פיססיאָן פון יערייניאַם נוקלייי. קייט רעאַקציע. באַשרייַבונג פון דער פּראָצעס

דיוויידינג די האַרץ - אַ שווער אַטאָם ספּליטינג אין צוויי פראַגמענץ פון בעערעך גלייַך וואָג, נאכגעגאנגען דורך באַפרייַונג פון אַ גרויס סומע פון ענערגיע.

די אנטדעקונג פון יאָדער פיססיאָן אָנהייבן פון אַ נייַ טקופע - "אַטאָמישע עלטער". דער פּאָטענציעל פון זייַן מעגלעך ניצט און די וואָג פון ריזיקירן צו נוץ פון זייַן נוצן, ניט נאָר האט העכערונג צו אַ פּלאַץ פון סאָוסיאַלאַדזשיקאַל, פּאָליטיש, עקאָנאָמיש און SCIENTIFIC דערגרייכונגען, אָבער אויך אַ ערנסט פּראָבלעם. אַפֿילו פֿון אַ ריין SCIENTIFIC פונט פון מיינונג, די יאָדער פיססיאָן פּראָצעס Created אַ גרויס נומער פון פּאַזאַלז און קאַמפּלאַקיישאַנז, און אַ גאַנץ טעאָרעטיש דערקלערונג פֿאַר עס איז אַ זאַך פון דער צוקונפֿט.

ייַנטיילונג - וווילטויק

ביינדינג ענערגיע (פּער נוקלעאָן) אַנדערש אין פאַרשידענע נוקלייי. כעוויער האָבן אַ נידעריקער ביינדינג ענערגיע ווי אַז ליגן אין די מיטן פון די פּעריאָדיש טיש.

דעם מיטל אַז שווער נוקלייי אין וואָס די אַטאָמישע נומער גרעסער ווי 100, אַדוואַנטאַגעאָוסלי צעטיילט אין צוויי קלענערער פראַגמענץ, דערמיט ריליסינג ענערגיע אַז איז קאָנווערטעד אין קינעטיק ענערגיע פון די פראַגמענץ. דעם פּראָצעס איז גערופֿן ספּליטינג אַטאָמישע קערן.

אין לויט מיט די פעסטקייַט ויסבייג, וואָס ווייזט די אָפענגיקייַט פון די נומער פון פּראָטאָנס פֿון סטאַביל נוקלידעס פֿאַר נעוטראָן כעוויער קערן בעסער אַ גרעסערע נומער פון נוטראַנז (קאַמפּערד מיט די נומער פון פּראָטאָנס) ווי לייטער. דעם סאַגדזשעסץ אַז אין דערצו צו די ספּליטינג פּראָצעס וועט זיין ימיטיד עטלעכע "ספּער" נוטראַנז. אין דערצו, זיי וועט אויך נעמען איבער עטלעכע פון די ענערגיע רעלעאַסעד. לערנען פיססיאָן פון יערייניאַם אַטאָמס געוויזן אַז דעם דזשענערייץ אַ נעוטראָן 3-4: ו → ^{238 145 90} לאַ, + בר, + 3 ן.

די אַטאָמישע נומער (און די אַטאָמישע מאַסע) פון די פראַגמענט איז ניט גלייַך צו האַלב די אַטאָמישע מאַסע פון די פאָטער. די חילוק צווישן די ברייטע מאסן פון אַטאָמס געגרינדעט ווי אַ רעזולטאַט פון קליוואַדזש איז יוזשאַוואַלי וועגן 50. אָבער, די סיבה פֿאַר דעם איז ניט נאָך לעגאַמרע קלאָר.

די ביינדינג ענערגיעס פון ²³⁸ ו, ¹⁴⁵ לאַ בר און ⁹⁰ זענען 1803, 1198 און 763 מעוו ריספּעקטיוולי. דעם מיטל אַז ענערגיע איז רעלעאַסעד יערייניאַם פיססיאָן גלייַך 1198, + 158 = 763-1803 מעוו ריזאַלטינג פון דער אָפּרוף.

ספּאַנטייניאַס פיססיאָן

ספּאַנטייניאַס ספּליטינג פּראַסעסאַז זענען באקאנט אין נאַטור, אָבער זיי זענען זייער זעלטן. די דורכשניטלעך לעבן פון דעם פּראָצעס איז וועגן 10 ^17, און, פֿאַר בייַשפּיל, די דורכשניטלעך לעבן פון אַלף-פאַרפוילן פון די ראַדיאָנוקלידע איז וועגן 10 ^11.

די סיבה פֿאַר דעם איז אַז אין סדר צו באַזונדער אין צוויי פּאַרץ, די האַרץ מוזן ערשטער אַנדערגאָו דעפאָרמאַטיאָן (אויסשטרעקן) אין אַ עלליפּסאָידאַל פאָרעם, און דעריבער, פריערדיק צו לעצט קליוואַדזש אין צוויי פראַגמענץ פאָרעם אַ "האַלדז" אין דער מיטן.

