Professor

I.N.Bekman

YADRO FIZIKASI

Ma'ruza 16. YADIRA TA'LIMLARI

Yadro fizikasining rivojlanishi asosan yadroviy reaktsiyalar sohasidagi tadqiqotlar bilan belgilanadi. Ushbu ma'ruzada biz yadroviy o'zaro ta'sirlarning zamonaviy tasnifi, ularning

termodinamika va kinetika, shuningdek yadro reaktsiyalarining ba'zi misollari.

1. Yadroviy reaksiyalarning tasnifi

Harakat orqali yadroviy kuchlar masofa yaqinlashganda ikkita zarracha (ikkita yadro yoki yadro va nuklon) 10 -13 sm yadroning o'zgarishiga olib keladigan kuchli yadroviy o'zaro ta'sirga kirishadi. Bu jarayon yadroviy reaktsiya deb ataladi. Yadro reaktsiyasi paytida ikkala zarrachaning energiyasi va momentumining qayta taqsimlanishi sodir bo'ladi, bu o'zaro ta'sir joyidan qochib ketadigan boshqa zarrachalarning paydo bo'lishiga olib keladi. Hodisa sodir bo'lgan zarracha atom yadrosi bilan to'qnashganda, ular o'rtasida energiya almashinuvi va momentum sodir bo'ladi, buning natijasida o'zaro ta'sir hududidan turli yo'nalishlarda uchib ketadigan bir nechta zarrachalar paydo bo'lishi mumkin.

Yadro reaktsiyalari- atom yadrolarining elementar zarralar, γ-kvantlar yoki bir-biri bilan o'zaro ta'sirlashganda o'zgarishi.

Yadro reaktsiyasi - bu yadro yoki zarrachalar to'qnashuvida yangi yadrolar yoki zarrachalarning hosil bo'lish jarayoni. Birinchi marta E. Rezerford 1919 yilda azot atomlarining yadrolarini a-zarrachalari bilan bombardimon qilgan yadroviy reaktsiyani kuzatdi; bu gazda a-zarrachalar diapazonidan kattaroq diapazonli ionlashtiruvchi zarrachalar paydo bo'lishi bilan qayd etilgan. va proton sifatida aniqlangan. Keyinchalik, bu jarayonning fotosuratlari Uilson kamerasi yordamida olingan.

Guruch. 1. Yadro reaksiyalari jarayonida sodir bo'ladigan jarayonlar

(kirish va chiqish reaktsiyasi kanallari ko'rsatilgan).

Birinchi yadroviy reaktsiyani 1919 yilda E. Rezerford amalga oshirdi: 4 U + 14 N → 17 O + p yoki 14 N (a, p) 17 O. a -zarrachalarning manbai a -radioaktiv preparat edi. O'sha paytda radioaktiv a-dorilar zaryadlangan zarrachalarning yagona manbai edi. Yadroviy reaktsiyalarni o'rganish uchun maxsus mo'ljallangan birinchi tezlatgich 1932 yilda Cockcroft va Walton tomonidan qurilgan. Bu tezlatgich birinchi marta ishlatilgan.

tezlashtirilgan proton nurlari olingan va p + 7 Li → a + a reaksiya o'tkazilgan.

Yadro reaktsiyalari atom yadrolarining tuzilishi va xususiyatlarini o'rganishning asosiy usuli hisoblanadi. Yadro reaktsiyalarida zarrachalarning atom yadrolari bilan o'zaro ta'siri mexanizmlari, atom yadrolari orasidagi o'zaro ta'sir mexanizmlari o'rganiladi. Yadro reaktsiyalari natijasida tabiiy sharoitda topilmagan yangi izotoplar olinadi va kimyoviy elementlar... Agar to'qnashuvdan keyin asl yadrolar va zarralar saqlanib qolsa va yangilar tug'ilmasa, bu reaktsiya yadroviy kuchlar sohasida elastik tarqoqlik bo'lib, faqat qayta taqsimlanish bilan kechadi. kinetik energiya va zarracha va maqsad yadrosining momentumiga va potentsial deyiladi

sochish.

Bombardimon zarralarning (yadrolarning) maqsad yadrolari bilan o'zaro ta'siri natijasi bo'lishi mumkin:

1) Elastik sochilish, bunda na tarkibi, na ichki energiyasi o'zgarmaydi, balki ichki ta'sir qonuniga muvofiq faqat kinetik energiyaning qayta taqsimlanishi sodir bo'ladi.

2) Moslashuvchan bo'lmagan yadrolarning tarkibi o'zgarmaydigan, lekin bombardimon yadroning kinetik energiyasining bir qismi maqsadli yadroni qo'zg'atishga sarflanadi.

3) Aslida yadro reaktsiyasi, buning natijasida o'zaro ta'sir qiluvchi yadrolarning ichki xususiyatlari va tarkibi o'zgaradi.

	Guruch. 2. Lityum-6 ning deyteriy 6 Li (d, a) a bilan yadroviy reaktsiyasi
	Yadro reaktsiyalari kuchli, elektromagnit va kuchsiz namoyon bo'ladi
	o'zaro ta'sirlar.
	Ko'p turdagi reaktsiyalar ma'lum. Ularni tasniflash mumkin
	neytronlar ta'sirida, zaryadlangan zarralar ta'sirida va ta'sirida reaksiyalar
	V umumiy ko'rinish yadroviy o'zaro ta'sir shaklida yozilishi mumkin
	a1 + a2 → b1 + b2 +…,
	bu erda 1 va 2 - reaktsiyaga kiradigan zarralar, b 1, b 2, ... zarralar,
reaktsiya natijasida (reaktsiya mahsulotlari).
	Eng tez -tez uchraydigan reaktsiya - bu yorug'lik zarrachasining A yadrosi bilan o'zaro ta'siri
buning natijasida yengil zarracha b va yadro B hosil bo'ladi
	a + A → b + B
	Yoki qisqaroq
	A (a, b) B.

A va b sifatida neytron (n), proton (p), a - zarracha, deyteron (d) va g -kvantni olish mumkin.

Misol 1. Yadro reaktsiyasi

4 U + 14 N → 17 O + 1 H

v sifatida qisqartirilgan 14 N (a, p) 17 O

Misol 2. 59 Co (p, n) reaktsiyasini ko'rib chiqing. Bu reaktsiyaning natijasi nima? Yechim. 1 1 H + 27 59 Co → 0 1 n + X Y Z S.

chap tomonda bizda 27 + 1 proton bor. BILAN o'ng tomon 0 + X protonlari, bu erda X - mahsulotning atom raqami. Shubhasiz, X = 28 (Ni). Chap tomonda 59 + 1 nuklonlar, o'ng tomonda 1 + Y nuklonlar bor, bu erda Y = 59. Shunday qilib, reaktsiya mahsuloti 59 Ni.

Reaktsiya bir necha turdagi raqobatlashishi mumkin:

Har xil mumkin bo'lgan usullar yadroviy reaktsiyaning ikkinchi bosqichi reaktsiya kanallari deb ataladi. Birinchi bosqich reaktsiya kirish kanali deb ataladi.

Guruch. 3. 7 Li bilan protonlarning o'zaro ta'sir kanallari.

(6) sxemadagi oxirgi ikkita reaktsiya kanali elastik bo'lmagan (A * + a) va elastik (A + a) yadroviy sochilish holatlarini bildiradi. Bu yadroviy o'zaro ta'sirning alohida holatlari bo'lib, ular boshqalardan farq qiladi, chunki reaktsiya mahsulotlari zarrachalarga to'g'ri keladi,

reaksiyaga kirishib, elastik sochilish bilan nafaqat yadro turini, balki uning ichki holatini ham saqlab qoladi, elastik bo'lmagan sochilish esa ichki holatini o'zgartiradi (yadro qo'zg'aluvchan holatga o'tadi). Har xil reaktsiya kanallarining ehtimoli raketa, uning energiyasi va yadrosi bilan belgilanadi.

Yadroviy reaktsiyani o'rganayotganda, reaktsiya kanallarini aniqlash, uning zarrachalarning har xil energiyasidagi turli kanallar orqali o'tishi qiyosiy ehtimolligi, hosil bo'lgan zarrachalarning energiyasi va burchakli taqsimlanishi, shuningdek, ularning ichki holatini aniqlash qiziqish uyg'otadi. energiya, aylanish, tenglik, izotopik aylanish).

Yadro reaktsiyalari-bu atom yadrolarining elementar zarralar bilan (shu jumladan y-kvantlar) yoki bir-biri bilan o'zaro ta'sirida o'zgarishi. Yadroviy reaktsiyaning eng keng tarqalgan turi - bu simvolik tarzda yozilgan reaktsiya:

bu erda X va Y - boshlang'ich va oxirgi yadrolar, a va B- yadroviy reaksiyada bombardimon qilingan va chiqarilgan (yoki chiqadigan) zarrachalar.

Har qanday yadroviy reaktsiyada zaryadning saqlanish qonunlari va ommaviy raqamlar: to'lov summasi (katta) yadro reaktsiyasiga kiradigan yadro va zarrachalar soni reaktsiyaning yakuniy mahsulotlarining (yadrolari va zarralari) zaryad (massa) sonlarining yig'indisiga teng.... Shuningdek ijro etilgan energiyaning saqlanish qonunlari, impuls va burchak momentum.

Har doim energiya chiqishi bilan sodir bo'ladigan radioaktiv parchalanishdan farqli o'laroq, yadroviy reaktsiyalar ekzotermik (energiya ajralib chiqishi bilan) va endotermik (energiya yutilishi bilan) bo'lishi mumkin.

Ko'p yadroviy reaktsiyalar mexanizmini tushuntirishda N.Borning (1936) yadroviy reaktsiyalar quyidagi sxema bo'yicha ikki bosqichda o'tadi degan taxminlari muhim rol o'ynadi:

Birinchi bosqich - bu yadro kuchlarining harakat masofasida (taxminan 2 10 15 m) unga yaqinlashgan X yadrosi tomonidan zarrachaning ushlanishi va birikma (yoki birikma) deb nomlangan oraliq yadro C hosil bo'lishi. yadro). Yadroga tushgan zarrachaning energiyasi birikma yadrosining nuklonlari o'rtasida tez taqsimlanadi, natijada u hayajonlangan holatda paydo bo'ladi. Murakkab yadro nuklonlari to'qnashuvida nuklonlardan biri (yoki ularning kombinatsiyasi, masalan, deyteron - og'ir vodorod izotopining yadrosi - deyteriy, bitta proton va bitta neytronni o'z ichiga oladi) yoki cx -zarrachasini olishi mumkin. yadrodan chiqish uchun etarli energiya. Natijada, yadroviy reaktsiyaning ikkinchi bosqichi mumkin - murakkab yadroning Y yadrosi va zarrachaga parchalanishi. B.

Yadro reaktsiyalarining tasnifi

Reaktsiyalarda ishtirok etadigan zarrachalarning tabiati bo'yicha:

• neytronlar ta'siridagi reaktsiyalar;
• zaryadlangan zarralar (masalan, protonlar, (X-zarrachalar)) ta'siridan kelib chiqadigan reaktsiyalar.

Reaksiyaga olib keladigan zarrachalarning energiyasi bo'yicha:

• asosan neytronlar ishtirokida sodir bo'ladigan past energiyadagi (eV tartibida) reaktsiyalar;
• kvantlar va zaryadlangan zarralar ishtirokidagi o'rta energiyadagi (bir nechta MeV) reaktsiyalar;
• yuqori energiyadagi (yuzlab va minglab MeV) reaktsiyalar, bu erkin holatda bo'lmagan elementar zarrachalarning paydo bo'lishiga olib keladi. katta ahamiyatga ega ularni o'rganish.

Reaktsiyalarda ishtirok etadigan yadrolarning tabiati bo'yicha:

• yorug'lik yadrolariga reaktsiya (A 50);
• O'rta yadrolarga reaktsiya (50 A
• og'ir yadrolarga reaktsiya (A> 150).

Davom etayotgan yadroviy o'zgarishlarning tabiati bo'yicha:

• neytron emissiyasi bilan reaktsiyalar;
• zaryadlangan zarrachalarning chiqishi bilan reaktsiyalar. Birinchi yadroviy reaktsiya (Rezerford, 1919)

Yadro reaktsiyalari-bu atom yadrolarining elementar zarralar bilan (shu jumladan, kvantlar) yoki bir-biri bilan o'zaro ta'sirida o'zgarishi. Simvolik reaktsiyalar quyidagi shaklda yoziladi:

X + a → Y + b yoki X (a, b) Y

bu erda X va Y - boshlang'ich va oxirgi yadrolar, a va b - yadroviy reaktsiyada bombardimon qilingan va chiqarilgan (yoki chiqadigan) zarralar.

Har qanday yadroviy reaktsiyada elektr zaryadlari va massa sonlarining saqlanish qonunlari bajariladi: yadro va zarrachalarning zaryadlari (va massa sonlari) yig'indisi zaryadlar yig'indisiga (va reaktsiya yakuniy mahsulotlarining (yadrolari va zarralari) massa sonlari). Energiya, impuls va burchak momentumining saqlanish qonunlari ham bajariladi.

Yadro reaktsiyalari ekzotermik (energiya ajralib chiqishi bilan) va endotermik (energiya yutilishi bilan) bo'lishi mumkin.

Yadro reaktsiyalari tasniflanadi:

1) ular ishtirok etadigan zarrachalarning tabiati bo'yicha - neytronlar ta'siridagi reaktsiyalar; zaryadlangan zarralar; γ-kvantlar;

2) ularni keltirib chiqaradigan zarrachalarning energiyasi bo'yicha - past, o'rta va yuqori energiyadagi reaktsiyalar;

3) ular ishtirok etadigan yadrolarning tabiati bo'yicha - o'pkada reaktsiyalar (A.< 50) ; средних (50 < A <100) и тяжелых (A >100) yadrolar;

4) davom etayotgan yadroviy o'zgarishlarning tabiati bo'yicha - neytronlar, zaryadlangan zarralar chiqarilishi bilan reaktsiyalar; ta'qib qilish reaktsiyalari (bu reaktsiyalarda, murakkab yadro hech qanday zarracha chiqarmaydi, balki bir yoki bir nechta p-kvant chiqaradigan asosiy holatga o'tadi).

Birinchi yadroviy reaktsiya Rezerford tomonidan amalga oshirildi

1939 yil - O. Xan va F. Strassman uran yadrolarining bo'linishini kashf etdilar: uran neytronlar bilan bombardimon qilinganida, o'rta qism elementlari paydo bo'ladi. davriy tizim- bariy (Z = 56), kripton (Z = 36) radioaktiv izotoplari - bo'linish bo'laklari va boshqalar. Og'ir yadroning ikkita bo'lakka bo'linishi bilan birga keladi. energiya chiqarilishi har bir nuklon uchun 1 MeV.

Masalan, uran yadrolarining bo'linish reaktsiyasi uchun ikkita mumkin bo'lgan stsenariy mavjud.

Atom yadrolarining bo'linish nazariyasi asoslanadi tushirish yadroli model... Yadro, zichligi yadroga teng bo'lgan va kvant mexanikasi qonunlariga bo'ysunadigan, elektr zaryadlangan siqilmaydigan suyuqlikning (a) tomchisi sifatida qaraladi. Neytron ushlanganda, bunday zaryadlangan tomchining barqarorligi buziladi, yadro keladi ikkilanish- navbat bilan cho'zilgan va siqilgan. Yadroviy bo'linish ehtimoli faollashtirish energiyasi bilan belgilanadi - yadroviy bo'linish reaktsiyasini amalga oshirish uchun zarur bo'lgan minimal energiya. Bo'linish faollashuv energiyasidan past bo'lgan qo'zg'alish energiyalarida, tomchi yadro deformatsiyasi kritik (b) ga yetmaydi, yadro bo'linmaydi va energy-kvant chiqarib yer energiyasi holatiga qaytadi. Parchalanish faollashuv energiyasidan kattaroq qo'zg'alish energiyasida tomchi deformatsiyasi kritik qiymatga (c) etadi, tomchada (d) "bel" hosil bo'ladi va uzayadi va bo'linish (e) boshlanadi.

Parchalanish reaktsiyasida hosil bo'ladigan tezkor neytronlarning har biri bo'linadigan moddalarning qo'shni yadrolari bilan o'zaro aloqada bo'lib, ular ichida bo'linish reaktsiyasini keltirib chiqaradi. Xuddi shu paytni o'zida ko'chki bo'linish harakatlari sonining ko'payishi - boshlanadi bo'linish zanjiri reaktsiyasi - yadro reaktsiyasi, unda reaktsiyaga sabab bo'ladigan zarralar shu reaktsiyaning mahsuli sifatida hosil bo'ladi. Zanjirli reaktsiya paydo bo'lishining sharti - ko'paytiriladigan neytronlarning mavjudligi.

Neytronlarning ko'payish koeffitsienti k - reaktsiyaning ma'lum bir bo'g'inida paydo bo'lgan neytronlar sonining oldingi havoladagi bunday neytronlar soniga nisbati.

Zanjirli reaktsiya rivojlanishining zaruriy sharti: k> 1. Bu reaktsiya rivojlanayotgan reaktsiya deb ataladi. K = 1 bo'lganda, o'z-o'zini ushlab turuvchi reaktsiya sodir bo'ladi. K uchun<1 идет затухающая реакция.

Ko'paytirish omili bo'linuvchi moddaning tabiatiga, berilgan izotop uchun esa - uning miqdoriga, shuningdek yadroning kattaligiga va shakliga - zanjirli reaktsiya sodir bo'ladigan bo'shliqqa bog'liq.

Zanjirli reaktsiya mumkin bo'lgan yadroning minimal kattaligi kritik o'lcham deb ataladi.

Zanjirli reaktsiya sodir bo'lishi uchun zarur bo'lgan kritik o'lchovlar tizimida bo'linadigan materialning minimal massasi kritik massa deyiladi.

Zanjir reaktsiyalari boshqariladigan va nazoratsiz bo'linadi. Atom bombasining portlashi boshqarib bo'lmaydigan reaktsiyaning namunasidir. Boshqariladigan zanjirli reaktsiyalar yadroviy reaktorlarda sodir bo'ladi.

Yadro bo'linishining boshqariladigan reaktsiyasi saqlanadigan qurilma yadroviy (yoki atomli) reaktor deb ataladi. Yadro reaktorlari, masalan, atom elektr stantsiyalarida ishlatiladi.

Sekin neytronli reaktorning sxemasini ko'rib chiqing. Bunday reaktorlarda yadro yoqilg'isi quyidagicha bo'lishi mumkin.

