1tom - 0528.htm
X ш
с;
ш
V
гу разделиться, т. е. приобрести форму, предшествующую разрыву, оно должно преодолеть энергетич. барьер Л, наз. барьером деления (рис. 6, а). Эту энергию в случае вынужденного деления ядро получает извне, напр, при захвате нейтрона. В случае спонтанного деления происходит туннельное просачивание через барьер (см. Туннельный эффект].
Когда энергия возбуждения ядра невелика, квантовые оболочечные эффекты приводят к осцилляциям потенц. энергии относительно параметра деформации ядра. При этом барьер деления приобретает двугорбый
V " л /V (рис. 6, б) или тр╦хгорбьш 1 /\\ .. / \\ (рис. 6, в) вид. Такое поведение потенц. энергий ядра позволяет наиб, просто объяснить как существование спонтанно делящихся
S
возбуждения 5* ядра при малых 8* сильно изменяется от ядра к ядру, т. к. вероятность деления зависит от положения уровней в яме // и их структуры.
Распределение осколков деления по массам. Осн. типом деления является деление на 2 осколка. Наиб, характерная его особенность при небольшой энергии возбуждения ≈ асимметрия распределения осколков по массе. Для деления 235U отношение ср. масс тяж╦лого и л╦гкого осколков ~1,5. В этом случае распределение осколков по массам имеет двугорбый вид (рис. 7). С увеличением энергии возбуждения возрастает ве-
N
0,1
о,ш
0,001
580
Рис. 6. Потенциальная энергия V ядра как функция параметра 0, характеризующего его деформацию в процессе деления. Внизу ≈ схематическое изображение эволюции формы ядра в процессе деления.
изомеров, так и широких резонансов в зависимости сечения деления от энергии возбуждения ядра, а также группирование уровней составного ядра, обладающих большой делительной шириной,
Если проницаемость барьеров А и В невелика, то состояния ядра можно классифицировать по их принадлежности либо к яме /, либо к яме //. В свою очередь, состояния, принадлежащие оаредел. яме, как состояния сложной многочастичной структуры, можно разделить на простые (о дно частичные) и коллективные состояния (вибрац. уровни) (см. Коллективные возбуждения ядер, Колебательные возбуждения ядер). Осн. состоянием делящегося ядра является наинизшее состояние в яме 7, в то время как наинизшее состояние в яме II соответствует спонтанно делящемуся изомеру. Состояния, принадлежащие яме //, имеют большую делительную ширину, определяемую проницаемостью наружного барьера В. Это означает, что ядро в этих состояниях может находиться достаточно долго, дока благодаря туннельному переходу через барьер В оно разделится на 2 осколка. Распад спонтанно делящегося изомера в основное состояние ядра с излучением у~кваптов запрещ╦н из-за малой проницаемости внутр. барьера А [5].
Широкий резонанс в сечении деления (рис. 3) обусловлен связью сложных состояний ядра в яме / с коле-бат. состояниями в яме //, Расщепление этого резонанса на ряд более узких (наблюдаемое экспериментально) обусловлено состояниями ядра на вершине барьера В с разд. значениями угл. момента ядра /и его проекции К на ось симметрии ядра (см. Деформированные ядра).
Предполагается, что делящееся ядро на вершинах барьеров А и В имеет разные переходные состояния, свойства к-рых обусловлены формой ядра. На барьере А ядро не обладает аксиальной симметрией, т. е. величина К не сохраняется, но зато есть зеркальная симметрия относительно плоскости, перпендикулярной наиб. оси ядра. На барьере В ядро имеет аксиальную симметрию, так что К сохраняется, но нарушена зеркальная симметрия (грушевидная форма ядра). Здесь уже существует асимметрия масс будущих осколков, Поэтому на барьере В состояния ядра с разной ч╦тностью имеют разную энергию. Эти особенности формы ядра на вершине барьеров А и В играют важную роль при теоретич. описании угл. распределений осколков деления {Gl. Характер зависимости сечения деления от энергии
Рис. 7. Распределение оскол-нов по массе для деления 83SU-|-n в зависимости от энергии нейтронов £ (в
МэВ); N≈ процентное содер-
жание ядер ≈ осколков с ОДИИП1≈кЬ≈t≈i?f
ТГЛПНК1М A (nt-iYnn лялгччз} «« >«
1 I
данным Л (выход массы).
100
120 140
160 А
роятность симметричного деления, а вероятность асимметричного изменяется очень слабо. Для большой энергии возбуждения наиб, вероятным становится симметричное деление, т. е. распределение по массам становится одногорбым.
Отношение выхода масс в «пике* и «провале» распределения зависит также от 22/Л делящегося ядра. Для деления нейтронами 230Th оно 5-10*, для S35U ≈ 6-Ю2» для спонтанного деления 2b4Cf ≈ 150. С ростом Z и А делящегося ядра «пик» тяж╦лого осколка в массовом распределении стоит на месте, а «пик» л╦гкого осколка приближается к «пику» тяж╦лого. Для спонтанного деления 358Fm наблюдается одногорбое распределение, т. е. наиб, вероятно симметричное деление.
Сложная картина распределения осколков по массам наблюдается при делении относительно л╦гких ядер. При деления 22eRa протонами с энергией 11 МэВ наблюдается тр╦хгорбое распределение осколков по массам ≈ один горб соответствует симметричному, два других ≈ асимметричному делению. С ростом энергии возбуждения выход симметричного деления раст╦т. Для ещ╦ более л╦гких делящихся ядер (Bi+d), у к-рых деление становится заметным лишь при энергии возбуждения св. 20 МэВ, распределение осколков по массам симметрично.
Редко (один случай на ~400 случаев деления на 2 осколка) происходит вылет третьей л╦гкой заряж. Частицы. Наиб, часто вылетают а-частицы, а суммарный выход остальных (р, d, t, Li и т. д.) не превышает 15% от выхода а-частиц. Тройное Д. я. наблюдается при высоких энергиях возбуждения.
Распределение осколков по кинетич. энергии. Выделение энергии на 1 акт деления тяж╦лого ядра велико и при делении на 2 осколка распределяется в соответствии с данными:
Делящееся ядро ............... 235TJ ssz^f
Кинетическая энергия осколков, МэВ . , 168 183
Кинетическая энергия нейтронов, МэВ . . 5 9
Энергия v-ивантов, МэВ .......... 7 8
Энергия р-распада, МэВ .......... 8 8
Полное энорговьгделение, МэВ ....... 188 208
Деление тяж╦лых ядер на 3 осколка да╦т ещ╦ большее энерговыделение. Осн. вклад в энерговыделение вносит кинетич. энергия осколков (до 90%). Энерговыделение определяется кулоновским ускорением осколков и,
следовательно, пропорционально величине ZZ/A 'в делящегося ядра. Эксперим. данные по ср. суммарной кинетич. энергии осколков 8К пропорциональны этой величине. Величина £к практически не зависит от
")
}
