ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химия ядерного деления из "Современное состояние радиохимии" Сцеплению ядра, проистекающему от специфических (короткодействующих) действующих между нуклонами сил, противостоит ку-лоновское отталкивание положительных зарядов, входящих в ядро протонов. До тех пор пока рассматриваются только специфические ядерные силы, энергия связи, приходящаяся на один нуклон, в грубом приближении одинакова для всех ядер, исключая самые легкие. Благодаря тому, что каждый нуклон вкладывает в полную (отрицательную) энергию связи ядра одинаковую долю, эта энергия, пока она обусловлена только ядерными силами, возрастает пропорционально массовому числу А. Для большинства стабильных изотопов каждого элемента массовое число А возрастает, как ядерный заряд 2, в степени, показатель которой едва ли превосходит 1,2. С другой стороны, потенциальная (положительная) энергия, обусловленная взаимным отталкиванием всех электрических зарядов, возрастает, грубо говоря, как квадрат ядерного заряда Z. Поэтому ядра с большим зарядом должны стремиться к распаду с испусканием положительно заряженных частиц, двумя возможностями которого являются а-распад и деление ядра на две приблизительно одинаковые части. [c.63] Деление на три части должно было бы приводить в некоторых случаях к большему выходу энергии, чем обычное бинарное деление [10, 117]. Существование тройного деления с а-частицей в виде третьего осколка было обнаружено с помощью фотопластинок [55, 56, 31, 32, 142, 136, 135, 101, 133] и другими методами [22, 37]. Наблюдались третья и даже четвертая частицы, более тяжелые, чем а-частица [134, 120, 24]. [c.65] Общая величина двух импульсов от одного и того же акта деления была определена с помощью двух ионизационных камер, с помещенной между ними тонкой пленкой урана [84, 78, 41, 75, 20]. При таких условиях появляется единственный пик (примерно при 152 MeV) с большой полушириной и только немногие импульсы достигают 190—200 MeV. Разница между энергиями, освобождаемыми при делении U- и быстрыми нейтронами и и медленными нейтронами, несущественна, но энергия оказывается меньшей при делении [75, 46, 35, 34] и особенно ядер с еще меньшими атомными номерами [87]. С другой стороны, при делении Ри освобождается больше энергии [35]. Абсолютная величина энергии для урана достаточно хорошо согласуется с калориметрическими определениями Гендерсона [68, 69], если принять во внимание неизбежно включенную в последние определения энергию -излучения и т. п. [c.67] Точных ДЛЯ масс-спектрографического исследования 123]. Наконец, из-за (обычно) малого изменения выходов продуктов деления с массовым числом, последнее можно иногда вывести из выхода [128]. [c.69] Хорошие обзоры выходов как функции А при делении урана медленными нейтронами составлены Граммитом и Вилкинсоном [58] и Сигелем [128] их результаты находятся в основном в хорошем согласии друг с другом. Присутствуют два максимума, соответствующих массовым числам 95—96 и 138—139. Выходы в максимумах составляют как для тяжелых, так и для легких осколков примерно 0,06. Отношение масс (0,69) для чаще всего встречающихся осколков хорошо соответствует этому отношению, выведенному из физических измерений. Химические результаты являются, может быть, более точными кроме того, химическими методами абсолютное значение А получается сразу. Сумма соответствующих пикам масс составляет 234 это соответствует массе составного ядра минус от 1 до 3 нейтронов . [c.69] Самым малым и самым высоким из числа обнаруженных до сих пор массовых чисел являются 72 (выход 1,5-10 ) и 158(2 10 ). Выход продуктов симметричного деления, опять в согласии t результатами анализа импульсов, весьма мал, минимум (--10 ) лежит при Л = 117. [c.69] Р-распадов поэтому мало правдоподобно, чтобы разделение заряда приводило к распределению, соответствующему максимуму кинетической и минимуму радиоактивной энергий [138]. Вероятность того, что при заданной массе встретится определенное значение заряда, плавно, но круто падает по мере роста разности с наиболее вероятным значением. Поэтому стабильные ядра в качестве первоначальных осколков неизвестны. По той же причине несущественно, какой из членов последовательности (исключая несколько первых) служит для измерения выхода следующие члены последовательности редко образуются непосредственно. В качестве дальнейшего следствия укажем, что редкость симметричного относительно А деления проявляется в малом выходе осколков с 44 2 49 однако если рассматривать также и дочерние ядра первоначальных осколков, то симметричные заряды должны быть представлены лучше, чем симметричные массовые числа. Те элементы, у которых массы стабильных изотопов несколько меньше масс, соответствующих пикам на кривой выхода, встречаются особенно часто, например деКг и дгТе с 17 и соответственно 15 известными изотопами и изомерами. В целом, т. е. считая как первоначальные осколки, так и их дочерние ядра, среди 87 известных последовательностей были найдены атомные номера от 30 до 65. Наиболее быстрое химическое определение возможно с благородными газами в этой связи существенно, что длиннейшие известные цепи (из семи членов каждая) имеют своим материнским ядром благородный газ. [c.70] Радиохимический анализ может дать сведения относительно масс и (в принципе) зарядов, но не относительно энергии деления. Анализ величины импульсов может дать сведения относительно масс и энергий, но не относительно зарядов. Интересные попытки получить все три параметра в одном эксперименте были, после предварительных проб Мак-Миллана [103], предприняты Жолио и др. [81, 104, 86]. Облучалась тонкая урановая пленка, покрытая пачкой тонких поглощающих фольг, после чего отдельно измерялись активации различных фольг, обусловленные поглощением осколков различного рода. Если можно использовать плутониевую пленку и поток нейтронов из котла, то можно ограничить наблюдение коллимированным пучком осколков. Проникающая способность продуктов деления определенной массы и заряда является мерой их энергии и может быть, в принципе, определена в калибровочном опыте. Наоборот, после калибровки можно получить энергии из наблюденных глубин проникновения. Однако из-за больших экспериментальных трудностей была выполнена только первая ступень этой программы. С препаративной точки зрения этот метод оказался полезным для отделения короткожи-вущего иттрия от редких земель, так как за счет разности масс их проникающие способности совершенно различны [85]. [c.70] При бомбардировке урана частицами сверхвысокой энергии испускается много нейтронов на одно деление [29, 82, 53]. [c.72] Теперь приобретает практическую возможность осуществление весьма интересного для радиохимии эксперимента—исследования радиоактивности единственного известного изотопа элемента с нулевым номером, т. е. свободного нейтрона. Нейтрон должен быть Р-активным с не слишком большим периодом полураспада [72, 129], однако быстрое исчезновение нейтронов в результате захвата или диффузии препятствовало до сих пор экспериментальной проверке этого обстоятельства. Возможно, что теперь удастся уловить электрическим полем или же измерить в виде водорода образующиеся при распаде нейтронов протоны [26, 127]. [c.73] Довольно много продуктов деления с периодами полураспада между 7 днями и 30 годами изолируются сейчас с помощью обычных способов. Так как угроза облучения при обработке больших количеств остающихся после извлечения плутония растворов является, очевидно, недопустимой, то извлечение продуктов деления производится всегда в специальных защищающих от излучения шахтах. Получающиеся количества продуктов деления составляют (в зависимости от выхода и периода) от 10 до 1 с, причем их можно приготовить свободными от неактивных загрязнений или носителей. Большинство из них из-за большого избытка нейтронов никаким другим способом приготовить нельзя. [c.73] Длительный захват нейтронов элементами, состоящими из нескольких изотопов, должен приводить к прогрессирующему удалению изотопов с наибольшими эффективными сечениями с другой стороны, можно получить чистые изотопы в результате распада приготовленных в котле радиоэлементов. Несомненно, что такие стабильные материалы с неестественным изотопным составом будут использоваться в будущем, наряду с продукцией заводов для разделения изотопов, не только в ядерной науке и технике, но и в других областях чистых и прикладных знаний. [c.74] Вернуться к основной статье