Деление ядер под действием нейтронов

Порог деления, вызванного 7-квантами (т. е. энергия наиболее мягких -квантов, еще способных вызнать деление), является непосредственной мерой минимальной энергии возбуждения ядра, необходимой для деления. Порог реакции деления под действием нейтронов меньше порога фотоделения составного ядра иа величину энергии связи нейтрона с ядром мишени. Поэтому [c.929]

Нейтроны. Нейтрон обладает массой приблизительно в 1800 раз большей, чем электрон, и имеет энергию от 0,01 эв (медленные нейтроны) до 10000 000 эв (быстрые нейтроны). Эти частицы вызывают радиационные эффекты только при прямом столкновении с ядрами атомов. При столкновении с атомом быстрый нейтрон передает кинетическую энергию ядру, которое увлекает за собой свое электронное облако при этом может происходить как потеря или возбуждение некоторых внешних электронов, так и деление ядра. Медленные нейтроны, будучи захвачены ядром, образуют новые ядра, которые могут оказаться радиоактивными и распадаться с эмиссией р- или "[-лучей. Действие нейтронов на полимеры подробно не изучалось, но, вероятно, оно обусловлено не этими первичными процессами, а возникающими в полимере вторичными излучениями. Изменения материала, вызванные начальным смещением атомов в результате упругого столкновения, маскируются эффектами ионизации и возбуждения. [c.146]

Первая ядерная реакция, которую применили для получения энергии, представляет собой реакцию деления ядра 92 и под действием проникающего в ядро нейтрона. При этом образуются два новых ядра — осколка близкой массы, испускается несколько нейтронов (так называемые вторичные нейтроны) и освобождается огромная энергия при распаде 1 г 92 выделяется 7,5 10 кДж, т. е. больше, чем при сгорании 2 т каменного угля. Вторичные нейтроны могут захватываться другими ядрами и, и свою очередь, вызывать их деление. Таким образом, число отдельных актов распада прогрессивно увеличивается, возникает цепная реакция деления ядер урана. [c.95]

Кинетическим закономерностям газовых цепных реакций подчиняются многие взрывные процессы и, в частности, один из важнейших процессов — деление атомных ядер под действием нейтронов. Нейтроны освобождаются при делении ядер урана-235. Это объясняется тем, что в ядрах атомов тяжелых элементов отношение числа нейтронов к числу протонов больше, чем в ядрах атомов элементов средней массы, образующихся [c.62]

Рассмотрим работу реакторов на тепловых нейтронах. Под действием тепловых нейтронов (с энергией 0,025 эв) уран-238 и торий-232 не делятся, а уран-235 делится. При каждом делении ядра урана-235 испускается в среднем 2,46 нейтрона. При захвате нейтронов ядрами урана-235 не всегда происходит деление параллельно может происходить простое поглощение нейтронов с образованием ядер урана-236. Вероятность деления определяется отношением сечения деления (580 барн) к полному сечению захвата (687 барн) [2]. Отсюда следует, что только часть образующихся при каждом делении 2,46 нейтронов, равная 580 687 = = 0,8444, или 2,08 нейтрона, участвует в дальнейшей цепной реакции, а 15,56% нейтронов поглощаются ядрами урана-235 с образованием ядер урана-236. Такой выход нейтронов получается только при делении чистого изотопа урана-235. В природном уране или в обогащенном уране с любой другой концентрацией урана-235 число нейтронов, продолжающих цепную реакцию, уменьшается в результате их поглощения ураном-238. В этом легко убедиться, исходя из макроскопических сечений поглощения нейтронов. Макроскопическое сечение поглощения нейтронов для смеси изотопов урана выражается формулой [c.8]

Некоторые из таких реакций нашли применение в ядерной энергетике. Одна из них — реакция деления урана под действием нейтронов. Важным условием практического использования этого процесса является освобождение в нем избыточных нейтронов, которые инициируют деление новых ядер. На рис. 19.4 приведена схема одного из возможных путей протекания реакции деления. Вообще же среди осколков, на которые делится ядро обна- [c.586]

