1 P3 cos ф]1/2 ; ? = sin-1 [(P3/P4) віпф]; дТ3 E3 dB P1 Ai + 4М| (Е| — 2В )
Enop = IQI [(M1 + M2)/M2 + |Q|/2M2], СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Wapstra A. N., Bos K.//Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1977. Vol. 19. P. 177—216.
2. Marion J. B., Young F. C. Nuclear Reaction Analysis: Craphs and Tables. Amsterdam: North-Holland Publ. Comp. 1968.
Глава 40 ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР
А. И. Обухов, И. С. Григорьев
40.1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Деление атомного ядра — это процесс распада иа два (реже три и четыре) сравнимых по массе ядра — осколка деления. Впервые деление ядер наблюдалось при облучении ядер урана нейтронами [1], затем было обнаружено спонтанное деление ядер урана [2]. Для ядер с массовым числом А >100 реакция деления экзо-термична, поскольку ^энергия связи, приходящаяся на один нуклон, в ядрах-осколках больше, чем в делящемся ядре. Освобождаемая при делении ядер энергия выделяется в виде кинетической энергии осколков, энергии, которая уносится нейтронами, Y-квантами, ?-частицами и антинейтрино, сопровождающими процесс деления ядер.
Энергию возбуждения можно сообщить ядру облучением его у-квантами или бомбардировкой его нейтронами и заряженными частицами высоких энергий, которые при неупругнх соударениях передают ядру часть своей энергии Особо важное значение имеет процесс деления ядер при захвате нейтронов.
Порог деления, вызванного у-квантами, т. е. энергия наиболее низкоэнергетических ^квантов, еще способных вызвать деление, является непосредственной мерой минимальной энергии возбуждения ядра, необходимой для деления. Порог реакции деления под дейст-
вием нейтронов меньше порога фотоделения составного ядра на энергию связи нейтрона с ядром мишени, вследствие чего некоторые из порогов реакции деления ядер под действием нейтронов отрицательны. Это означает, что процесс деления возможен при захвате ядрами тепловых и холодных нейтронов. Такие ядра называются хорошо делящимися (233U, 235U, 239Pu, 241Pu).
Кроме деления ядер под действием указанных механизмов возбуждения возможен процесс деления ядер без каких-либо видимых внешних воздействий на ядро. Такой процесс называют спонтанным делением ядер. Принято считать, что в невозбужденных ядрах (представляемых как маленькие капли) имеют место колебания с периодом Ю-20—Ю-2' с и амплитудой 0,1—0,2 радиуса ядра. Наличие барьера деления сдерживает самопроизвольный развал ядра, однако после огромного числа колебаний барьер может оказаться случайно пройденным посредством туннельного перехода. Времена жизни ядер по отношению к спонтанному делению изменяются от IO21 лет для изотопов урана н торня до миллисекунд для ядер с зарядом Z= 104ч-107.
Образующиеся при делении тяжелого ядра осколки в большинстве случаев имеют разные массы: например, при делении ядер урана масса легкого осколка составляет 90—100 а.е.м., а масса тяжелого— 130—140 а.е.м.
1087 Скорости осколков — порядка IO9 см/с. ИмпулБсы равны и противоположны по знаку. Скорость осколков достигает 0,9 конечного значения за время около Ю-20 с при расстоянии между ними порядка IO-11 см, когда они еще находятся внутри наинизшей электронной оболочки атома.
Осколки деления первоначально находятся в возбужденных состояниях. Их суммарная энергия возбуждения примерно равна 20 МэВ. В первую очередь осколки за IO-14—IO-17 с сбрасывают лишние нейтроны (мгновенные нейтроны деления). Средняя энергия возбуждения осколка после испускания нейтронов равна половине энергии связи нейтрона и составляет для обоих осколков 6—7 МэВ. Эта энергия излучается в виде у-квантов за IO-9—Ю-14 с.
В начале своего пути осколки имеют положительный заряд от 10 до 20 электронных зарядов, так как некоторые из орбитальных электронов «стряхиваются» при делении. Проходя через вещество, осколки теряют свою энергию в основном на ионизацию среды. Вдоль пути двух осколков образуется примерно 5-Ю6 пар ионов. Время замедления осколков в воздухе порядка IO-9 с, а в плотных средах— 10~~12 с. За это время они пробегают в воздухе расстояние около 2 см, а в плотных средах—IO^3 см.
Заряд замедлившихся осколков сильно отличается от заряда стабильных нуклидов той же массы. Это различие уменьшается в серии ?-распадов (обычно трех или четырех для каждого осколка).
В отдельных случаях ?-распад продуктов деления приводит к высоковозбужденным состояниям дочернего ядра, для которых возможен выброс нейтрона. Так как константа распада по отношению к эмиссии этого «запаздывающего» нейтрона намного превышает константу ?-распада, испускание нейтронов следует за ?-pacna-дом материнского ядра почти мгновенно и временная зависимость интенсивности запаздывающих нейтронов такая же, как у ?-распада материнского ядра.
Более подробные сведения о делении ядер можно найти в [3—9].
40.2. БАРЬЕРЫ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР
