Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1" -> 52

Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.

Надыкто Б.А., Темофеева Л.Ф. Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 — Саров, 2003. — 304 c.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка): plutoniyfundamentproblemi2003.djvu
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 222 >> Следующая


(Результаты расчета любезно предоставлены Питером Мюллером, Лос-Аламосская национальная лаборатория)

с периодом полураспада 23 мин, по-видимому, была связана с ураном-239 и

могла означать образование Х-239, но ни парижские, ни берлинские ученые не

могли дать убедительного объяснения своим результатам.

Все эти исследования и размышления приняли совершенно иной оборот, когда Ганом и Штрассманом в декабре 1938 года было открыто деление. (Лизе Мейтнер, которая была еврейкой, была вынуждена бежать от нацистского режима. Она уехала из Берлина в июле.) Радиометрическими методами группа строго доказала, что в образце чистого урана после облучения нейтронами содержится радиоактивный барий (Z = 56). Этот барий мог возникнуть только в результате расщепления, или деления, ядра урана. Делением можно объяснить тот необычный спектр излучения, который наблюдался после активации урана нейтронами, - излучение частично исходило от большого числа осколков деления и их потомков (см. рис. 4). И представление Сциларда о ядерной энергии, выделяющейся в результате ядерных цепных реакций, внезапно превратилось из мечты в реальность. Мгновенное испускание нейтронов из горячих осколков деления может обеспечивать тот механизм размножения нейтронов, который необходим для протекания цепной реакции.

Деление

Хотя ядерное деление не было предсказано теоретически, оно сразу же было объяснено с точки зрения имевшихся ядерных моделей. Подобно радиационному захвату нейтронов деление, вызываемое нейтронами, интерпретировали как один из вариантов распада составного ядра. Детали этого процесса можно легко описать в рамках капельной модели, первоначально выдвинутой Джорджем Гамовым в 1928 году и затем значительно развитой Бором в 1937 году. При использовании капельной модели дискретным характером протонов и нейтронов пренебрегают, а ядро представляется как электрически заряженная капля жидкости, которая может деформироваться, колебаться и делиться. Кроме того, она может сливаться с другой каплей, как в реакции синтеза. Эта модель дает возможность непосредственного расчета основных свойств ядер, таких как масса и размер ядер.

Number 26 2000 Los Alamos Science

67
От алхимии к атомам

(а)

QQ

Q-

CD

С,

CS

S

=T

X

CD

I-

O

I=

(б)

Рис. 5. Сечения деления

(а) К февралю 1939 года Нильс Бор понял, что два изотопа урана ведут себя по-разному по отношению к делению. Оба изотопа имеют четное число протонов (Z = 92). Уран-235 имеет Il нечетное число нейтронов (N = 143), а уран-238 - четное число (N = 146). Когда уран-238 поглощает нейтрон, он образует уран-239 с четно-нечетным ядром и получает энергию связи

~ 4,8 МэВ, которая идет на ядерное возбуждение. Этого количества энергии недостаточно, чтобы превысить барьер деления, составляющий ~ 6 МэВ, поэтому для деления урану-238 необходимо поглотить нейтрон с кинетической энергией, превышающей ~ 1 МэВ. Ho благодаря большой силе, связывающей ядро, протоны и нейтроны обнаруживают тенденцию к образованию пар; поэтому при поглощении ураном-235 нейтрона с образованием урана-236 с четно-четным ядром он получает энергию связи, составляющую ~ 6,5 МэВ. Этого количества более чем достаточно для деления возбужденного ядра независимо от энергии налетающего нейтрона. Уран-235 является делящимся элементом, (б) На верхнем графике показаны различные сечения деления изотопов урана в зависимости от энергии нейтронов. При тепловых энергиях (~ 0,025 эВ) сечение деления урана-235 составляет ~ 500 барн. На нижнем графике спектр энергии мгновенных нейтронов, испускаемых при вызываемом медленными нейтронами делении урана-235, достаточно широк, при этом средняя энергия составляет ~ 2 МэВ. Примерно половина этих нейтронов не может вызывать деление урана-238 (заштрихованная область). В ядерных устройствах доля нейтронов, которые не могут вызывать деление, еще больше, поскольку нейтроны теряют энергию на ядерное взаимодействие с деталями устройства.

Нильс Бор

Мейтнер поддерживала тесную связь с берлинской группой, и в течение недели после открытия деления она со своим племянником Отто Фришем описала этот процесс с помощью капельной модели. На наглядной картинке, представленной на рис. 4, подобное капле составное ядро деформируется после поглощения нейтрона настолько, что становится удлиненным и принимает форму гантели, которая, наконец, разделяется на две капельки, известные также как осколки деления. (Именно Фриш придумал термин “деление” после разговора с американским биологом Уильямом Арнольдом о делении клеток бактерий.) Электрически заряженные капельки отталкивают друг друга и немедленно разлетают-

ся с большой скоростью; после полного ускорения их общая кинетическая энергия достигает около 170 МэВ. К середине января 1939 года Фриш пронаблюдал эти осколки деления большой энергии с помощью ионизационной камеры, а впоследствии наблюдал вызываемое нейтронами деление тория-232.

Вскоре экспериментальные исследования сосредоточились на решении вопроса о том, сопровождается ли деление испусканием нейтронов. Р. Б. Робертс, Р. С. Мейер и П. Ванг в Соединенных Штатах впервые показали, что после (5-распада продуктов деления испускаются “запаздывающие” нейтроны. Ho в ходе других исследований вскоре было обнаружено, что по мере образования начальных осколков
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed