ЛАНЦЮГОВА РЕАКЦІЯ ПОДІЛУ ЯДЕР УРАНУ

АТОМНА І ЯДЕРНА ФІЗИКА

Розділ 5 Атомна і ядерна фізика

§ 51. ЛАНЦЮГОВА РЕАКЦІЯ ПОДІЛУ ЯДЕР УРАНУ

Поділ атомних ядер – це особливий вид ядерних реакцій, коли ядро важкого елемента ділиться на дві частини, одночасно випромінюючи два – три нейтрони, у-промені і значну кількість енергії. Це дає можливість здійснити ланцюгову ядерну реакцію.

Поділ ядер Урану відкрили в 1938 р. німецькі вчені О. Ган і Ф. Штрассман. їм удалося встановити, що під час бомбардування Урану нейтронами виникають елементи середньої частини Періодичної системи:

Барій, Криптон та ін. Проте правильно пояснили цей факт, а саме, як поділ ядра Урану, що захопило нейтрон, – англійський фізик О. Фріш і австрійський фізик JI. Мейтнер у 1939 р. Вони вважали, що ядро Урану, захопивши повільний нейтрон, перетворюється в ядро радіоактивного ізотопа Урану, яке розпадається на дві приблизно рівні частини X і У, при цьому виділяється декілька нейтронів. Реакція відбувається за схемою:

 ЛАНЦЮГОВА РЕАКЦІЯ ПОДІЛУ ЯДЕР УРАНУ

Процес поділу атомного ядра можна пояснити за допомогою

краплинної моделі ядра. За цією моделлю згусток нуклонів має нагадувати краплину зарядженої рідини (мал. 210, а). Ядерні сили між нуклонами короткодіючі, подібно до сил, що діють між молекулами рідини. Одночасно з великими силами електростатичного відштовхування між протонами, які намагаються розірвати ядро на частини, діють ще більші ядерні сили притягання. Ці сили не дають ядру розпастися.

Ядро Урану має форму кулі. Захопивши зайвий нейтрон, ядро збуджується і починає деформуватися, набуваючи витягнутої форми (мал. 210, б). Ядро розтягується доти, поки сили відштовхування між кінцями витягнутого ядра не переважатимуть сили зчеплення, які діють на перешийку (мал. 210, в). Розтягуючись дедалі дужче, ядро розривається на дві частини (мал. 210, г). Під дією кулонівських сил відштовхування ці частини, чи уламки, розлітаються зі швидкістю, що дорівнює 1/30 швидкості світла.

Більш пізні дослідження показали, що внаслідок бомбардування ядер Урану нейтронами можуть утворюватися уламки 80 “сортів”. Причому найбільш вірогідним виявляється поділ на уламки, маси яких відносяться приблизно, як 2:3.

 ЛАНЦЮГОВА РЕАКЦІЯ ПОДІЛУ ЯДЕР УРАНУ

Мал. 210




ЛАНЦЮГОВА РЕАКЦІЯ ПОДІЛУ ЯДЕР УРАНУ