Тройное деление
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( декабрь 2023 г. ) |
Тройное деление - сравнительно редкий (0,2–0,4% случаев) тип ядерного деления , при котором три заряженных продукта образуются и другие незаряженные частицы, такие как множественные нейтроны и гамма-лучи , а не два. Как и в других процессах ядерного деления, при тройном делении образуются .
Тройное деление может происходить при делении, вызванном нейтронами, или при спонтанном делении (тип радиоактивного распада). При спонтанном делении происходит примерно на 25% больше тройного деления по сравнению с той же системой деления, образовавшейся после захвата тепловых нейтронов. [1] иллюстрируя, что эти процессы физически немного отличаются даже после поглощения нейтрона, возможно, из-за дополнительной энергии, присутствующей в системе ядерных реакций деления, индуцированного тепловыми нейтронами.
Также известно четвертичное деление - 1 на 10 миллионов делений (см. ниже).
Продукты
[ редактировать ]Наиболее распространенным процессом ядерного деления является «бинарное деление». Он производит два заряженных асимметричных продукта деления 95-15 и 135-15 у.е. с максимально вероятным заряженным продуктом с атомной массой Однако в этом обычном делении больших ядер двойной процесс происходит только потому, что он наиболее энергетически вероятен.
При количестве от 2 до 4 делений на 1000 в ядерном реакторе альтернативный тройной процесс деления производит три положительно заряженных фрагмента (плюс нейтроны, которые не заряжены и не учитываются в этом расчете). Наименьшие из заряженных продуктов могут иметь заряд и массу от столь маленького, как одиночный протон (Z=1), до такого большого фрагмента, как ядро аргона (Z=18).
Хотя частицы размером с ядра аргона могут образовываться как меньший (третий) заряженный продукт обычного тройного деления, наиболее распространенными небольшими фрагментами тройного деления являются ядра гелия-4, которые составляют около 90% продуктов мелких фрагментов. Такая высокая частота связана со стабильностью (высокой энергией связи) альфа -частицы , которая делает больше энергии доступной для реакции. Вторыми по распространенности частицами, образующимися при тройном делении, являются тритоны (ядра трития ), которые составляют 7% от общего числа мелких фрагментов, а третьими по распространенности являются ядра гелия-6 (которые распадаются примерно за 0,8 секунды до лития-6). 6). Протоны и более крупные ядра составляют небольшую долю (< 2%), составляющую остальную часть мелкозаряженных продуктов. Две более крупные заряженные частицы в результате тройного деления, особенно когда образуются альфа-частицы, по распределению размеров очень похожи на те, которые образуются при бинарном делении.
Энергия продукта
[ редактировать ]Энергия третьего, гораздо меньшего продукта обычно находится в пределах от 10 до 20 МэВ. В соответствии со своим происхождением альфа-частицы, образующиеся в результате тройного деления, обычно имеют среднюю энергию около ~ 16 МэВ (такая большая энергия никогда не наблюдается при альфа-распаде). Поскольку они обычно имеют значительно большую энергию, чем альфа-частицы с энергией ~ 5 МэВ, образующиеся в результате альфа-распада , их соответственно называют « альфа-частицами дальнего действия » (имеется в виду их больший пробег в воздухе или других средах).
Два других более крупных фрагмента уносят в своей кинетической энергии оставшуюся часть кинетической энергии деления (обычно около 170 МэВ при делении тяжелых элементов), которая не проявляется как кинетическая энергия от 10 до 20 МэВ, уносимая третьим меньшим продуктом. . Таким образом, каждый из более крупных фрагментов при тройном делении имеет меньшую энергию, обычно на 5–10 МэВ, чем при бинарном делении.
Важность
[ редактировать ]Хотя процесс тройного деления менее распространен, чем бинарный процесс, он по-прежнему приводит к значительному накоплению гелия-4 и газообразного трития в топливных стержнях современных ядерных реакторов. [2] Впервые это явление было обнаружено в 1957 году в окрестностях Национальной лаборатории реки Саванна . [3]
Истинное тройное деление
[ редактировать ]Очень редкий тип процесса тройного деления иногда называют «истинным тройным делением». Он производит три заряженных фрагмента почти одинакового размера (Z ~ 30), но происходит только примерно в 1 случае из 100 миллионов событий деления. При этом типе деления ядра-продукты делят энергию деления на три почти равные части и имеют кинетическую энергию ~ 60 МэВ. Истинное тройное деление до сих пор наблюдалось только в ядрах, бомбардируемых тяжелыми ионами высокой энергии. [4]
Четвертичное деление
[ редактировать ]Еще один редкий процесс деления, происходящий примерно в 1 из 10 миллионов делений, — это четвертичное деление. Это аналогично тройному делению, за исключением того, что четыре видны заряженных продукта. Обычно две из них являются легкими частицами, при этом наиболее распространенным способом четверного деления, по-видимому, являются две большие частицы и две альфа-частицы (а не одна альфа, наиболее распространенный способ тройного деления). [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ https://web-docs.gsi.de/~wolle/FISSION/ternary/ternary.html Фракционное тройное деление как функция различных Z и A в делящихся изотопах.
- ^ [1] Сравнительное исследование эмиссии тройных частиц в 243-Cm (nth,f) и 244-Cm(SF). С. Вермоте и др. в Динамические аспекты деления ядер: материалы 6-й Международной конференции. Эд. Дж. Климан, М.Г. Иткис, С. Гмука. World Scientific Publishing Co. Pte. ООО Сингапур. (2008)
- ^ Открытие того, что ядерное деление производит тритий Эдвард Л. Альбенезиус, Дж. Генри Хортон, Гарольд М. Келли, Дэниел С. Сент-Джон и Роберт С. Ондрейцин
- ^ «Истинное тройное деление» . Румынские доклады по физике . 55 (4): 781–786. Январь 2003 года.
- ^ Го¨Нненвейн, Ф. (5 апреля 2004 г.). «Тройное и четверное деление» . Ядерная физика А . 734 : 213–216. Бибкод : 2004НуФА.734..213Г . doi : 10.1016/j.nuclphysa.2004.01.037 .
