0050

na produkcję nowych pierwiastków promieniotwórczych (radioizotopów), jak też z uwagi na rozwój energetyki jądrowej. Chodzi tu o reakcję rozszczepienia jąder (pękania) pod wpływem bombardowania ich neutronami.

W 1939 r. zauważono (Strassmann i Hahn), że podczas bombardowania lżejszego izotopu uranu (²³⁵U) neutronami, występuje jako produkt reakcji promieniotwórczy izotop baru. Dalsze badania wykazały, że w wyniku oddziaływania neutronów z jądrami uranu 235 powstają fragmenty, będące promieniotwórczymi izotopami od ₃₍₎Zn do _tiaEu włącznie. W przypadku gdy w wyniku reakcji neutronu z uranem powstało jądro baru (₅₀Ba), pozostałym fragmentem jest krypton (_riCKr) (patrz str. 58).

Ten nowy typ reakcji, w wyniku której jądro zostaje rozbite na dwa duże fragmenty (pierwiastki mniej więcej ze środka układu Mendelejewa) nazwany został reakcją rozszczepienia łub pękania jąder. Oprócz ²³"U podlegają jej również takie pierwiastki, jak: ²³⁸U, ²³³Th, ²³³Pu i inne, które noszą nazwę materiałów rozszczepialnych lub (w energetyce jądrowej) paliw jądrowych.

Produkt

rozszczepienia

Niestabilny

izotop ^!16U    Produkt

rozszczepienia

Ryc. 1.28. Proces rozszczepienia jądra uranu na dwa oddzielne fragmenty.

Zjawisko rozszczepiania jąder bardzo ciężkich pierwiastków wynika ze względnie słabej energii wiązania tych jąder. Siły jądrowe są bardzo krótkiego zasięgu, w związku z czym każdy nukleon oddziałuje tylko na najbliższe (sąsiednie) nukleony. W stosunku do nukleonów występujących wewnątrz jądra siły jądrowe są rozłożone symetrycznie (podobnie jak w przypadku cząsteczek cieczy znajdujących się pod jej powierzchnią). W przypadku nukleonów zewnętrznych (znajdujących się na powierzchni jądra) można upodobnić działanie sil do napięcia powierzchniowego, które działa na cząsteczki cieczy znajdujące się na jej powierzchni. Napięcie powierzchniowe jest tym mniejsze, im większe jądro i im mniejsza krzywizna jego powierzchni. Oprócz sił jądrowych występują w jądrze również siły kulombowskiego odpychania między protonami. Siły te wolniej maleją z odległością niż siły jądrowe.

Energia wiązania przypadająca na jeden nukleon jest mniejsza w przypadku jąder ciężkich, aniżeli dla jąder pierwiastków lżejszych. Liczbowo wynosi ona dla jąder ciężkich około 7,5 MeV, podczas gdy dla jąder pierwiastków ze środka tablicy Mendelejewa wartość energii wiązania przypadającej na jeden nukleon wynosi około 8,6 MeV.

L

56