Реакции деления тяжелых ядер. Состав продуктов деления ядра и энергия деления

Реакции деления тяжелых ядер

Деление ядер - ядерная реакция, при которой образуется два (реже три) ядра-осколка. Процесс сопровождается вылетом вторичных нейтронов, квантов и выделением значительного количества энергии.

Историческая справка. В 1938 г. в Германии О. Ганн и Ф. Штрасман точным радиохимическим анализом показали, что при облучении урана нейтронами в нем образуется элемент барий, который находится в середине таблицы Менделеева. Реакция имела вид

, (Q≈ 200 Мэв) (1.82)

Существует более 30 выходных каналов деления урана-235. Ф. Жолио-Кюри с сотрудниками во Франции и Э.Ферми с сотрудниками в Италии обнаружили испускание нескольких нейтронов в выходном канале. О. Фриш и Л. Мейтнер в Германии отметили громадную величину энергии, выделяющуюся при делении. Это послужило выдвижению идеи о самоподдерживающейся ядерной реакции деления. В 1940г. К.А. Петржак и Г.Н. Флеров в России открыли спонтанное деление ядер. Основой современной ядерной энергетики служит деление ядер урана , и плутония под действием нейтронов. Ядерная эра началась с 1938 г.

Распределение энергии на 1 акт деления тяжелого ядра тепловыми нейтронами показано в таблице 1.4

Табл.1.4

Q_T = Т_{оск л} + Т_{оск т} + Е_n + Е_{γ м}+ Е_β + Е_{γ пр} + Е_γ = 204 Мэв

Уносимая антинейтрино энергия не выделяется в виде тепловой энергии, поэтому на 1 акт деления ядра тепловым нейтроном приходится ~ 200 Мэв. При тепловой мощности в 1Вт происходит 3,1 10¹⁰ делений/сек. В химических реакциях на один атом приходится ~ 1 эв.