2015-02-04
898
Это открытие явилось первым шагом к использованию ядерной энергии.
Делом жизни австрийского физика и радиохимика Лизе Майтнер стали исследования радиоактивности и получение радиоактивных химических элементов. В 1917 г. совместно с О. Ганом и одновременно с Ф.Содди и
Дж. Крэнстоном она открыла радиоактивный элемент протактиний.
В 1921 году Л. Майтнер предложила свою теорию строения атомного ядра, согласно которой в его составе присутствуют альфа-частицы, протоны и электроны. В 1925 году ей удалось доказать, что гамма-излучение может возникать только после испускания ядром альфа - или бета-частиц.
Много времени и сил она уделила изучению процессов, происходящих при облучении тяжелых элементов (например, урана) нейтронами, в частности, вопросам деления ядер под действием нейтронов. В честь Лизе Майтнер был назван искусственно полученный химический элемент №109 – мейтнерий ( Mt ).
В дальнейшем большой вклад в изучение механизма ядерных реакций внес выдающийся советский физик Георгий Николаевич Флёров, который в 1940 г. совместно с Л.И. Русиновым установил, что при делении ядра урана испускается более двух нейтронов, а совместно с К.А. Петржаком открыл спонтанное деление тяжёлых ядер.
|
|
|
В лаборатории Г.Н.Флёрова были синтезированы изотопы новых трансфермиевых элементов с порядко-
выми номерами 102-106 и изучены их физические и химические свойства; открыты спонтанно делящиеся изомеры и явление испускания запаздывающих прото-
нов; развиты методы полученияи ускорения много-
кратно заряженных ионов тяжёлых атомов и начаты эксперименты по синтезу сверхтяжёлых элементов в
Г.Н. Флёров (1913-1990) реакциях с тяжёлыми ионами.
Механизм деления, проще всего представить с помощью капельной модели ядра (рис. 15).
Рис. 15. Схема ядерной реакции
Попавший в ядро нейтрон поглощается, отчего ядро становится нестабильным. Под действием внесенной энергии в «капле» возникают колебания
формы (от сферической до формы двух грушевидных частей с перешейком
между ними).
Если внесенной нейтроном энергии достаточно, то перешеек рвется и ядро распадается на два осколка. После деления урана, как правило, образуются два осколка с соотношением масс 2:3 и несколько нейтронов.
Они, в свою очередь, не поглощаются сразу же продуктами деления, а разлетаются в разные стороны (свободные нейтроны) и провоцируют деление других ядер. Это и является сущностью цепной ядерной реакции.
В принципе, если нейтрон обладает достаточно большой энергией, то разделиться может любое ядро. Но в большинстве ядерных реакторов главным делящимся изотопом является уран-235. Так как масса продуктов деления несколько меньше, чем масса исходного ядра урана; ее потеря сопровождается выделением огромного количества тепловой энергии(до 3,2 ∙ 10 -11 Дж на одно ядро).
