Избранные научные труды
Шрифт:
– E
n
=
0,27(A-238)-1,32(Z-92)
+
+
– 0,6, если A-Z чётно
+0,4, если A-Z нечётно
(1)
которая даёт E (в Мэв) для составного ядра с массовым числом A и порядковым номером Z. Различие двух констант в последнем слагаемом представляет как раз различие примерно в 1 Мэв между энергией связи нейтрона в тяжёлом ядре при чётном и нечётном числах (A-Z) ядерных нейтронов.
Для 92U239 и 92U238 формула (1)
'
f
=
1
4+1
0
=
1
5
0
,
''
f
=
4
5
·
3
4
0
=
3
5
0
,
где 0 — сечение образования составной системы 92U239, и коэффициент а, грубо говоря, представляет собой долю остаточных ядер 92U239, имеющих энергию возбуждения, превышающую критическую энергию деления. Так как эксперимент показывает, что среднее сечение для нейтронов от реакции D+Li на 40% выше, чем среднее сечение для нейтронов от реакций D + Be и D + B, то множитель в этом случае будет иметь среднее значение несколько большее 1/10, что следует из известного спектра нейтронов от реакции 3 D + Li.
3 Т. W. Воnпеr, W. Brubaker. Phys. Rev., 1935, 48, 748.
Сравнительно больший эффект последовательных превращений должен ожидаться в случае деления тория быстрыми нейтронами. Действительно, из формулы (1) мы получаем для 90Тh233 и 90Тh232 приближённо E = +1,7 и +0,4, что отвечает значениям соответственно около 24:1 и 2:1. Следовательно, в этом случае получим
'
f
=
0
/25
,
''
f
=
8·
0
/25
,
С тем же самым значением а, какое указано выше, мы, таким образом, ожидаем, что среднее сечение для нейтронов от D + Li будет почти вдвое больше, чем для нейтронов от D + Be. Ещё более ярко выраженных эффектов следует, конечно, ожидать в случае нейтронов с хорошо определёнными высокими скоростями, для которых может быть почти равным 1; это даёт полное сечение деления, примерно в 10 раз большее полученного для нейтронов с энергиями лишь в несколько миллионов электронвольт, для которых а есть ещё нуль.
В этой связи, по-видимому, интересно отметить, что подобные эффекты можно также ожидать для деления протактиния быстрыми нейтронами. Здесь для составных ядер 91Pa232 и 91Pa231 мы находим из формулы (1)
E
=+0,1 и
E
=-1,2,
откуда получаем значения около 1:1 и 1:10, которые приводят к
'
f
=
1
2
0
,
''
f
=
5·
0
/11
.
Таким
Что касается деления под действием дейтронов, то из простых теоретических соображений (БУ, стр. 448) следует, что достаточное возбуждение составной системы может быть получено только при соударении, приводящем к полному слиянию дейтрона с начальным ядром. Следовательно, такой выход реакции будет в первую очередь зависеть от того, насколько легко дейтрон проникает через электростатическое поле, окружающее ядро; при этом сечения порядка геометрического сечения ядра можно ожидать только для дейтронов с энергией, приближающейся к 10 Мэв. Это согласуется с экспериментальными данными Гента 4, который определил порог этого процесса для урана примерно 8 Мэв, по не предпринимал попыток измерить сечение. Такие измерения для урана, а также для тория, недавно были выполнены в этом институте Якобсеном и Лассеном 5, которые нашли для обоих элементов быстрое возрастание выхода этой реакции в области энергий между 8 и 9,5 Мэв, который соответствует сечению порядка 10– 26 см2 при последнем значении энергии.
4 D. Н. Т. Gant. Nature, 1939, 144, 707.
5 J. С. Jасоbsеn, N. О. Lassen. Phys. Rev., 1940, 58, 867.
При делении урана и тория, вызванном дейтронами, мы ожидаем последовательные преобразования, включающие составные ядра 93EkaRe240, 93EkaRe239 и 91Pa334, 91Pa223 соответственно. Из формулы (1) мы получим
E
=-0,4
Мэв
и
E
=-1,7
Мэв
для последовательных превращений урана и
E
=+0,6
Мэв
и
E
=-0,7
Мэв
для превращений тория, соответствующие значениям около 1:2 и 1:24 для урана и около 3:1 и 1:4 для тория. Таким образом, мы можем ожидать для урана
'
f
=
2
3
0
,
''
f
=
8
25
0
.
и для тория
'
f
=
1
4
0
,
''
f
=
3
5
0
.
В то время как 'f для тория составляет лишь 1/3 значения для урана, мы видим, что полные сечения 'f+''f становятся почти одинаковыми для этих двух элементов, если а близко к единице, как это можно ожидать из высокого возбуждения (около 15 Мэв) составной системы. Поэтому эксперименты Якобсена и Лассена, показывающие, что для дейтронов с энергией 9 Мэв выход деления в случае тория составляет около 0,7 соответствующего значения в случае урана, по-видимому, подтверждают, что здесь мы имеем дело с последовательными превращениями.