1) - tabiiy uranda uning tarkibida 0,7%ga yaqin;

2) sxema bo'yicha olinadi

3) sxema bo'yicha toriydan olinadi

Reaktor yadrosida yadro yoqilg'isidan (yonilg'i elementlari) 1 va 2 -moderatordan yasalgan yonilg'i elementlari mavjud (bunda neytronlar issiqlik tezligiga sekinlashadi). Yoqilg'i elementlari neytronlarni zaif singdiruvchi, germetik muhrlangan qobiq bilan o'ralgan bo'linadigan material bloklari. Yadroviy bo'linish paytida ajralib chiqadigan energiya tufayli yonilg'i elementlari isitiladi va shuning uchun sovutish uchun ular 3 -sovutish suvi oqimiga joylashtiriladi. Yadro 4 reflektor bilan o'ralgan bo'lib, neytron oqishini kamaytiradi. Reaktorning barqaror holatini saqlash neytronlarni kuchli singdiruvchi materiallardan yasalgan 5 ta boshqaruv tayoqchalari yordamida amalga oshiriladi.

bor yoki kadmiydan. Reaktordagi sovutish suvi - bu suv, suyuq natriy va boshqalar. Bug 'generatoridagi sovutish suvi o'z issiqligini bug' turbinasiga kiradigan bug'ga beradi. Turbina elektr generatorini aylantiradi, uning oqimi elektr tarmog'iga kiradi.

Bizning vazifalarimiz: radioaktiv parchalanishning asosiy turlari bilan tanishish, virtual tajribalarda radioaktiv o'zgarishlarning zanjirlarini va parchalanish konstantasini o'lchash usulini ko'rsatish.

Yadro reaktsiyasi - majbur boshqa zarralar ta'sirida atom yadrosining o'zgarishi (taxminan o'z -o'zidan elementar zarrachalarni chiqarish orqali atom yadrolarini o'zgartirish - radioaktivlik boshqa ma'ruzada o'qing).

Agar siz hech qachon yadroviy reaktsiyani ko'rganingizga shubha qilsangiz, aniq kunda osmonga qarang. Quyoshga reaktsiyalar haqida keyinroq gaplashamiz.

Ko'pincha yadro uchun A nisbatan engil zarracha ichkariga kiradi a(masalan, neytron, proton, α -zarracha va boshqalar), va yadro kuchlarining ta'siri natijasida 10-15 m masofada yaqinlashganda, yadro hosil bo'ladi. V va engilroq zarracha b.

Reaksiyaga kiradigan zarrachalar va yadrolar to'plami (rasmda) A + a) deyiladi kiritish yadroviy reaktsiya kanali va natijada paydo bo'lgan reaktsiya - hafta oxiri kanallar. Agar tushayotgan zarrachaning kinetik energiyasi a kichik, keyin ikkita zarracha hosil bo'ladi: zarrachaning o'zi va yadro.

Elastik va noelastik sochilish - bu yadroviy o'zaro ta'sirning alohida holatlari, reaktsiya mahsulotlari dastlabki mahsulotlarga to'g'ri kelganda.

Yadro reaktsiyalarining tasnifi

Reaksiyaga sabab bo'ladigan zarrachalar turiga ko'ra
1. zaryadlangan zarracha reaktsiyalari
2. neytron reaktsiyalari
3. ta'siridagi reaktsiyalar γ - kvant - fotonukleer reaktsiyalar

Yadro reaktsiyalarida saqlanish qonunlari

Har qanday reaktsiya uchun chiqish kanallarining xilma -xilligi haqida o'ylashingiz mumkin. Biroq, ularning aksariyati imkonsiz bo'lib chiqadi. Saqlanish qonunlari amalda mumkin bo'lgan reaktsiyalarni tanlashga yordam beradi:

Oxirgi ikkisi kuchli o'zaro ta'sirlar uchun to'g'ri. Bir qator qonunlar yadroviy reaktsiyalarda namoyon bo'ladi, ular elementar zarralar bilan reaksiyalar uchun muhim, biz ularni boshqa joyda nomlaymiz.

Saqlash qonunlari to'plami mumkin bo'lgan reaktsiya kanallarini tanlash va o'zaro ta'sir qiluvchi zarralar va reaktsiya mahsulotlarining xususiyatlari to'g'risida muhim ma'lumotlarni olish imkonini beradi.

To'g'ridan -to'g'ri yadroviy reaktsiyalar

To'g'ridan -to'g'ri reaktsiyada zarracha bitta (kamdan -kam hollarda ikki - uch) nuklon bilan to'qnashishi mumkin. Bu reaktsiyalar juda tez davom etadi - zarracha yadro orqali uchganda (10 -22 - 10 -21 s). Masalan, (n, p) -reaktsiyalarni ko'rib chiqing. Neytronning impulsi asosan bitta nuklonga o'tkaziladi, u yadroni tark etadi, qolgan nuklonlar bilan energiya almashishga ulgurmaydi. Shuning uchun nuklonlar yadrodan asosan oldinga yo'nalishda chiqarilishi kerak. Chiqarilgan nuklon energiyasi raketa energiyasiga yaqin bo'lishi kerak.

Hodisa sodir bo'ladigan zarrachaning kinetik energiyasi etarlicha katta bo'lishi kerak (kublardan yasalgan devorni tasavvur qiling. Agar siz ulardan biriga keskin zarba bersangiz, qolgan qismiga deyarli ta'sir qilmasdan, uni nokaut qilishingiz mumkin. Sekin urish bilan devor qulab tushadi. )

Kam quvvatlarda reaktsiya paydo bo'lishi mumkin buzilmoq(d, p). Deyteron yadroga yaqinlashganda qutblanadi, neytron yadro tomonidan ushlanadi va proton harakatini davom ettiradi. Bunday jarayon uchun o'zaro ta'sir yadro chetida sodir bo'lishi kerak. Deyteronda proton va neytron zaif bog'langan.

Shunday qilib, to'g'ridan -to'g'ri reaktsiyalarning o'ziga xos xususiyatlari:
1. oqim vaqti ~ 10-21 s;
2. mahsulotlarning burchakli taqsimlanishi tushayotgan zarrachaning harakat yo'nalishi bo'yicha cho'zilgan;
3. yuqori energiyadagi yadro jarayonlarining kesimiga ayniqsa katta hissa qo'shdi.

2 -rasm Ekzotermik reaksiya sxemasi

Yadro reaktsiyasining energiya sxemasi

Yadroviy reaktsiyani energiya diagrammasi shaklida tasvirlaylik (2 -rasm). Shaklning chap qismi birinchi bosqich - birikma yadrosining shakllanishi, o'ngda - bu yadroning parchalanishini bildiradi. T "a- yadro qo'zg'alishiga kirgan zarrachaning kinetik energiyasining bir qismi; ε a bu zarrachaning bog'lanish energiyasi a birikma yadroda, ε b bu zarrachaning bog'lanish energiyasi b bir xil yadroda.

Ko'rinib turibdiki, ziddiyat bor: yadro C Bu diskret energiya darajasiga ega kvant-mexanik tizim va qo'zg'alish energiyasi, (1) dan ko'rinib turibdiki, doimiy miqdor (energiya) T a har qanday bo'lishi mumkin). Bu keyingi bo'limda ko'rib chiqiladi.

Yadro reaksiyasining murakkab yadrodan o'tuvchi kesimi

3 -rasm. Hayajonlangan darajadagi energiya xiralashuvi

Reaksiya jarayonida ikkita mustaqil bosqich bo'lgani uchun, kesma birikma yadrosining hosil bo'lishi uchun kesma hosilasi sifatida ifodalanishi mumkin. davlat va uning parchalanish ehtimoli i-uchinchi kanal f i

Atom yadrosi kvant tizimdir. Spektrning har bir hayajonli darajasining o'rtacha umri cheklangan τ , daraja kengligi Γ ham cheklangan (3 -rasm) va energiya va vaqt uchun noaniqlik munosabatlarining natijasi bo'lgan munosabatlar bilan o'rtacha umr ko'rish bilan bog'liq. Δt ΔE ≥ ћ:

Keling, murakkab yadroning energiya darajalari (darajalarning kengligi) ajratilgan holatni ko'rib chiqaylik Γ ular orasidagi masofa kamroq E). Qachonki qo'zg'alish energiyasi darajalardan birining energiyasiga to'g'ri kelsa E 0 reaktsiya kesimi (a, b) maksimal rezonansli bo'ladi. Kvant mexanikasida birikma yadro hosil bo'lishining kesimi Breit-Vigner formulasi bilan tasvirlanganligi isbotlangan.

(6)

qayerda λ a tushgan zarrachaning de -Broyl to'lqin uzunligi, Γ - darajaning to'liq kengligi; Γ a- elastik sochilishga nisbatan darajaning kengligi (qisman, qisman kenglik).

Keling, darajaning kengligini aniqlaylik. Murakkab yadroning parchalanish ehtimoli f i umriga teskari proportsional τ i bu buzilish haqida. Va hayot vaqti τ i o'z navbatida, (5) ga binoan, kenglikka teskari proportsionaldir Γ i, qisman (qisman) deb ataladi. Natijada, ehtimolliklar f i kengliklarga mutanosib Γ i va ular ifodalanishi mumkin

4-rasm Murakkab yadro hosil bo'lishining kesimi

Jami If i = 1, a ΣΓ i = Γ... Qisman kengliklar ehtimolliklardan ko'ra engish uchun qulayroqdir.

To'liq darajadagi kenglik Γ tushgan zarracha tezligiga zaif bog'liq v a, a Γ a bu tezlikka mutanosib. De Broyl to'lqin uzunligi tezlikka teskari proportsionaldir v a... Shuning uchun, past tezlikdagi rezonansdan yiroq, kesma oshadi 1 / v a(Siz buni o'zingizga tushuntira olasiz, chunki sekin zarracha yadroda ko'proq vaqt sarflaydi va uning tutilish ehtimoli oshadi). Da E ~ E 0 ushlash kesimi keskin oshadi (4 -rasm). Formulada (6) E. tushayotgan zarrachaning kinetik energiyasi va E 0 bu yadro birikmasining energiyasi, bog'lanish energiyasidan o'lchanadi: energiya darajasi = ε a + E 0.

