ВУЗ:
Составители:
109
синтезе. Альфа-распад можно рассматривать как сильно асимметричное
деление, при котором родительское ядро М расщепляется на маленькую
альфа-частицу и большое остаточное ядро '
M
. Альфа-распад возможен,
только если в реакции
α'
+
→
M
M
масса М оказывается больше суммы масс '
M
и альфа-частицы. У всех
ядер с Z > 82 (свинец)
α
' MMM
+
> . При Z > 92 (уран) полупериоды
альфа-распада оказываются значительно длиннее возраста Земли, и та-
кие элементы не встречаются в природе. Однако их можно создать ис-
кусственно. Например, плутоний (Z = 94) можно получить из урана в
ядерном реакторе. Эта процедура стала обычной и обходится всего в 15
долларов за 1 г. До сих пор удалось получить элементы вплоть до
Z = 118, однако гораздо более дорогой ценой и, как правило, в ничтож-
ных количествах. Можно надеяться, что радиохимики научатся полу-
чать, хотя и в небольших количествах, новые элементы с Z > 118.
Если бы массивное ядро урана удалось разделить на две группы
нуклонов, то эти группы нуклонов перестроились бы в ядра с более
сильной связью. В процессе перестройки выделилась бы энергия. Спон-
танное деление ядер разрешено законом сохранения энергии. Однако
потенциальный барьер в реакции деления у встречающихся в природе
ядер настолько высок,
что вероятность спонтанного деления оказывает-
ся много меньше вероятности альфа-распада. Период полураспада ядер
238
U относительно спонтанного деления составляет 8⋅10
15
лет. Это более
чем в миллион раз превышает возраст Земли. Если нейтрон сталкивает-
ся с тяжелым
ядром, то оно может перейти на более высокий энергети-
ческий уровень вблизи вершины электростатического потенциального
барьера, в результате возрастет вероятность деления. Ядро в возбуж-
денном состоянии может обладать значительным моментом импульса и
приобрести овальную форму. Участки на периферии ядра легче прони-
кают сквозь барьер, поскольку они частично уже находятся за барьером
.
У ядра овальной формы роль барьера еще больше ослабляется. При за-
хвате ядром U
235
или Pu
239
медленного нейтрона образуются состоя-
ния с очень короткими временами жизни относительно деления. Раз-
ность масс ядра урана и типичных продуктов деления такова, что в
среднем при делении урана высвобождается энергия 200 МэВ. Масса
покоя ядра урана 2,2
⋅10
5
МэВ. В энергию превращается около 0,1 %
этой массы, что равно отношению 200 МэВ к величине 2,2
⋅10
5
МэВ.
Оценка энергии, освобождающейся при делении, может быть по-
лучена из
формулы Вайцзеккера:
4/3
5
2
4
3/12
3
3/2
21св
α/)2/(α/ααα
−
+−−−−= AAZAAZAAE
.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- …
- следующая ›
- последняя »
