ការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរគឺជាការបំបែកអាតូមធ្ងន់មួយទៅជាបំណែកពីរដែលមានម៉ាស់ប្រហាក់ប្រហែលគ្នា អមដោយការបញ្ចេញថាមពលយ៉ាងច្រើន។

ការ​រក​ឃើញ​នៃ​ការ​បំបែក​នុយក្លេអ៊ែរ​បាន​ចាប់​ផ្ដើម​យុគសម័យ​ថ្មី​មួយ​គឺ "យុគសម័យ​បរមាណូ"។ សក្ដានុពលនៃការប្រើប្រាស់ដែលអាចធ្វើទៅបាន និងសមាមាត្រនៃហានិភ័យដើម្បីទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ពីការប្រើប្រាស់របស់វាមិនត្រឹមតែបង្កើតសមិទ្ធផលសង្គមវិទ្យា នយោបាយ សេដ្ឋកិច្ច និងវិទ្យាសាស្ត្រប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងមានបញ្ហាធ្ងន់ធ្ងរទៀតផង។ សូម្បីតែតាមទស្សនៈវិទ្យាសាស្ត្រសុទ្ធសាធ ដំណើរការនៃការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ បានបង្កើតនូវល្បែងផ្គុំរូប និងភាពស្មុគស្មាញជាច្រើន ហើយការពន្យល់តាមទ្រឹស្ដីពេញលេញរបស់វាគឺជាបញ្ហានាពេលអនាគត។

ការចែករំលែកមានផលចំណេញ

ថាមពលភ្ជាប់ (ក្នុងមួយស្នូល) ខុសគ្នាសម្រាប់ស្នូលផ្សេងគ្នា។ វត្ថុដែលមានទម្ងន់ធ្ងន់មានថាមពលចងទាបជាងថាមពលដែលស្ថិតនៅកណ្តាលតារាងតាមកាលកំណត់។

នេះមានន័យថាសម្រាប់ស្នូលធ្ងន់ដែលមានចំនួនអាតូមិកលើសពី 100 វាមានអត្ថប្រយោជន៍ក្នុងការបែងចែកទៅជាបំណែកតូចៗពីរ ដោយហេតុនេះបញ្ចេញថាមពល ដែលត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលចលនវត្ថុនៃបំណែក។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថាការបំបែក

យោងទៅតាមខ្សែកោងស្ថេរភាពដែលបង្ហាញពីការពឹងផ្អែកនៃចំនួនប្រូតុងលើចំនួននឺត្រុងសម្រាប់នឺត្រុងហ្វាលដែលមានស្ថេរភាព នឺត្រុងដែលធ្ងន់ជាង ចូលចិត្តនឺត្រុងច្រើនជាង (បើធៀបនឹងចំនួនប្រូតុង) ជាងស្រាលជាង។ នេះបង្ហាញថារួមជាមួយនឹងដំណើរការបំបែក នឺត្រុង "ទំនេរ" មួយចំនួននឹងត្រូវបានបញ្ចេញ។ លើសពីនេះ ពួកគេក៏នឹងទទួលយកថាមពលដែលបានបញ្ចេញមួយចំនួនផងដែរ។ ការសិក្សាអំពីការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរនៃអាតូមអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមបានបង្ហាញថា នឺត្រុង 3-4 ត្រូវបានបញ្ចេញ: 238 U → 145 La + 90 Br + 3n ។

ចំនួនអាតូមិក (និងម៉ាស់អាតូម) នៃបំណែកគឺមិនស្មើនឹងពាក់កណ្តាលនៃម៉ាស់អាតូមរបស់មេ។ ភាពខុសគ្នារវាងម៉ាស់អាតូមដែលបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការបំបែកគឺជាធម្មតាប្រហែល 50។ ពិតហើយ ហេតុផលសម្រាប់រឿងនេះមិនទាន់ច្បាស់នៅឡើយទេ។

ថាមពលភ្ជាប់នៃ 238 U, 145 La និង 90 Br គឺ 1803, 1198 និង 763 MeV រៀងគ្នា។ នេះមានន័យថាជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនេះ ថាមពលប្រសព្វនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមត្រូវបានបញ្ចេញ ស្មើនឹង 1198 + 763-1803 = 158 MeV ។

