429 3

11.2. REAKCJE ROZSZCZEPIENIA JĄDER PIERWIASTKÓW CIĘŻKICH

11.2. REAKCJE ROZSZCZEPIENIA JĄDER PIERWIASTKÓW CIĘŻKICH

Reakcja rozszczepienia następuje po wychwycie neutronu przez jądro pierwiastka ciężkiego, w szczególności uranu, plutonu i toru. Odkrycie reakcji rozszczepienia było dziełem fizyków niemieckich O. Hahna i F. Strassmanna w 1939 roku. Obecnie powszechnie wykorzystywana w energetyce jądrowej jest reakcja rozszczepienia jąder izotopu uranu ²^U (rys. 11.2).

Rys. 11.2. Przebieg reakcji rozszczepienia jądra ²MU w czasie

/ - wychwyt neutronu przez jądro; II, II' - wzbudzone jądro izotopu - deformacja i rozpad jądra; III - powstanie dwóch fragmentów rozszczepienia i wydzielenie neutronów rozszczepieniowych; IV - natychmiastowe promieniowanie y; V - opóźnione promieniowanie /? i y

Jądro takie pod wpływem działania neutronu termicznego (o energii ok. 0,025 eV) ulega przeobrażeniu we wzbudzone (drgające) jądro izotopu uranu ²9₂U. Tak powstałe jądro dzieli się samorzutnie na dwa nowe jądra lżejszych pierwiastków (tzw. fragmentów rozszczepienia), z jednoczesnym wydzieleniem energii Q i wyzwoleniem pewnej liczby (0-h8) neutronów, średnio 2,5 neutrona. Reakcję tę przedstawić można symbolicznie

^92U + ón —> ^92U —> 2,‘Fi + 2JF2 + 2,5In + Q    (11.3)

Najbardziej prawdopodobne wartości liczb masowych powstałych jąder (fragmentów) F] i F₂ wynoszą .di = 95 i A₂ = 139 i odpowiednio liczb atomowych Z, = 38 i Z₂ = 54 (rys. 11.3). Fragmenty rozszczepienia są promieniotwórcze i dająpoczątek tzw. łańcucha rozpadu promieniotwórczego fi.

Główną część energii rozszczepienia (ok. 85%) stanowi energia kinetyczna fragmentów rozszczepienia, oddalających się od siebie z ogromną prędkością. Na skutek zderzeń z innymi jądrami energia kinetyczna zamienia się prawie całkowicie

429