Spontan uppdelning
Spontan fission är en typ av radioaktivt sönderfall av tunga atomkärnor . Spontan fission är kärnklyvning , som sker utan extern excitation (tvingad fission), och ger samma produkter som forcerad fission: fragment (kärnor av lättare grundämnen) och flera neutroner . Enligt moderna koncept är tunneleffekten orsaken till spontan fission .
Sannolikheten för spontan fission ökar med ökningen av antalet protoner i kärnan. Denna sannolikhet beror på parametern där Z är antalet protoner och A är det totala antalet nukleoner . När värdet på denna parameter närmar sig 45 tenderar sannolikheten för spontan klyvning till enhet, vilket medför begränsningar för möjligheten av förekomsten av supertunga kärnor .
För kärnorna av element som uran och torium är spontan fission en mycket sällsynt process; deras kärnor sönderfaller mycket oftare genom andra sönderfallskanaler (värdet på Z 2 /A -parametern för uran- och toriumkärnor är cirka 35). När Z 2 /A ökar, ökar sannolikheten för spontan kärnklyvning snabbt.
Fenomenet spontan fission används i metoden för radioisotopdatering av fossiler, meteoriter, etc.
Spontan fissionshastighet
Fissionshastigheter och deras sannolikheter, såväl som antalet producerade neutroner per fission för vissa kärnor anges i tabellen [1] :
| Kärna | Halveringstid, år | Sannolikhet för spontan fission | Neutronutbyte per fission | Neutronflöde, g −1 s −1 |
|---|---|---|---|---|
| 235 U | 7,04 10 8 | 2,0 10 −9 | 1,86 | 3,0 10 −4 |
| 238 U | 4,47 10 9 | 5,4 10 −7 | 2.07 | 0,0136 |
| 239 Pu | 2,41 10 4 | 4,4 10 −12 | 2.16 | 2,2 10 −2 |
| 240 Pu | 6569 | 5,0 10 −8 | 2.21 | 920 |
| 250 cm _ | 8300 | 0,80 | 3.3 | 2,1 10 10 |
| 252 jfr | 2,638 | 3,09 10 −2 | 3,73 | 2,3 10 12 |
Historik
Den första kärnklyvningsprocessen som upptäcktes var den påtvingade klyvningen av uran-235 isotopen av neutroner.
Spontan fission upptäcktes [2] 1940 av de sovjetiska fysikerna G. N. Flerov och K. A. Petrzhak som ett resultat av experimentella studier av uranförfall [3] . Eftersom kosmiska strålar skapar ett mätbart neutronflöde i de kosmiska strålarnas luftskurar som genereras av dem, är det experimentellt svårt att skilja händelser av spontan fission från inducerad fission under experiment på jordens yta. För att minska bakgrunden från kosmiska strålar som stör studiet av fenomenet kan ett många meter långt lager av jord eller vatten fungera som en skärm. Därför utfördes experimenten i Moskvas tunnelbana (vid Dynamo-stationen ) på 60 meters djup [4] [5] .
Se även
Anteckningar
- ↑ Shultis, J. Kenneth; Richard E Faw. s. 141, tab. 6.2 // Grunderna för kärnteknik och kärnteknik . - CRC Press, 2008. - ISBN 1-4200-5135-0 .
- ↑ Flerov [GN], Petrjak [KA] Spontaneous Fission of Uranium (engelska) // Physical Review. - 1940. - 1 juli ( vol. 58 , nr 1 ). — S. 89 . — ISSN 0031-899X . - doi : 10.1103/PhysRev.58.89.2 .
- ↑ Upptäckter av sovjetiska forskare, 1979 , sid. 220.
- ↑ K. A. Petrzhak, G. N. Flerov: Rapport vid mötet om atomkärnan i Moskva 1940 . Hämtad 23 oktober 2009. Arkiverad från originalet 12 november 2016.
- ↑ K. Petrzhak: Hur spontan fission upptäcktes . Hämtad 21 april 2009. Arkiverad från originalet 14 januari 2012.
Litteratur
- Konyushaya Yu. P. Upptäckter av sovjetiska forskare. - M . : Moskovsky-arbetare, 1979. - 688 s. — 50 000 exemplar.
| Atomforskning i Sovjetunionen före lanseringen av den första reaktorn | ||
|---|---|---|
| forskningsbas |
| |
| Utvecklingen |
| |
| Konferenser av vetenskapsakademin i Sovjetunionen |
| |
| Råvarubas |
| |