פּאָטענציעל שלאַבאַן

אין די דעפאָרמעד שטאַט אין די האַרץ פון צוויי פאָרסעס. איינער פון זיי - די געוואקסן ייבערפלאַך ענערגיע (ייבערפלאַך שפּאַנונג פון פליסיק דראַפּלאַץ דערקלערט זייַן ספעריש פאָרעם), און די אנדערע - דער Coulomb רעפּולסיאָן צווישן די פיססיאָן fragments. צוזאַמען זיי פּראָדוצירן די פּאָטענציעל שלאַבאַן.

ווי אין די פאַל פון אַלף פאַרפוילן צו פאַלן ספּאַנטייניאַס פיססיאָן פון יערייניאַם אַטאָמישע נוקלייי, די פראַגמענץ מוזן באַקומען דעם שלאַבאַן דורך מיטל פון קוואַנטום טאַנאַלינג. די שלאַבאַן איז וועגן 6 מעוו, ווי אין די פאַל פון אַלף-פאַרפוילן, אָבער די מאַשמאָעס פון טאַנאַלינג פון α-פּאַרטיקאַלז איז באטייטיק גרעסער ווי די פיל כעוויער פּראָדוקט ספּליטינג אַטאָם.

געצווונגען דערנידעריקונג

פיל מער מסתּמא איז ינדוסט פיססיאָן פון יערייניאַם נוקלייי. אין דעם פאַל, די פאָטער קערן איז יריידיייטיד מיט נוטראַנז. אויב אַ פאָטער עס אַבזאָרבז, דעריבער זיי זענען געבונדן צו מעלדונג די ביינדינג ענערגיע אין די פאָרעם פון וויבראַטיאָנאַל ענערגיע אַז קענען יקסיד 6 מעוו דארף צו באַקומען די פּאָטענציעל שלאַבאַן.

ווו נאָך נעוטראָן ענערגיע איז נישט גענוג צו באַקומען די פּאָטענציעל שלאַבאַן, דער אינצידענט נעוטראָן מוזן האָבן אַ מינימום קינעטיק ענערגיע אין סדר צו קענען צו פּויעלנ בייַ די ספּליטינג פון די אַטאָם. אין די פאַל פון ²³⁸ ו נאָך נעוטראָן ביינדינג ענערגיע איז פעלנדיק וועגן 1 מעוו. דעם מיטל אַז די פיססיאָן פון יערייניאַם נוקלייי ינדוסט בלויז נוטראַנז מיט אַ קינעטיק ענערגיע גרעסער ווי 1 מעוו. אויף די אנדערע האַנט, די ²³⁵ ו ייסאַטאָופּ האט איינער ונפּאַירעד נעוטראָן. ווען אַ קערן אַבזאָרבז נאָך, עס Forms מיט אים אַ פּאָר און אַן נאָך ביינדינג ענערגיע איז אַ רעזולטאַט פון דעם פּערינג. דעם איז גענוג צו מעלדונג די סומע פון ענערגיע דארף צו באַקומען די פּאָטענציעל שלאַבאַן פון די קערן און די אָפּטייל פון ייסאַטאָופּס occurred אין אַ צונויפשטויס מיט קיין נעוטראָן.

ביתא פאַרפוילן

טראָץ דער פאַקט אַז די פיססיאָן אָפּרוף זענען ימיטאַד דורך דרייַ אָדער פיר נוטראַנז, פראַגמענץ נאָך אַנטהאַלטן מער נוטראַנז ווי זייער סטאַביל יסאָבאַרס. דעם מיטל אַז די קליוואַדזש פראַגמענץ זענען בכלל אַנסטייבאַל מיט רעספּעקט צו ביתא פאַרפוילן.

למשל, ווען עס איז אַ אָפּטייל פון דער קערן פון יערייניאַם ²³⁸ ו, סטאַביל יסאָבאַרס מיט א = 145 ¹⁴⁵ איז נעאָדימיום נד, וואָס מיטל אַז די פראַגמענט לאַנטהאַנום לאַ ¹⁴⁵ ספּליץ אין דרייַ סטאַגעס, יעדער צייַט דורך ריידיייטינג עלעקטראָן און אַ נעוטרינאָ ביז אַ סטאַביל נוקלידע איז געגרינדעט. סטאַביל יסאָבאַרס מיט א = 90 ⁹⁰ איז זירקאָניום זר, אַזוי קליוואַדזש פראַגמענט בראָמאָ בר ⁹⁰ ספּליץ אין פינף סטאַגעס קייט β-פאַרפוילן.

די קייט β-פאַרפוילן אַרויסלאָזן עקסטרע ענערגיע וואָס איז געטראגן אַוועק כּמעט אַלע פון די עלעקטראָן און אַ נעוטרינאָ.

יאָדער ריאַקשאַנז: פיססיאָן פון יערייניאַם

דירעקט נוקלידע פֿון נעוטראָן ראַדיאַציע מיט אויך גרויס נומער פון זיי צו ענשור די פעסטקייַט פון די קערן איז אַנלייקלי. דאָ די פונט איז אַז עס איז ניט Coulomb רעפּולסיאָן, און אַזוי די ייבערפלאַך ענערגיע טענדז צו ריטיין די נעוטראָן רעכט צו דער פאָטער. דאך, עס מאל כאַפּאַנז. לעמאָשל, פיססיאָן פראַגמענט בר ⁹⁰ אין דער ערשטער ביתא-פאַרפוילן טראגט אַ קריפּטאָן-90, וואָס זאל זיין ליגן אין אַ יקסייטאַד שטאַט מיט גענוג ענערגיע צו באַקומען די ייבערפלאַך ענערגיע. אין דעם פאַל די נעוטראָן ראַדיאַציע קען פּאַסירן גלייַך צו פֿאָרמירן אַ קריפּטאָן-89. דעם יסאָבאַרס איז נאָך אַנסטייבאַל מיט רעספּעקט צו ביתא-פאַרפוילן האט נישט נאָך גיין אין די סטאַביל יטטריום-89, אַזוי אַז די קריפּטאָן-89 איז צעטיילט אין דרייַ סטאַגעס.

יערייניאַם פיססיאָן: קייט אָפּרוף

נוטראַנז ימיטיד אין די קליוואַדזש אָפּרוף קענען זייַן אַבזאָרבד דורך די אנדערע פאָטער-קערן, וואָס דעמאָלט אַנדערגאָוז זיך-ינדוסט פיססיאָן. אין די פאַל פון יערייניאַם-238 דרייַ נוטראַנז, וואָס אויפֿשטיין אויס מיט ענערגיעס ווייניקער ווי 1 מעוו (די ענערגיע רעלעאַסעד אין די פיססיאָן פון יערייניאַם האַרץ - 158 מעוו - מערסטנס קאָנווערטעד אין קינעטיק ענערגיע קליוואַדזש פראַגמענץ), אַזוי זיי קענען נישט גרונט אַ ווייַטער אָפּטייל פון דעם נוקלידע. אָבער, אויב אַ באַטייַטיק קאַנסאַנטריישאַן פון די זעלטן ייסאַטאָופּ ו ²³⁵ די פּאָטער נוטראַנז קענען זיין קאַפּטשערד דורך די נוקלייי פון ²³⁵ ו, עס קענען אַקטשאַוואַלי גרונט קליוואַדזש, זינט אין דעם פאַל עס איז קיין ענערגיע שוועל ונטער וואָס דער אָפּטייל איז ניט ינדוסט.

דעם איז דער פּרינציפּ קייט רעאַקציע.

טייפּס פון יאָדער רעאַקטיאָנס

לאָזן ק - נומער פון נוטראַנז Produced אין אַ מוסטער פון די פיססילע מאַטעריאַל אין שריט N פון די קייט, צעטיילט דורך די נומער פון נוטראַנז Produced אין Stage N - 1. דעם נומער וועט אָפענגען אויף די נומער פון נוטראַנז Produced אין שריט N - 1, זענען אַבזאָרבד דורך די האַרץ, וואָס קענען אַנדערגאָו ינדוסט פיססיאָן.

• אויב ק <1 אויף, די קייט רעאַקציע איז נאָר אויס פון פּאַרע און דער פּראָצעס וועט האַלטן זייער געשווינד. דאס איז וואָס כאַפּאַנז אין די נאַטירלעך יערייניאַם אַרץ, אין וואָס די קאַנסאַנטריישאַן ^{פון 235} ו איז אַזוי קליין אַז די מאַשמאָעס פון אַבזאָרפּשאַן פון אַ נעוטראָן דעם ייסאַטאָופּ איז גאָר נעגלאַדזשאַבאַל.

• אויב ק> 1, די קייט אָפּרוף וועט פאָרזעצן צו וואַקסן ווי לאַנג ווי אַלע פון די פיססילע מאַטעריאַל וועט ניט זיין געניצט (די אַטאָמישע באָמבע). דאס איז אַטשיווד דורך ינריטשינג נאַטירלעך אַרץ צו קריגן אַ גענוג הויך קאַנסאַנטריישאַן פון יערייניאַם-235. פֿאַר ספעריש מוסטער ווערט ק ינקריסיז מיט די מאַשמאָעס פון נעוטראָן אַבזאָרפּשאַן, וואָס איז אָפענגיק אויף די ראַדיוס פון די קויל. דעריבער ו וואָג מוזן יקסיד אַ זיכער קריטיש מאַסע צו פיססיאָן פון יערייניאַם (קייט אָפּרוף) קען פּאַסירן.

• אויב ק = 1, דעמאָלט עס איז אַ קאַנטראָולד אָפּרוף. עס איז געניצט אין יאָדער רעאַקטאָרס. דער פּראָצעס איז קאַנטראָולד פאַרשפּרייטונג צווישן יערייניאַם ראַדז פון קאַדמיום אָדער באָראַן, וואָס אַרייַנציען רובֿ פון די נוטראַנז (די יסודות זענען טויגעוודיק פון קאַפּטשערינג נוטראַנז). דיוויידינג יערייניאַם קאָרעס עס איז אויטאָמאַטיש קאַנטראָולד דורך מאָווינג די רוט אַזוי אַז די ק ווערט בלייבט גלייַך צו איינער.