Радиационная безопасность. От теории к практике. Владимир Игоревич Ушаков
то реакция происходит за счет поглощения кинетической энергии протона, если же она менее этой величины, то реакция произойти не может.
1.2.2. Ядерные реакции деления
Ядерная реакция деления заключается в том, что возбужденное промежуточное ядро, образующееся при захвате бомбардирующей частицы, делится на две части (осколка), сравнимые по величине. Деление может быть осуществлено под действием частиц большой энергии: нейтронов, протонов, дейтронов. При реализации реакции деления взрывного типа наиболее важное значение имеет деление под действием нейтронов. При делении тяжелого ядра образуются изотопы, расположенные в средней части периодической системы Менделеева, где ядра имеют большую, чем у тяжелых ядер, энергию связи на нуклон. Поэтому реакция деления сопровождается освобождением большого количества энергии.
Так как у образующихся осколков ядер отношение числа нейтронов к числу протонов меньше, чем у тяжелых ядер делящихся материалов, при делении ядер в осколках возникает избыток нейтронов; часть из них превращается в протоны, а небольшая их часть (два-три на один акт деления) остается в виде свободных нейтронов. Это является важнейшим фактором получения самоподдерживающейся реакции деления ядер.
Возникновение при реакции деления двух-трех свободных нейтронов и их электрическая нейтральность, позволяющая им проникать в бомбардируемые ядра без затраты большого количества энергии, обусловливают самоподдерживающийся процесс деления с непрерывным выделением энергии. Такой процесс деления ядер нуклидов, при котором число нейтронов, образующихся в процессе деления ядер за какой-либо интервал времени, равно или больше числа нейтронов, убывающих из системы вследствие утечки и поглощения за тот же интервал времени, получил название самоподдерживающейся цепной реакции деления (СЦР).
В настоящее время известны четыре изотопа, делящиеся под действием как быстрых, так промежуточных и медленных нейтронов. Это 23592U, 23392U, 23994Pu и 24194Pu. Именно эти изотопы и ядерные материалы их содержащие относят к категории делящихся веществ. Изотопы 23392U и 23994Pu в природе не существуют, их искусственно получают из изотопов 23290Th и 23894Pu (соответственно). Под действием тепловых нейтронов 23290Th и 23892Uне делятся, но, захватывая нейтроны, после определенных превращений образуют делящиеся изотопы 23392U и 23994Pu.
Непрерывное самопроизвольное (спонтанное) деление происходит лишь у ядер, для которых отношение Z / А> 44,5. Это отношение называется параметром деления. Для урана и плутония его значения равны 36—37. Поэтому для осуществления деления их ядер необходима дополнительная энергия, которая может быть сообщена им в виде энергии возбуждения попадающих в ядра нейтронов.
Энергия, которую необходимо сообщить ядру для деления, называется пороговой энергией или энергией активации (Еа). Для промежуточных ядер 23692U, 23992U, и 24094Pu она соответственно равна 6, 8; 7,1 и 5,1 МэВ.
Энергия, которую придает ядру бомбардирующая