Теория атомных столкновений - Мотт Н.
Скачать (прямая ссылка):
и верхнем знаке в формуле (13.116) Г < 20 эв, \ER \ < 5 эв.
Далее, поскольку либо \Er\, либо у Г должно быть величиной порядка 1 эв
или больше, имеем
Т/ > 10 эв.
Как мы видим, при этом не возникает противоречий, за исключением, быть
может, того случая, когда выполняется условие 2. С другой стороны, i'f
должно быть величиной порядка расстояния между уровнями, которое, как это
следует из данных о радиационном захвате для возбужденного комплекса,
образовавшегося
26е
404
ГЛ. XIII. ЯДЕРНЫЕ СТОЛКНОВЕНИЯ
из U238. есть величина порядка 20 эв, В случае U235 следует
ожидать.такого же порядка величины Г^. Необходимо поэтому рассмотреть
иную возможность - случай, когда возбужденный комплекс находится в
области перекрывающихся уровней. В этом случае имеем
Ql (*З.И7)
Для U235 это условие удовлетворяется при D- 20 эв, в случае ?^234 D
должно было бы иметь при этом недопустимо малое значение (0,4 эв).
Можно, таким образом, прийти к заключению, что деление под действием
медленных нейтронов обусловливается изотопом U235* из которого образуется
комплекс, возбужденный до области перекрывания уровней. Возможность того,
что процесс деления связан с относительным изолированным уровнем, не
может быть, однако, полностью исключена из рассмотрения на основании
перечисленных выше фактов. В любом случае ширина уровня Г/,
соответствующая процессу деления, должна быть величиной по крайней мере
порядка 10 эв.
3. Теоретическая оценка ширины уровня, соответствующего делению. В
порядке проверки справедливости приведенных выше доводов интересно
оценить величину Г^. Процесс деления связан с относительным движением
двух тяжелых медленных ядерных осколков, так что в этом случае могут быть
применены классические соотношения; в частности, может быть использован
метод переходного состояния (гл. VIII, § 8). В результате получаем
Г, = -?лГ*, (13.118)
где N* - число уровней в переходном состоянии, через которое должна
пройти рассматриваемая система, чтобы произошло деление. Если
предположить, что распределение уровней в переходном состоянии сходно с
распределением уровней нормального ядра, то величина N*, вероятно, будет
порядка единицы в том случае, когда составное ядро, образовавшееся путем
захвата медленного нейтрона, обладает энергией, превышающей на 50-10 кэв
энергию, необходимую для перехода системы через промежуточное
активированное состояние. Значение - величина порядка 10 эв -является
поэтому вполне разумным.
4. Деление под действием быстрых нейтронов. Остается теперь рассмотреть
вопрос о делении под действием быстрых нейтронов. Этот процесс не может
быть обусловлен каким-либо из редких изотопов. При рассматриваемых
энергиях длина волны нейтрона мала по сравнению с радиусом ядра (9,5 •
10-13 см "для U). Сечение захвата не может поэтому заметно превышать
ЛИТЕРАТУРА
405
kR2 (см. гл. VIII, § 1), в то время как если бы это сечение определялось
даже изотопом U235, оно должно было бы быть порядка 7 • 10~23 см2 (см.
выше), т. е. в 25 раз превышать максимальное значение.
Никаких трудностей не возникает, если приписать рассматриваемый эффект
изотопу U238- Так как мы наверняка имеем дело со случаем перекрытия
уровней, то
<?' - 2'8' 10~" pS.il>"1' <13119>
Отношение VJD в среднем равно N"-числу уровней ядра Ua38, которые могут
быть возбуждены быстрыми нейтронами. Оно будет быстро возрастать по мере
увеличения энергии возбуждения комплекса U239, т- е- по мере увеличения
энергии нейтрона. Аналогичным образом Yj/D будет быстро возрастать при
увеличений энергии нейтрона от нулевого значения, отвечающего тому
случаю, когда энергия возбуждения комплекса U239 меньше энергии
активации, необходимой для деления. Поскольку основной уровень, от
которого отсчитывается N*, лежит выше уровня, отвечающего Nn, Гп обычно
будет больше iy хотя при изменении энергии нейтрона оно будет изменяться
в основном таким же образом, как и в том случае, когда энергия
возбуждения значительно превышает энергию активации для деления. Это
согласуется с результатом "ж", согласно которому ГуГп 1/5. Опытные
данные, упомянутые в условии "ж", показывают, что энергия активации для
деления U238 меньше чем на 2 Мэв превышает энергию связи нейтрона.
Фиг. 69 иллюстрирует зависимость парциальных значений ширины уровней iy
Г^пр', Г", Гг от энергии возбуждения составного ядра, найденную на
основании рассмотренных выше явлений захвата нейтронов.
Все эти заключения были подтверждены дальнейшими опытами, хотя численные
значения различных величин претерпели при этом некоторые изменения. Бор и
Уилер не только сумели объяснить , экспериментальные данные описанным
выше путем, но показали также, что если воспользоваться полуэмпирическими
формулами для определения энергии ядер, то энергия активации для деления
U236 должна быть меньше, а для деления U239-больше энергии связи
нейтрона. Они сделали также ряд заключений относительно свойств деления
других тяжелых ядер.
ЛИТЕРАТУРА