Neytronlar tomonidan boshqariladigan yadroviy reaktsiyalar

Relativ bo'lmagan neytronlar ta'siridagi asosiy reaktsiyalar diagrammada ko'rsatilgan (5 -rasm). U erda va undan keyin biz xat bilan belgilaymiz A ommaviy raqamli yadro A.

Keling, ularni tartibda ko'rib chiqaylik.

Elastik tarqoqlik

Zaryadlangan zarralar bilan yadroviy reaktsiyalarda va yadro bo'linishida neytronlar tez tug'iladi. T n bir nechta MeV tartibida), lekin, odatda, sekin so'riladi. Tormozlanish atom yadrolari bilan bir necha marta elastik to'qnashuvlar natijasida sodir bo'ladi.

Ikkita imkoniyat bor: neytronning yadro maydonidan tutilmasdan burilishi - potentsial tarqalish, va aralash yadrodan neytronning chiqishi rezonansli tarqalish... Shunday qilib, kesma - bu summa σ nazorat = σ ter +. rez.

6 -rasm Uran yadrolari orqali neytronlarning elastik tarqalishining kesimi

Keyin, (1) ga binoan, tarqalish nol burchak momentum bilan sodir bo'ladi ( L = 0, s- tarqalish). Tarqoq neytronlarning massa markazida burchak taqsimoti izotropikdir. Aslida, bu "kichik" energiya unchalik kichik emas: vodorodda ~ 10 MeV, qo'rg'oshinda ~ 0,4 MeV. Bu holda potentsial tarqalish kesimi neytron energiyasiga bog'liq emas va tengdir

Rezonansli tarqalish uchun kesmada

kenglik Γ n tezlikka va de -Broyl to'lqin uzunligiga to'g'ridan to'g'ri proportsionaldir λ unga teskari proportsionaldir. Shuning uchun, energiyaga qarab, bizda faqat rezonans cho'qqisi bor E = E 0... Natijada, elastik neytron tarqalishining kesimining energiyaga bog'liqligi uchun bizda rezonans cho'qqilari bo'lgan poydevor bor (6 -rasm).

Elastik bo'lmagan tarqalish

Tarqalgan yadro hayajonlangan holatda: n + A => (A + 1) * => A * + n... Shubhasiz, reaktsiya bor ostona belgi: tushgan neytronning energiyasi maqsadli yadroni hayajonlangan holatga o'tkazish uchun etarli bo'lishi kerak. Neytronlarning spektrlarini o'rganish va ularga qo'shilish γ - nurlanish, yadroning energiya sathlarining tuzilishi haqida ma'lumot olish.

Qanday qilish mumkinligi haqida bir necha so'z elastik bo'lmagan tarqalish kesimini o'lchash... Neytronlarning kinetik energiyasi taxminan 1 MeV dan katta bo'lsa,

asosiy jarayonlar elastik va elastik bo'lmagan sochilish bo'ladi σ = σ nazorat + σ nazoratsiz... Uzoqqa ruxsat bering L manbadan S detektor joylashtirilgan D(7 -rasm). Keling, manbani radius shar bilan o'rab olaylik R va devor qalinligi d... Agar tarqalish bo'lsa toza elastik, shuni ko'rsatish mumkinki, manba va detektorni birlashtiruvchi chiziq bo'ylab susayish sfera tomonidan boshqa yo'nalishlardan detektor tomon tarqalishi bilan qoplanadi. Agar detektor ko'rsatkichlarining pasayishi kuzatilsa, bu elastik bo'lmagan tarqalish bilan bog'liq

Bu yerda N. maqsaddagi yadrolarning kontsentratsiyasi. Har xil qalinlikdagi bir necha o'lchovlar kesmani topishga imkon beradi σ nazoratsiz.

Radiatsiyani ushlab turish

Radiatsion tutilish - neytronni ushlab olish, hayajonlangan holatda murakkab yadro hosil bo'lishi va keyinchalik erga o'tish - radiatsiya chiqarilishi bilan. n + (A, Z) => (A + 1, Z) * ​​=> (A + 1, Z) +... Murakkab yadroning (2) qo'zg'alish energiyasi va shuning uchun kvantlarning umumiy energiyasi yadrodagi neytronning bog'lanish energiyasidan oshadi, ya'ni. 7-8 MV.

Radiatsion tutilish qanday namoyon bo'ladi?
• qu-kvant emissiyasi;
• shakllangan yadroning radioaktivligida (b-zarrachalari emissiyasi) (A + 1, Z)(ko'pincha yadro (A + 1, Z) beqaror);
• neytron oqimining zaiflashuvida N = N 0 exp (-σ b nd) (σ β - nurlanishning kesishishi; d- maqsad qalinligi).

10-rasm Indiy yadrolari tomonidan nurlanishning kesishishi.

Neytron energiyasi past bo'lganida rezonans effektlar va radiatsion tutilish kesimi juda kuchli bo'ladi

Sekin neytronlar uchun Γ = Γ n + Γ va ~ Γ ≈ const ~ 0.1 eV... Shuning uchun nurlanishning kesishish energiyasining energiyaga bog'liqligi kesma birikma yadrosining hosil bo'lishiga bog'liqligini takrorlaydi. Neytron energiyasi 1,46 eV bo'lgan indiy uchun tortishish kesimining juda katta qiymatiga e'tibor bering (10 -rasm). U yadroning geometrik kesimidan 4 kattalik kattaligiga teng. Indium reaktorlarda changni yutish materiallari sifatida foydalanish uchun kadmiyli birikmalar tarkibiga kiradi.

Ta'kidlanganidek, yadro (A + 1, Z) Neytron tutilishidan kelib chiqadigan bo'lsak, ko'pincha radioaktiv bo'lib, yarimparchalanish davri qisqa. Radioaktiv nurlanish va radioaktiv parchalanish har bir element uchun yaxshi ma'lum. 1936 yildan boshlab neytronlardan kelib chiqqan radioaktivlik elementlarni aniqlash uchun ishlatilgan. Usul nomini oldi "faollashtirish tahlili"... Taxminan 50 mg namunasi etarli. Faollashtirish tahlili 74 tagacha elementni aniqlay oladi va ular ekologik va tibbiy tadqiqotlarda, shuningdek, arxeologiya va sud -tibbiyotda yuqori sifatli materiallar (reaktor va elektronika sanoatida), biologik ob'ektlardagi iz elementlarning tarkibini aniqlash uchun ishlatiladi. Faollashtirish tahlili foydali qazilmalarni qidirishda, texnologik jarayonlar va mahsulot sifatini nazorat qilishda ham muvaffaqiyatli qo'llaniladi.

Yadro bo'linishi - bu og'ir yadro teng bo'lmagan ikkita bo'lakka bo'linadigan (juda kamdan -kam uchtaga) hodisadir. U 1939 yilda nemis radiokimyogarlari Xan va Strassman tomonidan topilgan, ular uranni neytronlar bilan nurlantirish davriy sistemali bariyning o'rtasidan element hosil qilishini isbotlagan. 56 Ba.

Bu xabardan bir necha kun o'tgach, italiyalik fizik E. Fermi (AQShga ko'chib kelgan) bo'linish bo'laklarini kuzatish uchun tajriba o'tkazdi. Uran tuzi impulsli ionlash kamerasi plitalarining ichki tomoniga yotqizilgan (11 -rasm). Zaryadlangan zarracha kameraning hajmiga kirganda, biz chiqishda elektr impulsga ega bo'lamiz, uning amplitudasi zarracha energiyasiga mutanosib. Uran radioaktiv, a-zarrachalar kichik amplitudali ko'p sonli pulslarni beradi. Kamera neytronlar bilan nurlantirilganda, bo'linish bo'laklari tufayli katta amplitudali pulslar aniqlandi. Parchalar katta zaryadga ega va energiyasi ~ 100 MeV. Bundan bir necha kun oldin Otto Frish Uilson xonasidagi qoldiqlarni kuzatgan.

Ajratish
• majburiy bo'linish- tushgan zarracha ta'sirida bo'linish (ko'pincha neytron)

  Odatda, tushgan zarrachaning kinetik energiyasi kichik va reaktsiya murakkab yadro orqali o'tadi: a + A => C * => B 1 + B 2

• o'z -o'zidan bo'linish (o'z -o'zidan)... 1940 yilda sovet fiziklari Flerov va Petrjak tomonidan kashf etilgan. Uran 235 U bo'linishi mumkin, yarimparchalanish davri taxminan 2 * 10 17 yil. Har bir bo'linish uchun 10 8 a-parchalanish mavjud va bu hodisani aniqlash juda qiyin.

Parchalanishning boshlang'ich nazariyasi

Keling, tushirish modeli yordamida bo'linish imkoniyatining asosiy shartlarini bilib olaylik.

Parchalanish energiyasi

Yadroning bo'linishini ko'rib chiqing C ikki bo'lakka C => B 1 + B 2... Agar yadro va bo'laklarning bog'lanish energiyalari nisbati bilan bog'liq bo'lsa, energiya ajralib chiqadi

G osc = G C - G 1 - G 2 Drop modeliga asoslanib, qanday massali sonlarda ekanligini bilib olamiz A C. va seriya raqamlari Z C.(7) shart bajarildi.

(8)

Biz bu iboralarni (7) bilan almashtiramiz, shu bilan birga kichikroq bo'lakni olamiz Z 1 = (2/5) Z C, A 1 = (2/5) A C va og'irroq uchun Z 2 = (3/5) Z C, A 2 = (3/5) A C.

(8) dagi birinchi va to'rtinchi shartlar bekor qilinadi, chunki ular bo'yicha chiziqli A va Z.

