§ 217а. Реакции деления тяжелых ядер

Ядра атомов, более тяжелые, чем ядра атомов олова, способны делиться на две части, близкие по массе. Для того чтобы произошло деление, ядру надо сообщить значительную энергию активации, уменьшающуюся с увеличением массового числа изотопа. Для ядер урана, тория, палладия эта энергия близка к Реакция деления этих ядер экзотермична; выделяющаяся энергия значительно больше энергии активации.

Деление может быть вызвано протонами, дейтонами, -части-цами и -излучением. Однако особое практическое значение имеет деление, происходящее при попадании в тяжелое ядро нейтрона.

Рассмотрим деление под действием нейтронов изотопа урана-235. При захвате нейтрона образуется изотоп с массой на единицу больше:

Деление произойдет в том случае, если энергия активации деления меньше энергии, доставленной нейтроном. Захваченный нейтрон приносит ядру энергию, равную энергии связи плюс кинетическая энергия его движения. В случае энергия, доставленная даже нейтроном, движущимся с тепловой скоростью, достаточна для производства деления.

Для деления ядер нужна большая энергия, и ядра этого изотопа делятся лишь под действием быстрых нейтронов.

Деление ядер происходит на два различных осколка. Ядро делится произвольным образом и дает различные первичные продукты. Кривая выхода осколков деления урана-235 в зависимости от их массы дана на рис. 244. Как видно из кривой, наименее вероятен случай деления пополам. Чаще всего массы осколков относятся примерно как 2 к 3, скажем Эти ядра обладают огромными энергиями: легкое — порядка тяжелое — около Многообразие продуктов деления объясняется не только различными вариантами расщепления ядра на части, но и тем, что возникшие радиоактивные ядра-осколки, распадаясь, создают еще ряд продуктов.

Ядра, образовавшиеся при делении, обладают ненормально большим количеством нейтронов. Путем цепочки превращений радиоактивные ядра переходят в нормальное стабильное состояние. Например,

Под стрелками указаны времена полураспада. Ясно, что по времени распада практическим продуктом этой цепи превращений является лишь

Среди наиболее важных продуктов деления урана-235, кроме можно назвать стронций-90 (см. ниже).

Рис. 244.

Деление ядра урана-235 сопровождается выделением огромной энергии: урана дает столько же энергии, сколько получается при сжигании угля, т. е. Основная доля энергии выделяется в виде кинетической энергии осколков деления; примерно 10% энергии приходится на излучение.