ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Деление ядер из "Основы общей химии Том 2 Издание 3" Этот новый ряд, характеризующийся массовыми числами типа 4я + 1 (где я — целое число), естественно дополняет ранее известные радиоактивные ряды тория (4я), урана (4я + 2) и актиния (4я + 3). [c.575] Результаты эти хорошо согласуются с имеющимися данными опыта. Действительно, начиная с (Т = 4,5-10 л), увеличение атомного номера элемента сопровождается, в общем, довольно последовательным и быстрым уменьшением периода полураспада его наиболее устойчивого изотопа. [c.575] Однако по современным представлениям вероятно существование островов стабильности очень тяжелых ядер, причем ближайший из них теоретически намечается для числа нейтронов около 184 (рис. ХУ1-43). [c.575] С другой стороны, резко повысились и возможности ближайшего знакомства с короткоживущими атомами, так как развитая для изучения атомных ядер и элементарных частиц измерительная техника позволяет исследовать их даже очень маловероятные превращения (ЭПС 10 см ), определять длительности этих процессов вплоть до 10- сек и проникать в структуру вещества с пространственным разрешением 10- 10- см. Таким образом, как-либо ограничивать возможности дальнейшего расширения периодической системы элементов нет оснований. [c.575] Превращение 7 г лития эквивалентно, таким образом, сжиганию около 50 т каменного угля. Однако осуществляется оно столь редко (при- мерно одной бомбардирующей частицей из каждого миллиона), что с экономической точки зрения оказывается крайне невыгодным. [c.575] Обобщение опыта по превращению элементов приводит к выводу, что пригодной для энергетического использования может быть только такая ядерная реакция, которая, однажды начавшись, будет продолжаться самопроизвольно (подобно тому, как продолжает гореть однажды подожженное топливо). Реальные перспективы в этом направлении появились лишь благодаря открытию нового типа ядерного распада. Последний, как и естественная радиоактивность, был впервые обнаружен при исследовании урана. [c.576] Подобное деление атомных ядер было экспериментально установлено при изучении процесса взаимодействия урана с нейтронами (Ган и Штрасс-ман, 1939 г.). Немного позже выяснилось, что ядра урана могут делиться и самопроизвольно (К-А. Пе-тржак, Г. Н. Флеров, 1940 г.), но такое самопроизвольное (спонтанное) деление осуществляется крайне редко. На рис. ХУ1-47 дана снятая в конденсационной камере фотография двух противоположно направленных следов, выходящих из коллоидной пленки, покрытой слоем иОз. Следы эти принадлежат осколочным ядрам, возникшим в результате деления ядра урана. [c.576] Отношение к нейтронам обоих основных изотопов урана — и 235У — существенно различно. Хотя ядро первого из них и способно к делению под действием быстрых нейтронов, но гораздо характернее для него простой захват нейтрона с переходом в 2зэи, Напротив, в результате взаимодействия с нейтроном ядра последнее подвергается делению (причем наиболее эффективными оказываются в данном случае медленные нейтроны). [c.576] Деление ядер происходит с выделением громадного количества энергии — около 18 млн. ккал на каждцй грамм делящихся ядер. Такой энергетический эффект примерно равен тому, который дает взрыв 18 т обычного взрывчатого вещества. Из этого сопоставления, в сочетании с принципиальной возможностью лавинообразного самоускорения процесса деления, непосредственно вытекала идея атомной бомб ы . Проблема ее создания была, как известно, разрешена в 1942—1945 г. совместными усилиями большого коллектива ученых различных стран. [c.576] ХУ1-47. Деление урана. [c.576] Первый источник потерь может быть достаточно уменьшен путем тщательной очистки взрывчатого материала от примесей тех атомов, ядра которых способны к простому захвату нейтронов. [c.577] Что касается вылета последних из реакционной системы без взаимодействия с ядрами, то такой вылет становится тем менее вероятным, чем больше сама компактно сосредоточенная масса взрывчатого материала . Если она меньше некоторой критической, то слишком много нейтронов бесполезно теряется и лавина вообще не нарастает. Если масса близка к критической, то нарастание лавины идет сравнительно медленно и бомба просто разваливается без взрыва. Наконец, если масса выше критической, то лавина нарастает мгновенно (за время порядка миллионнойдоли секунды) и происходит взрыв. [c.577] Принципиальная схема простейшй атомной бомбы показана на рис ХУ1-49. Роль отражателя сводится к рассеиванию вылетающих из урана нейтронов, в результате чего значительная их часть не теряется, а возвращается обратно. Тем самым размеры критической массы урана существенно снижаются. [c.577] Практическая реализация второго варианта требовала получения значительных количеств плутония. Для этой цели были сконструированы специалЬ ные ядерные реакторы ( котлы ) большого масштаба, состоящие из графита, в массе которого распределены стержни металлического урана (рис. ХУ1-51). Роль графита заключается в замедлении нейтронов, переходящих от одного стержня к другому, с целью максимального их использования для деления ядер. [c.578] ХУ1-50. Общий вид атомной бомбы. [c.578] Реактор рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить бесперебойное протекание первой реакции, которая является основным поставщиком нейтронов. Благодаря значительному количественному преобладанию вторая реакция идет без затруднений. Наконец, третья реакция начинает становиться заметной лишь после достаточного накопления плутония, причем ее протеканием отчасти компенсируется убыль ядер 235 . [c.578] Принципиальная схема ядерного реактора показана на рис. [c.578] служащей для защиты от излучений реактора. Контроль его работы осуществляется ионизационной камерой Г, передающей сигналы усилительному устройству Д. Последнее автоматически регулирует работу реактора путем выдвигания или вдвигания сильно поглощающего нейтроны стержня (сделанного из кадмия или бористой стади). [c.578] Протекающие в реакторе процессы сопровождаются выделением громадных количеств энергии, что ведет к быстрому повышению температуры. Так как с точки зрения выработки плутония это невыгодно, приходится производить интенсивное внутреннее охлаждение реакционного пространства. [c.578] По характеру деления ззу ведёт себя аналогично 235у и 2зэри уак как содержание тория в земной коре втрое больше, чем урана, использование ззу значительно увеличивает возможности получения ядерной энергии. [c.579] Вернуться к основной статье