(9) ning birinchi ikkita atamasi sirt taranglik energiyasining o'zgarishi VV pov va oxirgi ikkisi - Kulon energiyasining o'zgarishi - Ajoyib... (7) tengsizlik endi shunday ko'rinadi

G osc = - ΔW sp - ΔW salqin = 0,25 ΔW sp - 0,36 ΔW salqin

Agar Z 2 / A> 17 keyin energiya chiqariladi. Munosabat Z 2 / A. chaqiriladi bo'linish parametri.

Vaziyat Z 2 / A> 17 kumushdan boshlab barcha yadrolar uchun bajariladi 47 108 yil... Nima uchun qimmatroq uran reaktorlarda yoqilg'i sifatida ishlatilgani, arzon materiallar emas, nima sababdan aniq bo'ladi.

Bo'linish mexanizmi

Vaziyat Z 2 / A> 17 davriy jadvalning ikkinchi yarmining barcha elementlari uchun bajariladi. Biroq, tajriba shuni ko'rsatadiki, faqat juda og'ir yadrolar bo'linadi. Nima gap? Eslaylik α -buzilish. Ko'pincha bu baquvvat foydalidir, lekin bunday bo'lmaydi, chunki Kulon to'sig'ining oldini oladi. Keling, bo'linish holatida vaziyat qanday bo'lishini ko'rib chiqaylik. Parchalanish ehtimoli boshlang'ich yadro va bo'laklarning sirt va Kulon energiyalari yig'indisining qiymatiga bog'liq. Keling, yadro deformatsiyalanishi bilan bu energiya qanday o'zgarishini ko'rib chiqaylik bo'linish parametri ρ .

Yuzaki kuchlanish energiyasi V pov ko'payadi, keyin bo'laklar sferik shaklga kelganda, o'zgarmas qoladi. Kulon energiyasi V salqin faqat kamayadi, dastlab sekin, keyin esa 1 / ρ... Ularning summasi Z 2 / A> 17 va Z 2 / A 13 -rasmda ko'rsatilgandek o'zini tutadi. Balandligi bor potentsial to'siq mavjud B f bo'linishning oldini olish. Kvant mexanik oqish hodisasi (tunnel effekti) tufayli o'z-o'zidan bo'linish sodir bo'lishi mumkin, lekin buning ehtimoli juda kichik, shuning uchun yuqorida aytib o'tilganidek, yarimparchalanish davri juda katta.

Agar Z 2 / A> 49, keyin to'siq balandligi B f = 0 va bunday yadroning bo'linishi bir zumda sodir bo'ladi (yadroviy tartibda 10 -23 bilan).

Yadroning bo'linishi uchun unga kattaroq energiya berish kerak B f... Bu neytronni qo'lga kiritish orqali mumkin. Bunday holda, (2) formula shunday bo'ladi

(11)

Bu yerda ε n- yadrodagi neytronning tutilish paytida olingan majburiy energiyasi; T n tushgan neytronning kinetik energiyasi.

Keling, neytronlarning o'zaro ta'sirini ko'rib chiqaylik.

Zaryadlangan zarralar ta'siridagi yadro reaktsiyalari

Neytronlardan farqli o'laroq, zaryadlangan zarrachalarning yadro bilan to'qnashuvini ko'rib chiqishda Kulon borligini hisobga olish kerak.

to'siq. Neytronning yadro bilan o'zaro ta'siri radiusli chuqur (30 - 40 MeV) potentsial quduq bilan tavsiflanadi. R i(14a -rasm). Yadroga yaqin keladigan neytron kuchli tortishishni boshdan kechiradi. Zaryadlangan zarrachalarning yadro bilan o'zaro ta'sirida potentsial egri 14b -shaklga ega. Yadroga yaqinlashganda, biz birinchi navbatda Kulonni qaytarish (uzoq masofali kuchlar) ga ega bo'lamiz va R i kuchli yadroviy diqqatga sazovor joy paydo bo'ladi. Kulon to'siqlari balandligi B salqin taxminan teng

Masalan, kislorod yadrosi bilan to'qnashgan protonlar uchun to'siq balandligi 3,5 MeV, uran bilan esa 15 MeV bo'ladi. Uchun α -zarrachalar, to’siqlarning balandligi 2 baravar yuqori. Agar zarrachaning kinetik energiyasi T, tunnel effekti tufayli zarracha yadroga kirishi ehtimoli bor. Ammo to'siqning shaffofligi juda past va elastik sochilish ehtimoli katta. Xuddi shu sababga ko'ra, zaryadlangan zarrachaning yadrodan chiqib ketishi qiyin. Eslaylik α -buzilish.

Zaryadlangan zarralar uchun yadro reaktsiyasining kesimga bog'liqligi pol qiymatiga ega. Ammo rezonans cho'qqilari yomon ifodalangan yoki umuman yo'q, chunki ~ MeV energiyasida yadro sathining zichligi yuqori va ular bir -birining ustiga chiqadi.

Kelajakda katta umidlar turdagi termoyadroviy termoyadroviy reaktsiyalar bilan bog'liq 2 H + 2 H => 3 He + p yoki 2 H + 3 H => 4 U + n, ular juda katta energiya chiqarilishi bilan ajralib turadi. Bunday reaktsiyalar uchun to'siq - Kulon to'sig'i. Moddani zarralar energiyasi bo'ladigan haroratgacha qizdirish kerak kT ularga munosabat bildirsin. Harorat 1.16 10 7 1 kV ga to'g'ri keladi. O'z-o'zidan "plazma" reaktsiyasini olish uchun uchta shart bajarilishi kerak:

plazma kerakli haroratgacha qizdirilishi kerak;

plazma zichligi etarlicha yuqori bo'lishi kerak

harorat va zichlik uzoq vaqt saqlanishi kerak.

Va bu erda doimiy muammolar mavjud: plazmani magnitli tuzoqlarda ushlab turish, kuchli neytron nurlanishiga bardosh beradigan reaktor uchun materiallar yaratish. Termoyadroviy termoyadroviy yordamida elektr energiyasini ishlab chiqarish qanchalik iqtisodiy jihatdan foydali bo'lishi ham aniq emas. Izlanishlar davom etmoqda.

Maksimal energiya yo'qotilishi (minimal E "n) da bo'ladi θ = π : E "min = aE(vodorod uchun E "min = 0).

Kam energiyalarda (qarang (1)), tarqoqlik izotrop, burchaklarning barcha qiymatlari θ ehtimoli tengdir. Tarqalish burchagi orasidan θ va tarqalgan neytron energiyasi E "n munosabatlar aniq emas (12), bitta sochilishdan keyin neytronlarning energiya taqsimoti bir xil bo'ladi (15 -rasm). U formulada ifodalanishi mumkin

(13)

O'rtacha logarifmik energiya yo'qotilishi. Kechiktirish qobiliyati. Kechiktiruvchi omil

Keling, ko'p sonli to'qnashuvlar neytron energiyasiga qanday ta'sir qilishini ko'rib chiqaylik. Bunday holda, energiya shkalasini emas, balki logarifm shkalasini ishlatish qulay ε = lnE: biz buni ko'rdik (qarang (12)) E "/ E. bog'liq emas E., ya'ni o'rtacha, energiya yo'qotish foizi bir xil bo'ladi. Energiya miqyosida energiyaning o'zgarishi shunday ko'rinadi

Bular. aynan Men, lekin emas E. ko'p yoki kamroq belgilangan miqdorda o'zgaradi.

To'qnashuvdan keyin o'rtacha neytron energiyasi

O'rtacha energiya yo'qotilishi

O'rtacha logarifmik energiya yo'qotilishi

ξ bog'liq emas E.... Eksa harakati Men bir xil Siz to'qnashuvlarning o'rtacha sonini hisoblashingiz mumkin n dan sekinlashmoq E boshlash finalga E:

(14)

Quyidagi jadvalda qiymatlar ko'rsatilgan ξ va n neytron moderatorligi 1 MeV energiyadan 0,025 eV termikgacha bo'lgan bir qancha yadrolar uchun.

				ξΣ s, 1 / sm	ξΣ s / Σ a

4 -ustunga qaraganda, vodorod boshqalarga qaraganda yaxshiroq sekinlashgandek tuyulishi mumkin. Lekin biz to'qnashuvlar tezligini ham hisobga olishimiz kerak. Gazli va suyuq vodorod uchun ξ = 1, lekin sekinlashuv paytida olingan yo'l boshqacha bo'lishi aniq. 5 -ustunda logarifmik yo'qotish ko'rsatilgan ξ to'qnashuv tezligi - kechiktirish qobiliyati... Va bu erda eng yaxshi moderator - oddiy suv. Lekin yaxshi moderator neytronlarni yomon qabul qilishi kerak. Oxirgi, 6 -ustunda, o'rtacha logarifmik yo'qotish makroskopik tarqalish va yutilish kesimlarining nisbati bilan ko'paytiriladi. Raqamlarni solishtirib, nima uchun yadro reaktorlarida moderator sifatida og'ir suv yoki grafit ishlatilgani aniq.

O'rtacha sekinlashuv vaqti

Keling, neytronning dastlabki energiyadan to'qnashuvi natijasida sekinlashishi uchun zarur bo'lgan vaqtni hisoblaylik E 0 finalga E ga... Biz energiya o'qini kichik segmentlarga ajratamiz E... Har bir segment uchun to'qnashuvlar E yaqin E.

Erkin yo'l uzunligi s elastik sochilish uchun kesma bilan aniqlanadi s va moderator yadrolarining kontsentratsiyasi N.

, (15)

qayerda S deb nomlangan miqdordir makroskopik bo'lim... Vaqt sekinlashishi uchun zarur E, vaqt oralig'i va to'qnashuvlar soni bo'yicha erkin yo'lning o'tishi mahsuloti sifatida aniqlanadi E

Cheksiz kichik miqdorlarga o'tib, integratsiyalashgan holda, biz sekinlashuv vaqtini olamiz t

Masalan, berilyum uchun E 0= 2 MeV, E ga= 0,025 eV, s= 1,15 sm, ξ = 0.21 biz ~ 3.4 · 10 -5 s olamiz. E'tibor bering, birinchidan, bu qiymat erkin neytronning yarimparchalanish davridan ancha past (~ 600 s), ikkinchidan, u cheklangan energiya yaqinidagi harakat bilan aniqlanadi.

Neytronlarning fazoviy tarqalishi

O'rta boshlang'ich energiyali tez neytronlarning izotrop nuqta manbai bo'lsin E 0... Masofa L o'rinbosari, sekinlashuv paytida neytronlar o'rtacha chiqariladi E ga deyiladi sekinlashuv uzunligi... Neytron bosib o'tgan haqiqiy yo'l ancha katta, chunki harakatning traektori - uzunlik segmentlarining uzilgan chizig'i s... Miqdor L o'rinbosari neytronning boshlang'ich va yakuniy energiyasi, o'rtacha moderator parametrlari bilan belgilanadi:

2 MeV dan termal 0,025 eVgacha bo'lgan sekinlashuvi bo'lgan og'ir suv uchun L o'rinbosari~ 11 sm, grafit uchun ~ 20 sm.

Kechikish uzunligi radiusi bo'lgan hajmda sekinlashuv natijasida Maksvellian energiya taqsimotiga ega bo'lgan termal neytronlar ishlab chiqariladi. Termal neytronlar tarqala boshlaydi (xaotik tarzda harakatlanadi), manba orqali modda orqali har tomonga yoyiladi. Bu jarayon neytronlarning yutilishini hisobga olgan holda diffuziya tenglamasi bilan tasvirlangan

(16)

Bu tenglamada Φ - neytron oqimi (vaqt birligiga birlik maydonini kesib o'tgan neytronlar soni), S va Σ a makroskopik tarqalish (qarang (15)) va yutilish kesimlari mos ravishda D- tarqalish koeffitsienti; S- neytron manbai. Bu tenglamada birinchi atama moddadagi neytronlarning harakatini, ikkinchisi - yutilish va uchinchi tug'ilishni tasvirlaydi.

Diffuziya jarayonini tavsiflovchi vositaning asosiy xarakteristikasi tarqalish uzunligi L farq

Diffuziya uzunligi neytronning absorbsiyadan oldin o'rtacha chiqarilishini tavsiflaydi. Og'ir suv uchun L farq~ 160 sm, grafit uchun ~ 50 sm. Oddiy suv neytronlarni kuchli o'zlashtiradi va L farq faqat 2,7 sm, diffuziya paytida neytron yo'lining qanchalik burilishli va uzunligini diffuziya uzunligini (grafit 50 sm) absorbsiyadan oldingi neytron yo'lining o'rtacha uzunligi bilan solishtirish orqali baholash mumkin. λ a = 1 / Σ a(xuddi shu grafitda 3300 sm).

Amalda ular ko'pincha neytronlarning bir muhitdan ikkinchisiga o'tishi bilan shug'ullanadilar. Masalan, reaktor yadrosi reflektor bilan o'ralgan. Ko'zgu koeffitsienti β - neytronlarning manbasiz muhitdan qaytadigan qismi. Taxminan, b ≈ 1 - 4 D / L farq bu erda parametrlar nosog'lom muhitga tegishli. Masalan, grafit reflektoridan β = 0,935, ya'ni. Neytronlarning 93% qaytadi. Grafit - ajoyib reflektor. Faqat og'ir suvdan yaxshiroq, qaerda β = 0.98!

Bo'linadigan moddani o'z ichiga olgan muhitda zanjirli reaktsiya

Bizda bo'linadigan moddalarni o'z ichiga olgan bir hil muhit bor. Neytronlarning begona manbalari yo'q, ular faqat yadroviy bo'linish natijasida paydo bo'lishi mumkin. Biz barcha jarayonlar bir xil energiyada sodir bo'ladi deb taxmin qilamiz yagona tezlikni yaqinlashtirish). Savol tug'iladi: bu moddadan statsionar zanjirli reaktsiya saqlanadigan to'p yasash mumkinmi?

Bizga kerak:

• makroskopik neytronning yutilish kesimi Σ so'riladi, bo'linmasdan tortish qismidan iborat . Qo'lga olish(radiatsiya tutilishi) va bo'linish kesimlari Σ holatlar: Σ so'riladi = . Qo'lga olish + Σ holatlar;
• neytronlarning o'rtacha soni υ bo'linishning bir harakatida chiqarilgan.

Keyin neytron oqimining tenglamasi Φ harakatsiz holatda shunday ko'rinadi

chegara sharti bilan

,

bu ma'lum masofada d radiusli bo'linadigan to'pdan R ip nolga tushishi kerak.

Agar oqim tenglamasini solishtirsak Φ (16) bilan manba miqdori ekanligini ko'rish mumkin υΣ div Φ- birlik vaqtiga birlik hajmida ishlab chiqarilgan neytronlar soni.

Uch holatni ko'rib chiqing

υΣ div - so'rilganidan kamroq neytron ishlab chiqariladi. Shubhasiz, statsionar reaktsiya mumkin emas.

• υΣ div = Σ singdiruvchi- manba neytronlarning yutilishini qoplaydi. (17) tenglamaning yechimi beradi Φ = konst faqat uchun cheksiz muhit aks holda, muhit chegarasi orqali neytron oqishi natijasida reaktsiya susayadi.

  υΣ div> Σ assimilyatsiya qilish- neytronlarning ortiqcha qismi to'p chegaralaridan chiqib ketishi uchun (yadroviy portlashning oldini olish uchun) bo'linadigan materiya to'pining o'lchamini tanlash mumkin.

Keling, belgi bilan tanishtiraylik ω 2 = (Σ absorb - υΣ div) / D> 0... Tenglama (17) shaklni oladi

(18)

Uning umumiy qaror kabi ko'rinadi

(19)

Koeffitsient B(19) da nolga teng bo'lishi kerak, shunda eritma ajralmaydi r = 0... Yakuniy echimni topish chegara holatini to'g'ri hisobga olgan holda murakkablashadi va uran izotoplarining tabiiy aralashmasi uchun (235 U - 0,7%, 235 U - 99,3%, Σ so'riladi= 0,357 1 / sm, Σ holatlar= 0,193 1 / sm, υ = 2.46) biz yig'indining minimal qiymati sifatida olamiz R 5 qarang, bu vazifa haqiqiy vazifadan qanday farq qiladi? Aslida, neytronlar tez tug'iladi va ularni issiqlik energiyasiga sekinlashtirish kerak. E. Fermi (1942) qurgan birinchi reaktorning o'lchamlari taxminan 350 sm edi.

Zanjirli reaktsiya. Yadro reaktori

Statsionar bo'linish zanjiri reaktsiyasi orqali energiya olinadigan qurilmalar deyiladi atomik reaktorlar (masalan, atom elektr stantsiyasi, atom elektr stantsiyasi), garchi aslida shunday bo'lsa yadroviy reaktorlar. Yadroviy reaktorlarning dizayni juda murakkab, lekin har qanday reaktorning ajralmas elementi bo'linish reaktsiyasi sodir bo'ladigan yadrodir.

Yadroda bo'linadigan material, moderator, boshqaruv (sozlash) tayoqchalari, konstruktiv elementlar mavjud va ularning yo'qotilishini kamaytirish uchun neytronli reflektor bilan o'ralgan. Bularning barchasi neytron oqimidan himoyalanish ichida, γ - radiatsiya.

Yadrodagi neytronning taqdiri

uranni yadro tomonidan ushlanishi, keyinchalik bu yadroning bo'linishi;

uranning yadro tomonidan tutilishi, keyinchalik yadro emissiya bilan asosiy holatga o'tadi γ - kvantlar (radiatsion tutilish);

moderator yadrolari yoki strukturaviy elementlarni qo'lga olish;

yadrodan chiqish;

nazorat majmuasi orqali yutilish.

Neytronlar yadro bo'linishi paytida chiqariladi, so'ngra so'riladi yoki yadrodan chiqib ketadi. Tomonidan belgilaylik k ko'paytirish omili - keyingi avlod neytronlari sonining nisbati n i + 1 oldingi raqamga n i

Agar biz bir avlodning umrini tanishtirsak τ , keyin neytronlar sonining tenglamasi n va uning yechimi shunday bo'ladi

(21)

Agar koeffitsient k 1 dan farq qiladi, keyin neytronlar soni kamayadi ( k) yoki ortadi ( k> 1) eksponent sifatida, ya'ni juda tez.

(Ko'paytirish omilining ta'sirini kuzating k va bir avlodning umri τ neytronlar sonining dinamikasi to'g'risida oddiy tajriba orqali)

Reproduktiv omil k koeffitsientining hosilasi sifatida ifodalanishi mumkin k ∞ cheksiz muhit va ehtimollik uchun emas faol zonani tark eting χ

Miqdor χ yadro tarkibiga, uning o'lchamiga, shakliga, reflektor materialiga bog'liq.

Termal neytronlarda ishlaydigan reaktorni hisobga olsak, koeffitsient k ∞ to'rt omil sifatida ifodalanishi mumkin

qayerda

ε tez neytron ko'payish koeffitsienti (uran va grafitdan yasalgan haqiqiy tizimlar uchun) ε ~ 1.03);

p- sekinlashuv paytida rezonans tortishishning oldini olish ehtimoli. Eslatib o'tamiz, neytronlar tez ishlab chiqariladi va issiqlik energiyasiga sekinlashganda ular yutilish kesimidagi rezonans hududini yengib chiqishi kerak (10 -rasmga qarang);

f uran yadrolari tomonidan so'rilgan neytronlarning ulushi (moderator yoki tizimli elementlar emas). ε p f ≈ 0,8;

η uran yadrosi tomonidan har bir tutilish paytida chiqarilgan neytronlarning o'rtacha soni (tutilish paytida yadroviy bo'linish sodir bo'lishi mumkin yoki γ -talablar). ≈ 1.35(bo'linish hodisasidagi neytronlar soni uchun ~ 2,5 bilan solishtiring).