Ядра ксенона и стронция, а также бария и криптона неустойчивы из-за избытка нейтронов и поэтому сильно радиоактивны. Они претерпевают столько р-распадов (т. е. внутриядерных превращений нейтронов в протон с испусканием электронов), сколько потребуется для образования устойчивого ядра. Уравнения (а) и (б) отражают процесс асимметричного деления, осуществляемый под действием нейтронов. Соотношение масс осколков для этих двух наиболее вероятных реакций составляет 1,46. Использование нейтронов больших энергий приводит к выравниванию состава смеси, растет относительное содержание продуктов симметричного деления. [c.420]

Продукты деления тяжелых ядер под действием нейтронов изучены для многих элементов. Как правило, ядро тяжелого элемента делится на два осколка, и при каждом акте деления высвобождаются два-три нейтрона. Осколки, образующиеся при делении, обладают очень большой энергией — порядка 200 МэВ. Эффективные сечения реакций деления имеют порядок сотен барн. [c.87]

Процесс деления ядер становится возможным, если энергия возбуждения ядра V превышает пороговую энергию возбуждения составного ядра (порог деления) На. При делении ядер под действием -квантов величина порога совпадает с минимальной (пороговой) энергией Кванта, еще способного вызвать реакцию деления. В случае деления ядер под действием нейтронов = = На— Вп, поэтому значения могут быть и отрицательными. [c.939]

Исключительно низкий предел обнаружения обеспечивает ядерно-физический метод определения элементов, ядра которых делятся под действием нейтронов (уран, плутоний). Метод основан на измерении числа осколков деления этих ядер, что достигается подсчетом числа треков этих осколков па фотопластинке (трековая авторадиография). Можно, например, определить до р урана. [c.78]

Используемая в радиационной химии область энергии излучения определяется как теми задачами, которые ставит перед собой исследователь, так и наличными источниками излучения. В некоторых работах применялись катодные лучи с энергией в 170 KeV [11], ряд исследований был выполнен с рентгеновскими лучами несколько более высокой энергии. Эти источники излучения отвечают нижней части того спектра излучений, с которым имеют дело в радиационной химии . Область энергии этих излучений начинается с энергии 100 KeV, характеризующей некоторые виды медленных -частиц и мягких у-лучей, простирается вплоть до 20 MeV при исследованиях действия нейтронов, -частиц и у-лучей и до 100 MeV для некоторых продуктов деления ядра. [c.56]

Свойства, проявляемые изотопами в ядерных реакциях, как и другие их ядерные свойства, при данном Z кардинально зависят от полного числа нуклонов в ядре. Так, например, сечение захвата тепловых нейтронов (с энергией порядка нескольких сотых долей электронвольта) для изотопа лития составляет 940 барн, а для изотопа дЬ — 0,045 барн [4]. В реакциях деления ядро изотопа урана распадается только под действием быстрых нейтронов с энергией Е, большей 1 МэВ, и с малым эффективным сечением 0,3 барна. Ядро же изотопа делится под действием нейтронов любых энергий, причём с уменьшением Е сечение резко возрастает, достигая для тепловых нейтронов величины 582 барн, что коренным образом определяет принципы действия и конструкцию атомных реакторов. [c.25]

Ядро Распространённость в природной смеси, % [5] Период полураспада, лет [6] Период полураспада спонтанного деления, лет [6] Среднее число мгновенных нейтронов спонтанного деления [6, 7] Сечение вынужденного деления под действием тепловых нейтронов, 10-24 см [7, 8] Среднее число мгновенных нейтронов вынужденного деления [8] [c.118]

Возможны также и промежуточные случаи, когда делению ядра предшествует вылет нескольких нейтронов. Очевидно, что приведенное схематическое рассмотрение процессов деления под действием частиц высокой энергии не отражает истинной сложной картины явления. Наиболее вероятно, что в действительности деление происходит по какому-то смешанному механизму. [c.658]

Как известно, при действии нейтронного облучения в реакторе могут иметь место следующие ядерные процессы простой радиационный захват п, 7) радиационный захват с последующим р-распадом полученного промежуточного короткоживущего изотопа и образованием радиоактивного изотопа элемента, соседнего с облучаемым элементом мишени реакции с изменением атомного номера ядра, неспособного к делению [( , р) и (л, а)]. [c.670]

