28.06.2016 Views

Тайны разделения изотопов

Жданов В.М. НИЯУ МИФИ издание 2004 года

Жданов В.М. НИЯУ МИФИ издание 2004 года

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

кадмиевых стержней для регулирования (прекращения) протекания<br />

цепной реакции деления в ядерных реакторах.<br />

Что касается урана, то на измеренных зависимостях сечения<br />

поглощения нейтронов от энергии были обнаружены характерные<br />

всплески (резонансы) при энергиях порядка 10 эВ. Таких<br />

резонансов в сечении поглощения нейтронов ядрами урана-238<br />

оказывается, на самом деле, несколько (восемь в интервале<br />

энергий нейтронов от 5 до 200 эВ). При этом характер этих<br />

зависимостей, в частности, положение пиков поглощения,<br />

оказались существенно различными для двух <strong>изотопов</strong> урана.<br />

Исследования показали, что при энергии нейтронов в несколько<br />

электрон-вольт сечение резонансного поглощения нейтронов<br />

ураном–238 значительно превышает сечение деления урана-235,<br />

поэтому основным процессом в этом случае является превращение<br />

урана-238 за счет присоединения нейтрона в следующий за ним в<br />

периодической системе радиоактивный изотоп нового<br />

239<br />

трансуранового элемента − нептуния 93<br />

Np (после испускания β -<br />

частицы). Возможность такого превращения в принципе была<br />

показана Э.Ферми в проведенных его группой опытах с<br />

облучением урана нейтронами еще в 1935 году задолго до<br />

открытия деления урана (он назвал новый элемент «аузением»).<br />

Наоборот, уран–235 наиболее эффективно делится совсем<br />

“медленными нейтронами” с энергией, меньшей 0,1 эВ.<br />

Впрочем, надежные измерения сечений деления и поглощения<br />

нейтронов в уране были еще впереди. В описываемое нами время<br />

физики опирались на теоретические расчеты Нильса Бора, который<br />

в статье, опубликованной в начале 1939 года, предсказывал, что<br />

именно редкий изотоп урана-235 является главным делящимся<br />

материалом в природной смеси урана. Ровно через год<br />

предположение Бора было подтверждено прямыми<br />

экспериментами американских физиков Колумбийского<br />

университета с применением циклотрона. Для этих целей<br />

использовалось очень небольшое количество (несколько тысячных<br />

миллиграмма) практически чистого изотопа урана-235,<br />

полученного в Минессотском университете разделением <strong>изотопов</strong><br />

63

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!