Ядерное деление
Ядерное деление — это превращение тяжёлого атомного ядра в два более лёгких ядра, сопровождающееся выделением энергии и обычно испусканием нескольких нейтронов. Процесс может происходить самопроизвольно или после поглощения ядром нейтрона.
Чаще всего делятся ядра урана-235 и плутония-239. Например, ядро урана-235 после поглощения нейтрона становится возбуждённым и распадается на осколки. Масса продуктов реакции немного меньше исходной массы. Этот дефект массы превращается в энергию согласно формуле Эйнштейна. Большая часть энергии уносится кинетическим движением осколков, а также выделяется в виде энергии нейтронов и гамма-излучения.
В этой схеме \(A_1+A_2+k=236\), а \(Z_1+Z_2=92\). Здесь \(k\) — число испущенных нейтронов, а \(Q\) — энергия, выделившаяся в реакции. Она связана с изменением энергии связи ядра: у продуктов удельная энергия связи обычно больше, чем у исходного тяжёлого ядра.
Один из возможных вариантов: \(^{235}_{92}\mathrm{U}+^{1}_{0}\mathrm{n}\rightarrow{}^{141}_{56}\mathrm{Ba}+{}^{92}_{36}\mathrm{Kr}+3{}^{1}_{0}\mathrm{n}\). Проверка: массовые числа дают \(235+1=141+92+3\), а зарядовые — \(92=56+36\). Выделившиеся нейтроны могут вызвать новые акты деления и поддержать цепную ядерную реакцию.
Ядерное деление — распад одного тяжёлого ядра на более лёгкие. Ядерная реакция — более общее понятие: она включает любые превращения ядер, в том числе деление, синтез и реакции захвата частиц.
Что сохраняется при ядерном делении?
Главное
- При делении тяжёлое ядро превращается в два более лёгких осколка и испускает нейтроны.
- Энергия выделяется из-за уменьшения суммарной массы продуктов и связана с дефектом массы.
- В реакции сохраняются массовое и зарядовое числа; испущенные нейтроны могут поддерживать цепную реакцию.