При делении под действием медленных нейтронов образуется непрерывный ряд изотопов химических элементов с порядковыми номерами от 30 (цинк) до 65 (тербий), большая часть которых радиоактивна. Радиоактивные изотопы — продукты деления урана — содержат избыток нейтронов, вследствие чего являются Р -излучателями. В большинстве случаев стабилизация таких радиоактивных ядер осуществляется после испускания ядром нескольких электронов, в результате получаются цепочки генетически связанных между собой радиоактивных изотопов например, при делении образуется изотоп иода — I, превращения которого описываются схемой [c.245]

Ядра делятся под действием только медленных нейтронов, а ядра не делятся под действием нейтронов любых энергий. Освобождающиеся в процессе деления ядер нейтроны имеют сравнительно высокую энергию. [c.66]

Деление ядра наблюдается также в камере Вильсона. Осколки дают при этом сравнительно короткие толстые треки, легко отличимые от треков а-частиц. На рис. 89 видны треки осколков, вылетающих под действием нейтронов из тонкой пленки, покрытой изОв. Осколки деления могут быть также собраны методом атомов отдачи и зарегистрированы по активности коллектора. [c.185]

Важнейшее свойство урана состоит в том, что ядра некоторых его изотопов способны к делению при захвате нейтронов при этом выделяется громадное количество энергии. Это свойство урана используется в ядерных реакторах, служащих источниками энергии, а также лежит в основе действия атомной бомбы (см. 37). Непосредственно для получения ядерной энергии применяются изотопы [c.624]

Отношение к нейтронам обоих основных изотопов урана — и — 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 Напротив, в результате взаимодействия с нейтроном ядра последнее подвергается делению (причем наиболее эффективными оказываются в данном случае медленные нейтроны). [c.456]

Делящиеся ядра. Известные сейчас ядра, способные делиться под действием нейтронов с энергией в несколько MeV, собраны в табл. 7. В третьем столбце этой таблицы приведены вычисленные Бором и Уиллером [10, 11] энергии активации, в четвертом столбце—(грубо приближенные) энергии связи нейтронов, в пятом—разности между числами третьего и четвертого столбцов, которые являются вычисленными значениями порогов деления, т. е. необходимых энергий бомбардирующих нейтронов. Надо отметить, что Бор и Уиллер использовали в качестве отправной точки своих вычислений значение 0,7 MeV для порога деления поэтому абсолютные значения всех вычисленных порогов зависят от того, насколько это число соответствует истине. Недавно для порога деления было опубликовано [126] значение 1,0 MeV. Наблюденные значения порогов деления приведены в шестом столбце если в этом столбце стоит нуль, то это значит, что деление происходит под действием тепловых нейтронов отрицательные пороги не имеют непосредственного экспериментального смысла, хотя необходимые эксперименты и были предложены [123]. Экспериментальное подтверждение деления на в естественном уране под. действием тепловых нейтронов было получено в 1940 г. 108,91]. [c.64]

Итак, ядро урана под действием нейтрона способно к распаду. Он сопровождается выделением новых нейтронов и огромного количества энергии. Новые нейтроны могут вызвать деление новых атомов все в большем количестве. Начинается так называемая цепная реакция. Так поджигается горючее в атомном котле. Теоретически ясная картина, но не так-то просто оказалось воспроизвести ее практически. В природе существуют две основные [c.107]

Итальянский физик Энрико Ферми открыл, что деление атомных ядер происходит легче под действием нейтронов, имеющих малую скорость движения, так называемых медленных нейтронов, так как вероятность столкновения последних с ядром больше, чем для быстрых нейтронов. Чтобы затормозить быстролетящие нейтроны, нужны замедлители. Замедлители представляют собою вещества, при столкновении с атомами которых быстрые нейтроны теряют часть своей скорости. Такими веществами являются, например, графит и тяжелая вода. [c.341]

