Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика


§ 227. Деление урана. Цепная ядерная реакция



Pdf көрінісі
бет304/346
Дата19.01.2022
өлшемі6,71 Mb.
#24105
түріУчебник
1   ...   300   301   302   303   304   305   306   307   ...   346
Байланысты:
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ

§ 227. Деление урана. Цепная ядерная реакция. В резуль-

тате опытов по облучению нейтронами урана было найдено, что

п о д д е й с т в и е м н е й т р о н о в я д р а у р а н а делятся

н а д в а я д р а ( о с к о л к а ) п р и м е р н о п о л о в и н н о й

м а с с ы и з а р я д а ; э т о т п р о ц е с с с о п р о в о ж д а е т-

с я и с п у с к а н и е м н е с к о л ь к и х (двух-трех) н е й т р о-

н о в (рис. 402). Помимо урана, способны делиться еще неко-

торые элементы из числа последних элементов периодической

системы Менделеева. Эти элементы, так же как и уран, делятся

не только под действием нейтронов, но также и б е з в н е ш-

н и х в о з д е й с т в и й (спонтанно)

1

). Спонтанное деление бы-



ло установлено на опыте советскими физиками К. А. Петржаком

и Георгием Николаевичем Флеровым (р. 1913) в 1940 г. Оно

представляет собой весьма редкий процесс. Так, в 1 г урана

происходит всего лишь около 20 спонтанных делений в час.

1

) С п о н т а н н о е д е л е н и е с л е д у е т отнести к разряду явлений р а-



д и о а к т и в н о г о р а с п а д а, с которыми мы познакомились в предыдущей

главе. Как и другие виды распада, спонтанное деление представляет собой

внутриядерный процесс, протекающий без внешних воздействий.



Гл. XXIV. Атомные ядра и ядерная энергия

567


Благодаря взаимному электростатическому отталкиванию

осколки деления разлетаются в противоположные стороны,

приобретая огромную кинетическую энергию (около 160 МэВ).

Р е а к ц и я

д е л е н и я

п р о и с х о д и т,

таким

образом,


Рис. 402. Деление ядра урана под действием нейтронов: а) ядро за-

хватывает нейтрон; б) удар нейтрона о ядро приводит последнее в ко-

лебания; в) ядро делится на два осколка; при этом испускается еще

несколько нейтронов

со значительным

в ы д е л е н и е м э н е р г и и. Быстродви-

жущиеся осколки интенсивно ионизуют атомы среды. Это

свойство осколков используют для обнаружения процессов

деления при помощи ионизационной камеры или камеры

Рис. 403. Фотография следов осколков деления урана в камере Виль-

сона: осколки (

O

) разлетаются в противоположные стороны из тонкого



слоя урана, нанесенного на пластинке, перегораживающей камеру.

На снимке видно также множество более тонких следов, принадле-

жащих протонам, выбитым нейтронами из молекул водяного пара,

содержащегося в камере

Вильсона. Фотография следов осколков деления в камере

Вильсона приведена на рис. 403. Крайне существенным является




568

Гл. XXIV. Атомные ядра и ядерная энергия

то обстоятельство, что нейтроны, испущенные при делении

уранового ядра (так называемые вторичные нейтроны деления),

способны вызывать деление новых ядер урана. Благодаря

этому можно осуществить цепную реакцию деления: однажды

возникнув, реакция в принципе может продолжаться сама

собой, охватывая все большее число ядер. Схема развития такой

нарастающей цепной реакции изображена на рис. 404.

Рис. 404. Развитие цепной реакции деления: условно принято, что

при делении ядра испускаются два нейтрона и потерь нейтронов нет,

т. е. каждый нейтрон вызывает новое деление; кружочки — осколки

деления, стрелки — нейтроны деления

Осуществление цепной реакции деления на практике не про-

сто; опыт показывает, что в массе природного урана цепная ре-

акция не возникает. Причина этого кроется в потере вторичных

нейтронов; в природном уране б´

ольшая часть нейтронов выходит

из игры, не вызывая делений. Как выявили исследования, потеря

нейтронов происходит в наиболее распространенном изотопе ура-

на — уране-238 (

238

92

U). Этот изотоп легко поглощает нейтроны



по реакции, подобной реакции серебра с нейтронами (см. § 222);

при этом образуется искусственно-радиоактивный изотоп

239

92

U.



Делится же

238


U с трудом и только под действием быстрых

нейтронов.






Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   300   301   302   303   304   305   306   307   ...   346




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет