Физические основы получения атомной энергии | страница 52



=34) и кончая лантаном (Z=57); их атомные веса (массовые числа) колеблются от 72 до 162. Интересно отметить, что деление ядер урана на две равные части происходит сравнительно редко. Чаще всего они делятся на два различных ядра-«осколка», массовые числа которых относятся как три к двум.

Ядро атома урана 235, захватив попавший в него нейтрон, будет иметь 236 нуклонов (92 протона и 144 нейтрона). Допустим теперь, что оно делится на два равных «осколка». Тогда в каждом таком «осколке» будет по 46 протонов и по 72 нейтрона. Это будут ядра атомов палладия (Z=46) с массовым числом 118. Но самый тяжелый изотоп палладия, существующий в природе, то есть самый тяжелый устойчивый изотоп этого элемента, имеет массовое число 110 и содержит в своем ядре всего 64 нейтрона против 72. Таким образом, в каждом ядре палладия, образовавшемся в результате деления, получится до 10 лишних нейтронов, в силу чего такое ядро не может быть устойчивым. Подобное положение бывает и в других ядрах-«осколках». Вот почему часть лишних нейтронов освобождается (испаряется) в процессе самого деления. Такие нейтроны называют мгновенными; они составляют более 99% общего числа нейтронов, вылетающих при делении. Часть нейтронов испускается уже после деления с запаздыванием 0,6–80 секунд. Эти нейтроны называются запаздывающими; они составляют несколько меньше 1% общего числа нейтронов деления. На опыте установлено, что при делении урана 235 медленными нейтронами на каждое ядро, испытывающее деление, приходится в среднем всего 2,5 вторичных нейтронов; средняя кинетическая энергия каждого из них порядка 2 Мэв. Среднее число вторичных нейтронов не является целым, потому что массовые числа «осколков», получающихся при делении ядер урана, оказываются, как мы уже знаем, весьма разнообразными. В соответствии с этим число нейтронов, вылетающих в каждом индивидуальном акте деления, оказывается различным и колеблется от 1 до 3.

Как видим, число вылетающих нейтронов невелико. Поэтому и после испускания нейтронов ядра-«осколки» обладают еще большим избытком нейтронов. Это ведет к тому, что в дальнейшем лишние нейтроны последовательно превращаются внутри ядра-«осколка» в протоны, что сопровождается, как известно, испусканием бета-частиц и нейтрино и во многих случаях гамма-лучей. Внутриядерное превращение нейтронов в протоны происходит до тех пор, пока не установится такое соотношение между ними, при котором ядро делается устойчивым (стабильным).