Cтраница 2
Неупругое рассеяние происходит при взаимодействии быстрых нейтронов с ядрами тяжелых элементов. Возвращаясь в основное состояние, возбужденное ядро испускает один или несколько у-квантов, спектр энергии которых характерен для данного рассеивающего элемента. Энергия рассеянных нейтронов примерно равна разности энергий первичного нейтрона и испускаемого у-кванта. Радиационный захват нейтронов наблюдается преимущественно при взаимодействии тепловых и медленных нейтронов с любыми средами. [16]
Очень важной особенностью первого случая является резко выраженная зависимость вероятности или эффективного сечения образования составного ядра от энергии падающей частицы. Эта зависимость имеет резонансный характер: при некоторых значениях энергии падающей частицы вероятность образования составного ядра, а следовательно, и сечение для какого-либо процесса ядерного расщепления становятся особенно большими. Резонансные явления такого вила наблюдаются, например, при взаимодействии медленных нейтронов с ядрами. [17]
Я забыл сказать, что одним из них был президент республики Жискар д Эстен. Лекция уже была написана, когда я узнал, что он будет присутствовать на ней. Из президентского дворца у меня запросили копию лекции, потому что, как мне сказали, президент может пожелать выразить свою точку зрения на вопросы, затронутые в лекции. Но я все-таки смутился, заметив в лекции неосторожное сравнение между взаимодействием медленных нейтронов с алмазом и с искусственным графитом; изучение первого принадлежало чистой науке, а второго - прикладной. Беда была в том, что не так давно в левых газетах были ожесточенные нападки на президента за то, что во время поездки в Центральную Африку он принял в подарок от местного диктатора несколько алмазов. [18]
Такое деление известно как с быстрыми, так и с медленными нейтронами. Большинство расщепляющихся изотопов восприимчиво к делению только от действия быстрых частиц. Некоторые изотопы, однако, расщепляются под действием не только быстрых, но и тепловых нейтронов, и поперечные сечения деления в этих случаях значительно больше, чем в случае деления быстрыми частицами. Для 233U поперечное сечение деления при действии тепловыми нейтронами, имеющими скорость 2200 м / сек, равно 580 барн, а для 238U - основной составной части природного урана - поперечное сечение деления тепловыми нейтронами равно нулю. Значение 580 барн значительно больше, чем можно было бы ожидать для поперечного сечения реакции в случае быстрых бомбардирующих частиц, которое должно быть меньше геометрического поперечного сечения ядра-мишени. Ранние исследования деления ядра показали, что поперечные сечения деления некоторых ядер сильно увеличивались в присутствии водородсодержащих веществ, таких, как парафин. Отсюда был сделан вывод, что быстрые нейтроны замедлялись до тепловых, или медленных, в результате столкновений с атомами водорода, и процессы деления затем вызывались взаимодействием медленных нейтронов с ядрами-мишенями. [19]
Кроме различных упомянутых выше ядерных превращений, существует еще один вид превращения, имеющий особую важность. Деление состоит в расщеплении тяжелого ядра на два или более осколка средней величины с одновременным испусканием несгольких нейтронов. Процесс деления наблюдается только для тяжелых элементов и вызывается практически всеми типами бомбардирующих частиц. Среди них наибольшее значение имеет деление, вызываемое нейтронами. Такое деление известно как для быстрых, так и для медленных нейтронов. Большинство расщепляющихся изотопов восприимчиво к делению только от действия быстрых частиц. Некоторые изотопы, од-яако, расщепляются не только под действием быстрых, но и тепловых нейтронов, и поперечные сечения деления в этих случаях значительно большие, чем таковые в случае деления быстрыми частицами. Для 235U поперечное сечение деления при действии тепловыми нейтронами, имеющими скорость 2200 м / сек, равно 580 барн, а для 238U - основной составной части природного ура -: на - поперечное сечение деления тепловыми нейтронами равно нулю. Значение 580 барн значительно больше, чем можно было бы ожидать для поперечного сечения реакции в случае быстрых бомбардирующих частиц, которое должно быть меньше геометрического поперечного сечения ядра-мишени. Ранние исследования по делению ядра показали, что поперечные сечения деления некоторых ядер сильно увеличивались в присутствии водородсодержащих веществ, таких, как парафин. Отсюда был сделан вывод, что быстрые нейтроны замедлялись до тепловых, или медленных, в результате столкновений с атомами водорода, и процессы деления затем вызывались взаимодействием медленных нейтронов с ядрами-мишенями. [20]