Spontan opdeling
Spontan fission er en form for radioaktivt henfald af tunge atomkerner . Spontan fission er nuklear fission , der forekommer uden ekstern excitation (tvungen fission), og giver de samme produkter som tvungen fission: fragmenter (kerner af lettere grundstoffer) og flere neutroner . Ifølge moderne koncepter er tunneleffekten årsagen til spontan fission .
Sandsynligheden for spontan fission stiger med stigningen i antallet af protoner i kernen. Denne sandsynlighed afhænger af parameteren, hvor Z er antallet af protoner og A er det samlede antal nukleoner . Når værdien af denne parameter nærmer sig 45, tenderer sandsynligheden for spontan fission til enhed, hvilket pålægger begrænsninger for muligheden for eksistensen af supertunge kerner .
For kernerne af grundstoffer som uran og thorium er spontan fission en meget sjælden proces; deres kerner henfalder meget oftere gennem andre henfaldskanaler (værdien af Z 2 /A -parameteren for uran- og thoriumkerner er ca. 35). Efterhånden som Z 2 /A stiger, øges sandsynligheden for spontan nuklear fission hurtigt.
Fænomenet spontan fission bruges i metoden til radioisotopdatering af fossilernes, meteoritternes alder osv.
Spontan fissionshastighed
Fissionshastigheder og deres sandsynligheder, samt antallet af producerede neutroner pr. fission for nogle kerner er angivet i tabellen [1] :
| Nucleus | Halveringstid, år | Sandsynlighed for spontan fission | Neutronudbytte pr. fission | Neutronflux, 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 |
Historie
Den første opdagede nukleare fissionsproces var den tvungne fission af uran-235 isotopen af neutroner.
Spontan fission blev opdaget [2] i 1940 af de sovjetiske fysikere G. N. Flerov og K. A. Petrzhak som et resultat af eksperimentelle undersøgelser af uranhenfald [3] . Da kosmiske stråler skaber en målbar neutronflux i de kosmiske stråleluftbyger, der genereres af dem, er det eksperimentelt vanskeligt at adskille begivenheder med spontan fission fra induceret fission under eksperimenter på jordens overflade. For at reducere baggrunden fra kosmiske stråler, der forstyrrer studiet af fænomenet, kan et mange meter lag jord eller vand tjene som en skærm. Derfor blev eksperimenterne udført i Moskva-metroen (ved Dynamo-stationen ) i 60 meters dybde [4] [5] .
Se også
Noter
- ↑ Shultis, J. Kenneth; Richard E Faw. s. 141, tab. 6.2 // Fundamentals of Nuclear Science and Engineering . - CRC Press, 2008. - ISBN 1-4200-5135-0 .
- ↑ Flerov [GN], Petrjak [KA] Spontaneous Fission of Uranium (engelsk) // Physical Review. - 1940. - 1. juli ( bd. 58 , nr. 1 ). — S. 89 . — ISSN 0031-899X . - doi : 10.1103/PhysRev.58.89.2 .
- ↑ Opdagelser af sovjetiske videnskabsmænd, 1979 , s. 220.
- ↑ K. A. Petrzhak, G. N. Flerov: Beretning ved mødet om atomkernen i Moskva i 1940 . Hentet 23. oktober 2009. Arkiveret fra originalen 12. november 2016.
- ↑ K. Petrzhak: Hvordan spontan fission blev opdaget . Hentet 21. april 2009. Arkiveret fra originalen 14. januar 2012.
Litteratur
- Konyushaya Yu. P. Opdagelser af sovjetiske videnskabsmænd. - M . : Moskovsky-arbejder, 1979. - 688 s. — 50.000 eksemplarer.
| Atomforskning i USSR før lanceringen af den første reaktor | ||
|---|---|---|
| forskningsgrundlag |
| |
| Udviklinger |
| |
| Konferencer for Videnskabsakademiet i USSR |
| |
| Råvarebase |
| |