Деление ядер тяжелых элементов

Министерство образования и науки Чеченской Республики

Государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение

«Гудермесский железнодорожный техникум»

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

НА ТЕМУ: «Деление тяжелых ядер»

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «Физика»

Выполнил студент(ка)

_________курса________группы

____________________________

(фамилия, имя, отчество)

Преподаватель

_______________________

(ученая степень, ученое звание)

___________________________

(фамилия, имя, отчество)

Дата защиты

«____»_______________20___г.

Оценка_____________________

Подпись преподавателя_______

Гудермес 2018

СОДЕРЖАНИЕ

Введение        3

Деление ядер        4

Механизм деления        6

Описание на основе капельной модели        10

Оболочечные поправки. Двугорбый барьер деления        15

Стадии процесса деления        23

Энергия деления        24

Продукты деления        26

Заключение        31

Список литературы        31

Введение

В 1932 году был обнаружен нейтрон. Прошло семь лет до открытия ядерного деления. Ядерное деление - поистине удивительное явление: оно сопровождается сильной радиоактивностью, а полная ионизация от осколков деления превышает ионизацию из ранее известных процессов в десятки раз. На протяжении десятилетий после открытия этого явления ядерные реакции проникали практически во все сферы человеческой деятельности. Ядерные реакции используются в энергетике, военной сфере, в синтезе новых элементов, в медицине и, конечно же, в ходе научных исследований. Но, несмотря на такое широкое применение, изучен не весь потенциал ядерных преобразований, но еще много неисследованных. Например, метод термоядерного синтеза еще не реализован.

Цель проекта: Изучить деление ядер тяжелых элементов.

Деление ядер

Делением называется реакция расщепления атомного ядра (обычно тяжелого) на две (иногда на три) примерно равные по массе части (осколки деления). 

Тяжелые ядра (Z≥90) делятся как на слабое предварительное возбуждение атомного ядра, например, в результате облучения нейтронами с энергией Tn ≈ 1 МэВ, а для некоторых ядер даже тепловые нейтроны (вынужденное деление) и без предшествующих возбуждение, т.е. спонтанное (спонтанное деление).

Ядра с Z <90 делятся только принудительным методом (точнее, они имеют слишком длительный период полураспада спонтанного деления), а энергия возбуждения, необходимая для деления, возрастает с уменьшением параметра деления Z2 / A. Принудительное деление происходит почти мгновенно (τ ≈ 10-14 сек). Период полураспада спонтанного деления изменяется для разных ядер в очень широких пределах (от 1018 лет до нескольких десятых долей секунды для отдаленных трансурановых элементов).

В процессе ядерного деления выделяется энергия Q ≈ 200 МэВ, значительная часть которой (~ 170 МэВ) уносится фрагментами в виде кинетической энергии. Осколки, образующиеся при делении, сильно перегружены нейтронами, и в результате они приводят к появлению β-радиоактивных цепей из продуктов деления, а также дают мгновенный (от 2-3 до один акт деления 92U) и задержанный (~ 1% мгновенный ) нейтронов. В экспериментах по определению количества вторичных нейтронов, испускаемых в процессе вынужденного и спонтанного деления, получено приблизительное значение этого числа ν, равное (для обоих случаев) значение ν = 2,2 ± 0,3.

Мгновенные нейтроны испускаются движущимися фрагментами, задержанными остановленными продуктами деления, поле предварительного β-распада. Спектр мгновенного нейтронного деления является непрерывным, а запаздывающие нейтроны образуют несколько моноэнергетических групп.

Принудительное деление слабовозбужденных ядер и спонтанное деление происходят не симметрично: отношение масс легкого и тяжелого фрагментов составляет приблизительно 2/3 (двугорбая масса). По мере увеличения энергии возбуждения деление постепенно симметризуется, а кривая распределения фрагментов по массе становится единым пальцем.