Berilgan ma'lumotlardan kelib chiqadi k ∞ = 1.08 va χ = 0,93, bu reaktorning o'lchamiga mos keladigan 5-10 m.

Muhim massa- bo'linadigan moddaning minimal massasi, unda o'z-o'zini ushlab turuvchi yadroviy bo'linish reaktsiyasi bo'lishi mumkin. Agar moddaning massasi kritik massadan past bo'lsa, bo'linish reaktsiyasi uchun kerak bo'lgan juda ko'p neytronlar yo'qoladi va zanjirli reaktsiya sodir bo'lmaydi. Massasi kritikidan kattaroq bo'lsa, zanjir reaktsiyasi ko'chki kabi tezlashishi mumkin, bu esa yadroviy portlashga olib keladi.

Tanqidiy massa bo'linadigan namunaning o'lchamiga va shakliga bog'liq, chunki ular namuna yuzasidan neytron oqishini aniqlaydi. Sferik namuna minimal kritik massaga ega, chunki uning yuzasi eng kichik. Parchalanuvchi materialni o'rab turgan neytronlarning reflektorlari va moderatorlari kritik massani sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Kritik massa ham bunga bog'liq kimyoviy tarkibi namuna

Mahalliy yadroviy reaktorlarning "bobosi"-bu fan va texnika yodgorligi maqomini olgan birinchi F-1 fizik reaktori. U 1946 yilda I.V boshchiligida ishga tushirilgan. Kurchatov. Moderator sifatida uran tayoqchalari uchun teshiklari bor panjara shaklidagi tozalangan grafit ishlatilgan. Nazorat termal neytronlarni kuchli o'zlashtiradigan kadmiy o'z ichiga olgan tayoqlar yordamida amalga oshirildi. Qozon yadrosida 400 tonna grafit va 50 tonna uran bor edi. Reaktor quvvati taxminan 100 Vt edi, maxsus issiqlik chiqarish tizimi yo'q edi. Ish paytida issiqlik katta miqdordagi grafitda to'plangan. Keyin grafit devorlari fanatdan havo oqimi bilan sovutilgan. Bu reaktor hali ham to'g'ri ishlamoqda.

Jahon elektr energiyasini ishlab chiqarishda atom energiyasining ulushi turli yillar 10-20%. Eng katta elektr energiyasi (~ 74) Frantsiyadagi atom elektr stantsiyalarida ishlab chiqariladi. Rossiyada ~ 15%.

Atom reaktorini jismoniy ishga tushirish jarayoni qanday ko'rinishini kompyuter modeli ko'rsatadi.

Agar siz ma'ruza materialining qanday o'rganilganligini tekshirmoqchi bo'lsangiz,

Yadrolarning tuzilishi haqidagi g'oyalarni ishlab chiqishda yadro reaktsiyalarini o'rganish muhim rol o'ynadi, bu yadrolarning qo'zg'aluvchan holatlarining spinlari va paritetlari haqida keng ma'lumot berdi va qobiq modelini yaratishga o'z hissasini qo'shdi. Bir -biriga to'qnashadigan yadrolar orasidagi bir nechta nuklonlar almashinuvi bilan reaksiyalarni o'rganish yadro dinamikasini katta burchak momenti bo'lgan holatda o'rganishga imkon berdi. Natijada, yadroning umumlashtirilgan modelini yaratish uchun asoslardan biri bo'lib xizmat qilgan uzun aylanma chiziqlar topildi. Og'ir yadrolar to'qnashganda, tabiatda mavjud bo'lmagan yadrolar hosil bo'ladi. Transuranium elementlarining sintezi asosan og'ir yadrolarning o'zaro ta'siri fizikasiga asoslangan. Og'ir ionlar bilan reaktsiyalarda b-barqarorlik diapazonidan uzoqda bo'lgan yadrolar hosil bo'ladi. B-stabillik diapazonidan uzoqda joylashgan yadrolar barqaror yadrolardan Kulon va yadroviy o'zaro ta'sirlar, protonlar soni va neytronlar soni o'rtasidagi nisbat, proton va neytronlarning bog'lanish energiyasidagi sezilarli farq bilan farq qiladi. o'zi radioaktiv parchalanishning yangi turlarida - proton va neytron radioaktivligida va atom yadrolarining boshqa bir qator o'ziga xos xususiyatlarida.
Yadro reaktsiyalarini tahlil qilganda, yadrolar bilan o'zaro ta'sir qiladigan zarrachalarning to'lqin tabiatini hisobga olish kerak. Zarrachalarning yadrolar bilan o'zaro ta'siri jarayonining to'lqinli xarakteri elastik tarqoqlikda aniq namoyon bo'ladi. Shunday qilib, energiyasi 10 MeV bo'lgan nuklonlar uchun qisqartirilgan de -Broyl to'lqin uzunligi yadro radiusidan kamroq bo'ladi va nuklon tarqalishida diffraktsiya maxima va minimasining xarakterli namunasi paydo bo'ladi. Energiyasi 0,1 MeV bo'lgan nuklonlar uchun to'lqin uzunligi yadro radiusidan katta va diffraktsiya yo'q. Energiyaga ega neytronlar uchun<< 0.1 МэВ сечение реакции ~π 2 гораздо больше, чем характерный размер площади ядра πR.
Yadro reaktsiyalari yadro dinamikasini o'rganishning samarali usuli hisoblanadi. Yadro reaktsiyalari ikkita zarracha o'zaro ta'sirlashganda sodir bo'ladi. Yadro reaktsiyasi paytida zarralar o'rtasida faol energiya va momentum almashinuvi sodir bo'ladi, buning natijasida o'zaro ta'sir hududidan tarqalib, bir yoki bir nechta zarrachalar hosil bo'ladi. Yadro reaktsiyasi natijasida atom yadrosini qayta qurish murakkab jarayoni sodir bo'ladi. Yadro tuzilishi tavsifida bo'lgani kabi, yadroviy reaktsiyalarni tavsiflashda ham masalaning aniq echimini olish deyarli mumkin emas. Va yadroning tuzilishi har xil yadro modellari bilan tasvirlanganidek, yadroviy reaktsiyaning borishi ham har xil reaktsiya mexanizmlari bilan tavsiflanadi. Yadro reaktsiyasi mexanizmi bir qancha omillarga bog'liq - tushayotgan zarrachaning turiga, maqsadli yadro turiga, tushayotgan zarrachaning energiyasiga va boshqa bir qancha omillarga bog'liq. Yadro reaktsiyasining cheklangan holatlaridan biri bu to'g'ridan -to'g'ri yadro reaktsiyasi... Bunday holda, tushayotgan zarracha energiyani yadroning bir yoki ikkita nukloniga o'tkazadi va ular yadroning boshqa nuklonlari bilan o'zaro ta'sir qilmasdan chiqib ketadi. To'g'ridan -to'g'ri yadro reaktsiyasining xarakterli vaqti 10 -23 s. To'g'ridan -to'g'ri yadroviy reaktsiyalar barcha yadrolarda sodir bo'lgan zarrachaning istalgan energiyasida sodir bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri yadroviy reaktsiyalar atom yadrolarining bir zarrali holatini o'rganish uchun ishlatiladi, chunki Reaksiya mahsulotlari nuklon nokaut qilingan sathlarning holati haqida ma'lumotga ega. To'g'ridan-to'g'ri yadroviy reaktsiyalar yordamida yadroning qobiq modeli uchun asos bo'lgan yadrolarning bir zarrali holatlarining energiyasi va ishg'oli haqida batafsil ma'lumot olindi. Yana bir cheklovchi holat - bu o'tayotgan reaktsiyalar birikma yadrosining shakllanishi.

Yadroviy reaktsiyalar mexanizmining tavsifi V. Vayskopf asarlarida berilgan.

V. Vayskopf: "Zarra yadroga kirib, yadro tarkibiy qismlaridan biri bilan to'qnashganda nima bo'ladi? Rasmda bu imkoniyatlarning ba'zilari ko'rsatilgan.
1) Yiqilgan zarracha energiyaning bir qismini yo'qotadi, yadro zarrachasini yuqori holatga ko'taradi. Agar tushgan zarracha yadrodan yana chiqib ketishi uchun etarli energiya bilan qolsa, bu elastik bo'lmagan tarqalishning natijasi bo'ladi. Bu jarayon to'g'ridan -to'g'ri elastik bo'lmagan tarqalish deb ataladi, chunki u yadroning faqat bitta tarkibiy qismiga tarqalishni o'z ichiga oladi.
2) tushayotgan zarracha energiyani kollektiv harakatga o'tkazadi, chunki bu rasmning ikkinchi diagrammasida ramziy ko'rsatilgandek, bu ham bevosita o'zaro ta'sir.
3) Rasmning uchinchi sxemasida uzatilgan energiya nuklonni nishondan chiqarib oladigan darajada katta. Bu jarayon to'g'ridan -to'g'ri yadroviy reaktsiyaga ham yordam beradi. Asosan, u 1) dan farq qilmaydi, u "almashish reaktsiyasi" ga mos keladi.
4) Yiqilgan zarracha shu qadar ko'p energiyani yo'qotadiki, u yadro ichida bog'lanib qoladi, uzatilgan energiyani yadrodan chiqa olmaydigan darajada past nuklon qabul qilishi mumkin. Keyin biz hayajonlangan yadroni olamiz, u nuklon chiqara olmaydi. Bu holat muqarrar ravishda ichki to'qnashuvlar natijasida nuklonlarning yana qo'zg'alishiga olib keladi, bunda har bir zarrachaga to'g'ri keladigan energiya o'rtacha kamayadi, shuning uchun ko'p hollarda nuklon yadrodan chiqa olmaydi. Shunday qilib, juda uzoq umrga ega bo'lgan holatga erishiladi, agar u faqat bitta zarracha yadro ichidagi to'qnashuvda tasodifan yadrodan chiqib ketish uchun etarli energiyaga ega bo'lsa, parchalanishi mumkin. Biz bu holatni murakkab yadroning shakllanishi deb ataymiz. Energiya nurlanish bilan ham yo'qolishi mumkin, shundan so'ng zarrachaning chiqib ketishi energetik jihatdan imkonsiz bo'lib qoladi: tushgan nuklon nurlanish ta'siriga uchraydi.
5) Murakkab yadroning shakllanishi ikki yoki undan ortiq bosqichda amalga oshirilishi mumkin, agar 1) yoki 2) jarayonidan keyin hodisa sodir bo'lgan nuklon o'z yo'lida boshqa nuklonga urilib, uni qo'zg'atsa, yadrodan chiqib ketadi. har qanday nuklon uchun imkonsizdir.

