Механизм деления ядра и энергия активации

Процесс деления ядра объясняется, как деление однородной заряженной жидкой капли под действием кулоновских сил (Я.М Френкель, Н. Бор, Уиллер 1939 г.). Чтобы разделиться ядро должно приобрести определенную критическую энергию, называемую энергией активации. После захвата нейтрона образуется составное возбужденное ядро. Возбужденное ядро начинает колебаться. Объем ядра не меняется (ядерная материя практически несжимаема), но поверхность ядра увеличивается. Поверхностная энергия возрастает, следовательно, силы поверхностного натяжения стремятся вернуть ядро в исходное состояние. Кулоновская энергия уменьшается по абсолютной величине за счет увеличения среднего расстояния между протонами. Кулоновские силы стремятся разорвать ядро. Ядро из сферической формы переходит в эллипсоидальную, затем происходит квадрупольная деформация ядра, образуется перетяжка, ядро превращается в гантель, которая рвется, образуя два осколка, и «брызги» –пару нейтронов.

Характеристикой способности ядра к делению является отношение кулоновской энергии к поверхностной энергии, взятых из полуэмпирической формулы для энергии связи ядра

(1.83)

где - параметр делимости.

Ядра с параметром делимости >17 могут делиться, с критическим параметром делимости ()_кр = 45 сразу делятся (условие спонтанного деления ядер). Чтобы ядро могло разделиться, оно должно преодолеть энергетический барьер называемый барьером деления. Эту энергию в случае вынужденного деления ядро получает при захвате нейтрона.