Нужно, однако, заметить, что такая цепная реакция возможна лишь при определенных условиях. Не каждый выделившийся нейтрон попадет в ядро урана и вызовет его деление. Потеря нейтронов происходит по очень простой причине. Некоторые ядра, захватывая нейтроны, не испытывают деления. Даже в совершенно чистом уране возможны потери нейтронов вследствие особых свойств его изотопов. Природный уран является смесью трех его изотопов изотопа 238 (99,28"/ >), изотопа 235 (0,7%) и изотопа 234 (0,006 /о). Последний содержится в столь ничтожном количестве, что его можно не учитывать. Изотопы 238 и 235 ведут себя по-разному. Изотоп 235 испытывает деление под действием как быстрых, так и медленных нейтронов, причем с большей вероятностью под действием медленных нейтронов. Для того, чтобы изотоп 238 испытывал деление, нужны нейтроны с энергией не меньше 1 мэв. При такой энергии деление происходит, но вероятность его очень мала. Изотоп 238 обладает еще той особенностью, что при определенной энергии нейтронов он поглощает нейтроны без деления при каждом соударении. Такая энергия называется резонансной. Это свойство изотопа 238 обусловливает большие затруднения при практическом осуществлении цепной реакции. [c.543]

Важнейшее свойство урана состоит в том, что ядра некоторых его изотопов способны к делению при захвате нейтронов при этом выделяется громадное количество энергии. Это свойство урана используется в ядерных реакторах, служащих источниками энергии, а также лежит в основе действия атомной бомбы. Непосредственно для получения ядерной энергии применяются изотопы и 9211. Из них 2 применяется в виде природного урана, обогащенного этим изотопом. Важнейший метод обогащения (или выделения) изотопа основан на различии в скорости диффузии газообразных соединений изотопов через пористые перегородки. В качестве газообразного соединения урана используют его гексафторид ОГе (температура сублимации 56,5 °С). Из изотопа получают изотоп плутония 94Ри, который также может использоваться в ядерных реакторах и в атомной бомбе. [c.503]

В 1940 г. в СССР К. А. Петржак и Г. Н. Флеров показали, что процесс деления ядер, который осуществлен под действием нейтронов, в случае урана протекает самопроизвольно, без всякого воздействия нейтронов, только вероятность этого процесса значительно меньше, чем вероятность обычного радиоактивного распада урана путем сс-излучения. Был открыт, таким образом, новый тип радиоактивного распада — спонтанное деление, который наблюдается в области тяжелых ядер. Огромные электростатические силы отталкивания между большим числом протонов в тяжелых ядрах пр)1водят к самопроизвольному делению ядра на два приблизительно равных осколка с выделением огромной энергии, заключенной в ядре. [c.71]

Явление деления ядер урана под действием нейтронов было одним из выда(дщихся открытий нашего столетия. Исследования в этой области явились основополагающими при работах по выделению внутриядерной энергии. Облучение урана нейтронами проводилось еще в начале 30-х годов Ферми, который преследовал цель получить таким способом заурановые элементы. Но в 1939 г. Ган и Штрас-сман показали, что при внедрении нейтрона в ядро урана происходят реакции деления. [c.87]

Зарождение Я. х. связано с открытием радиоактивности урана (А. Беккерель, 1896), ТЬ и продуктов его распада -новых, радиоактивных элементов Ро и ка (М. Склодовская-Кюри и П. Кюри, 1898). Дальнейшее развитие Я. х. было определено открытием искусств, адерного превращения (Э. Резерфорд, 1919), изомерии атомных адер естеств. радионуклидов (О. Ган, 1921) и изомерии искусств, атомных ядер (И. В. Курчатов и др., 1935), деления адер и под действием нейтронов (О. Ган, Ф. Штрасман, 1938), спонтанного деления и (Г. Н. Флёров и К. А. Петржак, 1940). Создание ядерных реакторов (Э. Ферми, 1942) и ускорителей частиц (Дк. Кокрофт и Э. Уолтон, 1932) открьио возможность изучения процессов, происходящих при взаимод. частиц высокой энергии со сложными ядрами, позволило синтезировать искусств. радионуклиды и новые элементы. [c.513]

Деление атлмных ядер. В 1939 г. немецкие физики О. Ган и Ф. Штрассман обнаружили, что под действием нейтронов ядра урана способны распадаться на несколько более легких ядер - бария, лантана, церия и криптона. Это явление получило название искусственного деления ядер. Калориметрические измерения показали, что при таких процессах выделяется огромное количество энергии. Например, тепловой эффект ядерной реакции [c.390]