Birinchi marta yadro reaksiyasining murakkab yadro bosqichi orqali o'tishi haqidagi g'oyani N.Bor bildirgan. Yadro kompozit modeliga ko'ra, tushayotgan zarracha, yadroning bir yoki ikkita nuklonlari bilan o'zaro ta'sir o'tkazgandan so'ng, energiyaning katta qismini yadroga o'tkazadi va yadro tomonidan ushlanadi. Murakkab yadroning umri, tushgan zarrachaning yadro orqali uchish vaqtidan ancha uzun. Yadroga tushgan zarracha tomonidan kiritilgan energiya yadro nuklonlari o'rtasida qayta taqsimlanadi, uning katta qismi bitta zarrachaga to'plangunga qadar va keyin u yadrodan uchib chiqadi. Uzoq muddatli hayajonli davlatning shakllanishi deformatsiya natijasida uning bo'linishiga olib kelishi mumkin.

N. Bor: "Neytron tutilishi hodisasi bizni tez neytron va og'ir yadro o'rtasidagi to'qnashuv, birinchi navbatda, ajoyib barqarorlik bilan tavsiflanadigan murakkab tizimning shakllanishiga olib kelishi kerak, deb taxmin qilishga majbur qiladi. Moddiy zarrachaning qochishi yoki kvant nurli energiya chiqarilishi bilan yakuniy holatga o'tishi bilan bu oraliq tizimning mumkin bo'lgan keyingi parchalanishini to'qnashuvning birinchi bosqichiga bevosita aloqador bo'lmagan mustaqil jarayonlar deb hisoblash kerak. Biz bu erda haqiqiy yadroviy reaktsiyalar - tez zarrachalarning oddiy to'qnashuvi va atom tizimlarining to'qnashuvi - hozirgacha atom tuzilishi haqidagi asosiy ma'lumot manbai bo'lgan muhim farq bilan uchrashamiz. Darhaqiqat, bunday to'qnashuvlar yordamida alohida atom zarralarini sanash va ularning xususiyatlarini o'rganish imkoniyati, birinchi navbatda, ko'rib chiqilayotgan tizimlarning "ochiqligi" bilan bog'liq bo'lib, bu alohida tarkibiy zarrachalar o'rtasida energiya almashinuvini deyarli imkonsiz qiladi. ta'sir jarayonida. Ammo, yadroda zarrachalarning bir -biriga yaqin joylashishi tufayli biz odatdagi yadro reaktsiyalarida aynan shu energiya almashinuvi asosiy rol o'ynashi uchun tayyor bo'lishimiz kerak ".

Yadro reaktsiyalarining tasnifi. Yadro reaktsiyalari atom yadrolarining tuzilishini o'rganishning samarali vositasidir. Agar tushayotgan zarrachaning to'lqin uzunligi yadro kattaligidan katta bo'lsa, u holda bunday tajribalarda umuman yadro haqidagi ma'lumotlar olinadi. Agar yadro kattaligi kichikroq bo'lsa, u holda yadro moddasining zichligi, yadro sirtining tuzilishi, yadro nuklonlari o'rtasidagi o'zaro bog'liqlik va nuklonlarning yadro qobiqlari ustidan tarqalishi haqidagi ma'lumotlar olinadi. reaktsiya kesimlari.

• Nisbatan katta massali zaryadlangan zarralar (protonlar, a-zarrachalar va og'ir uglerod ionlari, azot) ta'sirida yadrolarning kulon qo'zg'alishi og'ir yadrolarning past darajadagi aylanish darajasini o'rganish uchun ishlatiladi.
• Og'ir yadrolarda og'ir ionlarning reaktsiyasi, bu to'qnashuvga olib keladigan yadrolarning birlashishiga olib keladi, o'ta og'ir atom yadrolarini ishlab chiqarishning asosiy usuli hisoblanadi.
• Yengil yadrolarning to'qnashuv energiyasi nisbatan past bo'lgan termoyadroviy reaktsiyalari (termoyadroviy reaktsiyalar deb ataladi). Bu reaktsiyalar Kulon to'sig'i orqali kvant mexanik tunnel orqali sodir bo'ladi. Termoyadroviy reaktsiyalar yulduzlar ichida 10 7-10-10 K haroratda sodir bo'ladi va yulduzlar uchun asosiy energiya manbai hisoblanadi.
• Fotonuklear va elektron yadroli reaksiyalar g-kvant yadrolari va energiyasi E> 10 MeV bo'lgan elektronlar bilan to'qnashganda sodir bo'ladi.
• Yadroning chuqur qayta qurilishi bilan kechadigan og'ir yadrolarning bo'linish reaktsiyalari.
• Radioaktiv yadrolarning nurlari bilan reaksiyalar barqarorlik chizig'idan uzoqda joylashgan protonlar va neytronlar sonining g'ayrioddiy nisbati bilan yadrolarni olish va o'rganish imkoniyatini ochib beradi.

Yadro reaktsiyalari, odatda, tushayotgan zarrachaning turi va energiyasiga, maqsadli yadrolarning turiga va tushgan zarrachaning energiyasiga qarab tasniflanadi.

Sekin neytron reaktsiyalari

"1934 yil Bir kuni ertalab Bruno Pontekorvo va Eduardo Amaldi ba'zi metallarni radioaktivlik uchun sinovdan o'tkazdilar. Bu namunalar bir xil o'lchamdagi mayda ichi bo'sh tsilindrlarga o'xshash bo'lib, uning ichiga neytron manbasini qo'yish mumkin edi. Bunday tsilindrni nurlantirish uchun unga neytron manbai solingan, keyin hamma narsa qo'rg'oshin qutisiga joylashtirilgan. Bu muhim tongda Amaldi va Pontecorvo kumush bilan tajribalar o'tkazdilar. Va kutilmaganda Pontecorvo kumush tsilindrda g'alati narsa ro'y berayotganini payqadi: uning faoliyati har doim ham bir xil emas, u qayerga, qo'rg'oshin qutisining o'rtasiga yoki burchagiga qarab o'zgargan. Ajablangan Amaldi va Pontecorvo bu mo''jizani Fermi va Rasettiga xabar berish uchun ketishdi. Frank bu g'alati holatlarni ba'zi statistik xatolar yoki noaniq o'lchovlar bilan bog'lashga moyil edi. Va har bir hodisa tekshirishni talab qiladi, deb hisoblagan Enriko, bu kumush tsilindrni qo'rg'oshin qutisidan tashqarida nurlantirishni va nima bo'lishini ko'rishni taklif qildi. Va keyin ular uchun mutlaqo aql bovar qilmaydigan mo''jizalar sodir bo'ldi. Ma'lum bo'lishicha, silindr yaqinidagi ob'ektlar uning faoliyatiga ta'sir ko'rsatishi mumkin. Agar silindr yog'och stol ustida turganida nurlantirilgan bo'lsa, uning faolligi metall plastinkaga qo'yilganidan yuqori edi. Endi butun guruh bunga qiziqdi va hamma tajribalarda qatnashdi. Ular neytron manbasini silindr tashqarisiga joylashtirdilar va u bilan silindr orasiga turli narsalarni joylashtirdilar. Qo'rg'oshin plitasi faollikni biroz oshirdi. Qo'rg'oshin−modda og'ir. "Xo'sh, endi eng osonini sinab ko'ramiz!−Fermi tomonidan taklif qilingan.−Keling, kerosin deylik. " 22 -oktabr kuni ertalab kerosinli mum bilan tajriba o'tkazildi.
Ular katta parafin parchasini olib, uning ichida teshik ochib, ichiga neytron manbasini joylashtirdilar, kumush tsilindrni nurlantirdilar va uni Geyger hisoblagichiga olib kelishdi. Hisoblagich, xuddi zanjirdan tushgandek, shunchaki chertdi. Butun bino xitoblar bilan gumburladi: “Ajoyib! Tasavvur qilib bo'lmaydi! Qora sehr! " Parafin kumushning sun'iy radioaktivligini yuz baravar oshirdi.
Tushda, bir guruh fiziklar, odatda, ikki soat davom etadigan tushlik tanaffusiga istamay ketishdi ... Enriko yolg'izligidan foydalanib, laboratoriyaga qaytganida, u allaqachon kerosinning g'alati ta'sirini tushuntiradigan nazariyaga ega edi. "