Тройное деление ядер. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Тройное деление ядер - особый вид деления ядер, когда образование 2 осколков сопровождается вылетом лёгкой заряж. частицы. В подавляющем большинстве случаев это длиннопробежная a-частица со ср. энергией примерно в 3 раза большей, чем в случае альфа-распада тяжёлых ядер. Впервые тройное деление ядер было обнаружено в сер. 40-х гг. с помощью ядерных фотографических эмульсий. В дальнейшем тройное деление ядер обнаружено при спонтанном делении, делении под действием тепловых нейтронов и частиц низких энергий для ядер в области от Th до Fm.

Вероятность тройного деления ядер мала и составляет десятые доли % от вероятности Р обычного деления. Зависимость вероятности тройного деления ядер относительно полной вероятности деления от нуклонного состава делящегося ядра приближённо описывается ф-лой

Здесь А - массовое число делящегося ядра, Z - число протонов в ядре (рис. 1).

Рис. 1. Относительная вероятность образования лёгкой заряженной частицы при спонтанном делении ядер ²⁴⁴Pu, ²⁴² Pu, ²⁴⁰ Pu, ²⁴⁴Сm, ²⁴²Cm, ²⁵²Cf, ²⁵⁰Cf, ²⁵⁷Fm, ²⁵⁶Fm ( крестики) и при делении под действием тепловых нейтронов ядер ²²⁹Th, ²³¹Pa, ²³⁵U, ²³³U. ²³⁷Np, ²⁴¹Pu, ²³⁹Pu, ²⁴³Am, ²⁴¹Am (точки).

Выделяющаяся при тройном делении ядер энергия распределяется между осколками, лёгкой заряж. частицей, мгновенными нейтронами и g-квантами. Кол-во испускаемых нейтронов и g-квантов (в среднем) и ср. кинетич. энергия осколков при тройном делении ядер меньше, чем при двойном. Ср. величина энерговыделения при тройном делении ядер также меньше (напр., при спонтанном делении ²⁵²Cf примерно на 4 МэВ). Наиб. вероятен вылет лёгкой частицы в направлении, перпендикулярном линии разлёта осколков. Это означает, что в угл. распределении лёгких частиц относительно линии разлёта осколков можно выделить гл. компоненту в перпендикулярном направлении (экваториальная эмиссия) и слабую компоненту в направлении разлёта осколков (полярная эмиссия). Ср. кинетич. энергия a-частиц 16 МэВ и почти не зависит от нуклонного состава делящегося ядра. Свойства кинематич. распределений осколков и лёгкой частицы при тройном делении ядер указывают на то, что лёгкая частица образуется одновременно (в пределах временного интервала ~10^-21 с) с обособлением осколков на последней стадии деления. Кулоновское поле двух близко расположенных осколков действует как электростатич. линза, фокусирующая частицу в направлении, перпендикулярном линии разлёта осколков. Массовое распределение осколков при тройном делении ядер близко к распределению при двойном делении с учётом поправки на массу лёгкой частицы.

При тройном делении ядер образуется широкий спектр по массе и заряду лёгких частиц - от ядер водорода до ядер кислорода, а иногда и более тяжёлых частиц (рис. 2). Массовое и зарядовое распределения лёгких частиц примерно одинаковы при тройном делении ядер трансурановых элементов, но с увеличением Z²/А (параметр делимости) делящегося ядра относит. вероятность образования более массивных частиц возрастает. Тройное деление ядер является основным источником образования трития в ядерных реакторах. При делении ядер ²³⁵U под действием тепловых нейтронов одно ядро ³Н образуется примерно на 10⁴ актов деления. Вероятность образования зеркального ядра ³Не на неск. порядков ниже и находится на уровне возможности эксперим. обнаружения.

Рис. 2. Выходы лёгких заряженных частиц при делении ядра ²³⁵U под действием тепловых нейтронов; A_л.ч.- массовое число лёгкой частицы.

Теоретич. описание тройного деления ядер основывается на полуклассических ядерных моделях. Анализ характеристик тройного деления ядер показывает, что эволюция делящегося ядра при тройном делении ядер и обычном делении идёт по одному и тому же каналу, но на последней стадии происходит фрагментация перетяжки между осколками и лёгкая частица формируется из ядерного вещества, находящегося в области перекрытия осколков. Вероятность тройного деления ядер определяется параметрами делящегося ядра вблизи точки разрыва и локальными свойствами ядерного вещества в области перетяжки. Осколки и лёгкая частица образуют тройную ядерную систему, динамика распада к-рой определяется действием ядерных и кулоновских сил. По характеристикам лёгкой частицы можно восстановить условия в точке разрыва. Такая обратная задача решалась с помощью моделирования движения 3 тел на основе ур-ний классич. механики со случайной выборкой нач. условий (траекторные расчёты).

Литература по тройному делению ядер

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.