Этот гордиев узел единым ударом разрубили в 1938 г немецкие химики Отто Ган и Фриц Штрассман, открывшие деление урановых ядер под действием нейтронов, Стали понятны ошибки тридцать четвертого года. Нейтроны расщепляли урановые ядра на десятки радиоактивных изотопов. Излучение, приписываемое экарению , в дей-ствительности могло быть излучением самого рения. Или даже его более легких аналогов. Изотопы с периодом полураспада от 10 до 17 минут есть и у рения, и у технеция, открытого спустя несколько лет после нейтронных опытов Ферми его коллегой и другом Эмилио Сегре. [c.380]

В ряде случаев для активационного анализа могут быть использованы и другие ядерные частицы, например ядра гелия, а также Y-кванты. В качестве примера рассмотрим микроа.ктива-ционный анализ кислорода в актинидах [261]. Для актинидов метод нейтронного активационного анализа не годится из-за большой активности, возникающей вследствие деления ядер этих элементов под действием нейтронов, поэтому в качестве бомбардирующих частиц применяются ядра гелия-3, вызывающие следующие реакции [c.140]

РАДИОАКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — материалы, отличающиеся радиоактивностью. Используются с конца 19 в. Различают Р. м. природного и искусственного происхождения. Из всех природных и искусственно созданных элементов реакция деления практически осуществлена и реально освоена для ззи 235у гзэрц (см. Ядерное горючее). Их ядра могут делиться под действием нейтронов, выделяя громадное количество энергии. Уран и торий служат источниками новых делящихся материалов в соответствии с ядерными реакциями, протекающими в ядерном реак- [c.275]

Цепная реакция деления тяжёлых ядер. Исторически раньше спонтанного О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто вынужденное деление ядра урана под действием налетевшего нейтрона. Это явле- [c.114]

Для работы каждого ядерного реактора требуется делящийся материал, т. е. вещество, в котором происходит деление и которое служит источником энергии. Большинство реакторов содержит также материал, который сам по себе не делится, но превращается под действием нейтронов в делящийся материал. Важным ядерным топливом является природный уран он содержит 0,72% делящегося урана — изотопа и 99,27% неделя-щегося материала — изотопа который превращается в изотоп 94Ри. Поперечное сечение захвата медленных нейтронов (т. е. нейтронов с энергией 0,025 эв) у 920 намного меньше, чем у 92и (2,75 по сравнению с 687 барн). Поэтому, хотя при делении ядра в природном уране выделяющиеся нейтроны соударяются намного чаще с только примерно половина из них поглощается, а остальные могут вызвать деление других ядер и. Таким образом, поток нейтронов остается примерно постоянным. Реакции с участием изотопа следующие [c.173]

В 1939 г. немецкими учёными Ганом и Штрасс-Деление урана м а н о м было открыто, что ядро урана обладает под действием способностью делиться под действием нейтронов на нейтронов. две примерно равные части (рис. 49). Французскими (Ж о л и о и др.) и американскими учёными вскоре было установлено, что вызванное нейтроном расщепление ядра урана сопровождается вылетом из него 2—3 новых нейтронов. Именно [c.313]

Особенно большое значение приобрела реакция деления ядра изотопа урана 235 под действием нейтронов. При этой реакции образуется непрерывный ряд оадиоактивных изотопов от ZnH до Ей I . Большинство полученных при этом изотопов имеет избыток нейтронов и при 5-распаде переходит в другие радиоактивные изотопы. Наиболее важными долгоживущими изотопами являются Sr 3, Ba o и др. [c.539]

Распределение образуемых продуктов деления по массовым числам зависит от энергии элементарных частиц, которыми осуществляется бомбардировк уранового ядра. Изотоп испытывает деление от действия как быстрых, так и медленных нейтронов. Причем в этом случае применяются в основном медленные нейтроны, так как вероятность захвата их ядром больше. Простейшие соображения о причине деления ядра атома тяжелого элемента были высказаны Бором. Они сводятся к тому, что ядро можно представить себе как каплю жидкости ничтожно малых размеров. [c.539]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология