То, что при делении тяжёлых ядер выделяется энергия,
непосредственно следует из зависимости удельной энергии связи ε
= Eсв(A,Z)/A от массового числа А (Рис. 2). При делении тяжёлого
ядра образуются более лёгкие ядра, в которых нуклоны связаны сильнее, и часть
энергии при делении высвобождается.
Как правило, деление ядер сопровождается вылетом 1 – 4
нейтронов.
Выразим энергию деления Qдел через энергии связи
начального и конечных ядер. Энергию начального ядра, состоящего из Z протонов и
N нейтронов, и имеющего массу M(A,Z) и энергию связи Eсв(A,Z),
запишем в следующем виде:
M(A,Z)c2 = (Zmp + Nmn)c2
– Eсв(A,Z).
Деление ядра (A,Z) на 2 осколка (A1,Z1)
и (А2,Z2) сопровождается образованием Nn =
A – A1 – A2мгновенных нейтронов. Если ядро (A,Z)
разделилось на осколки с массами M1(A1,Z1), M2(A2,Z2)
и энергиями связи Eсв1(A1,Z1), Eсв2(A2,Z2),
то для энергии деления имеем выражение:
На Рис. 26 приведена поисковая форма калькулятора «Деление
ядер» с примером формирования поискового предписания по определению
энергетического порога и энергии реакции спонтанного деления ядра 235U
с образованием осколка 139Xe и вылетом одного нейтрона.
Рис. 26. Пример заполнения поисковой формы калькулятора – «Деление
ядер»: формирование запроса для определения энергии порога Епор
и энергии Qреакции спонтанного деления ядра 235U
с образованием осколков 139Xe (выбран) и 95Sr
(определен программой) и вылетом одного нейтрона
Формирование запросного предписания осуществлено следующим образом:
«Ядро – мишень» – 235U (выбраны значения Z = 92, A=
235);
«Налетающая частица» – налетающих частиц нет – спонтанное деление
(в выпадающем меню выбрано «Нет налетающих частиц»);
«Выбираемый (пользователем) осколок» – ядро-осколок, например,
95Sr (выбраны значения Z = 38, A = 95);
«Определяемый (программой) осколок» – ядро-осколок 140Xe
(Z = 92 – 38 = 54,
A = 235 – 95 = 140);
«Мгновенная частица 1, сопровождающая деление» – нейтрон (выбраны
значения Z = 0,
A = 1, «Число частиц» – 1); при этом меняются показания определяемого
программой осколка – 139Xe (Z = 54, A = 140 – 1 = 149).
На Рис. 27 приведена выходная форма данного запроса:
видно, что энергетический порог при делении ядра 235Uотсутствует.
Ядро
235U имеет моду распада – “Эмиссия нейтрона”).
Рис. 27. Результаты работы αпоисковой формы калькулятора – «Деление
ядер» по определению порога Епор
и энергии Q спонтанного деления ядра 235U с образованием
осколков 95Sr (выбран пользователем) и
139Xe (определен программой), а также с вылетом одного
нейтрона