ការបែងចែកដោយឯកឯង

ដំណើរការនៃការបំបែកដោយឯកឯងត្រូវបានគេស្គាល់នៅក្នុងធម្មជាតិប៉ុន្តែវាកម្រមានណាស់។ អាយុកាលជាមធ្យមនៃដំណើរការនេះគឺប្រហែល 10 17 ឆ្នាំ ហើយជាឧទាហរណ៍ អាយុកាលជាមធ្យមនៃការបំផ្លាញអាល់ហ្វានៃ radionuclide ដូចគ្នាគឺប្រហែល 10 11 ឆ្នាំ។

ហេតុផលសម្រាប់នេះគឺថា ដើម្បីបំបែកជាពីរផ្នែក ស្នូលត្រូវតែត្រូវបានខូចទ្រង់ទ្រាយ (លាតសន្ធឹង) ទៅជារាងអេលីបសូអ៊ីត ហើយបន្ទាប់មកមុននឹងបំបែកជាពីរផ្នែក បង្កើតជា "ក" នៅកណ្តាល។

របាំងសក្តានុពល

នៅក្នុងស្ថានភាពខូចទ្រង់ទ្រាយ កម្លាំងពីរធ្វើសកម្មភាពលើស្នូល។ មួយ​គឺ​ការ​បង្កើន​ថាមពល​ផ្ទៃ (ភាពតានតឹង​ផ្ទៃ​នៃ​ការ​ធ្លាក់​ចុះ​រាវ​ពន្យល់​ពី​រាង​ស្វ៊ែរ​របស់​វា) និង​មួយ​ទៀត​គឺ​ការ​ច្រាន​ចោល​របស់ Coulomb រវាង​បំណែក​ប្រសព្វ។ ពួកគេរួមគ្នាបង្កើតរបាំងសក្តានុពលមួយ។

ដូចនៅក្នុងករណីនៃការពុកផុយអាល់ហ្វា ដើម្បីឱ្យការបំបែកដោយឯកឯងនៃស្នូលអាតូមអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមកើតឡើង បំណែកត្រូវតែយកឈ្នះរបាំងនេះដោយប្រើផ្លូវរូងក្រោមដី quantum ។ របាំងគឺប្រហែល 6 MeV ដូចនៅក្នុងករណីនៃការពុកផុយអាល់ហ្វា ប៉ុន្តែប្រូបាប៊ីលីតេនៃការជីករូងក្រោមដីនៃភាគល្អិតអាល់ហ្វាគឺធំជាងផលិតផលបំបែកអាតូមដែលធ្ងន់ជាង។

ការបំបែកដោយបង្ខំ

ភាគច្រើនទំនងជាការប្រេះស្រាំនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ក្នុងករណីនេះ ស្នូលមេត្រូវបាន irradiated ជាមួយនឺត្រុង។ ប្រសិនបើមេស្រូបយកវាពួកវាចងដោយបញ្ចេញថាមពលចងក្នុងទម្រង់ជាថាមពលរំញ័រដែលអាចលើសពី 6 MeV ដែលត្រូវការដើម្បីយកឈ្នះឧបសគ្គសក្តានុពល។

នៅពេលដែលថាមពលនៃនឺត្រុងបន្ថែមមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីជម្នះឧបសគ្គសក្តានុពលនោះ នឺត្រុងដែលជួបឧបទ្ទវហេតុត្រូវតែមានថាមពល kinetic អប្បបរមា ដើម្បីអាចជំរុញការបំបែកអាតូម។ ក្នុងករណី 238 U ថាមពលភ្ជាប់នៃនឺត្រុងបន្ថែមគឺប្រហែល 1 MeV ខ្លី។ នេះមានន័យថាការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមត្រូវបានបង្កឡើងដោយនឺត្រុងដែលមានថាមពល kinetic ធំជាង 1 MeV ប៉ុណ្ណោះ។ ម៉្យាងវិញទៀត អ៊ីសូតូប 235 U មាននឺត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងមួយ។ នៅពេលដែលស្នូលស្រូបយកមួយបន្ថែមទៀត វាបង្កើតជាគូជាមួយវា ហើយជាលទ្ធផលនៃការផ្គូផ្គងនេះ ថាមពលភ្ជាប់បន្ថែមលេចឡើង។ នេះគឺគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបញ្ចេញបរិមាណថាមពលដែលចាំបាច់សម្រាប់ស្នូលដើម្បីយកឈ្នះឧបសគ្គដែលមានសក្តានុពល ហើយការបំបែកអ៊ីសូតូបកើតឡើងនៅពេលប៉ះទង្គិចជាមួយនឺត្រុងណាមួយ។

ការបំផ្លាញបេតា

ទោះបីជាប្រតិកម្មប្រេះស្រាំបញ្ចេញនឺត្រុងបីឬបួនក៏ដោយ បំណែកនៅតែមាននឺត្រុងច្រើនជាងអ៊ីសូបារដែលមានស្ថេរភាពរបស់វា។ នេះមានន័យថា បំណែកនៃការបំបែកជាទូទៅមិនស្ថិតស្ថេរប្រឆាំងនឹងការបំបែកបេតា។

ជាឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលការបំបែកអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម 238U កើតឡើង អ៊ីសូបាដែលមានស្ថេរភាពជាមួយ A = 145 គឺ neodymium 145Nd ដែលមានន័យថាបំណែក lanthanum 145La រលួយជាបីជំហាន រាល់ពេលដែលបញ្ចេញអេឡិចត្រុង និងអង់ទីណូទីណូ រហូតដល់ការបង្កើតនុយក្លីដស្ថិរភាព។ អ៊ីសូបារដែលមានស្ថេរភាពជាមួយ A = 90 គឺ zirconium 90 Zr; ដូច្នេះ បំណែកបំបែក bromine 90 Br decompose ក្នុង 5 ដំណាក់កាលនៃខ្សែសង្វាក់β-decay ។

ខ្សែសង្វាក់ β-decay ទាំងនេះបញ្ចេញថាមពលបន្ថែម ដែលស្ទើរតែទាំងអស់ត្រូវបានយកដោយអេឡិចត្រុង និងអង់ទីណូទ្រីណូ។

ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ៖ ការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ

ការបំភាយនឺត្រុងដោយផ្ទាល់ពីនុយក្លេតដែលមានពួកវាច្រើនពេក ដើម្បីធានាបាននូវស្ថេរភាពនៃស្នូលគឺមិនទំនងនោះទេ។ ចំណុចនៅទីនេះគឺថាមិនមានការច្រានចោល Coulomb ទេ ហើយដូច្នេះថាមពលផ្ទៃមានទំនោររក្សានឺត្រុងនៅក្នុងចំណងជាមួយមេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយជួនកាលវាកើតឡើង។ ជាឧទាហរណ៍ បំណែកប្រេះស្រាំ 90 Br នៅក្នុងដំណាក់កាលពុកផុយបេតាដំបូងផលិត krypton-90 ដែលអាចស្ថិតក្នុងស្ថានភាពរំភើបជាមួយនឹងថាមពលគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីយកឈ្នះលើថាមពលផ្ទៃ។ ក្នុងករណីនេះការបំភាយនឺត្រុងអាចកើតឡើងដោយផ្ទាល់ជាមួយនឹងការបង្កើត krypton-89 ។ នៅតែមិនស្ថិតស្ថេរចំពោះការពុកផុយរបស់β រហូតដល់វាផ្លាស់ប្តូរទៅជា yttrium-89 ដែលមានស្ថេរភាព ដូច្នេះ krypton-89 រលួយជាបីជំហាន។

ការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម៖ ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់

នឺត្រុងដែលបញ្ចេញក្នុងប្រតិកម្មប្រេះស្រាំអាចត្រូវបានស្រូបដោយស្នូលមេមួយទៀត ដែលបន្ទាប់មកខ្លួនវាឆ្លងកាត់ការបំប្លែងដោយប្រយោល។ ក្នុងករណីនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-238 នឺត្រុងទាំងបីដែលត្រូវបានផលិតចេញមកដោយមានថាមពលតិចជាង 1 MeV (ថាមពលដែលបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម - 158 MeV - ត្រូវបានបំប្លែងជាចម្បងទៅជាថាមពល kinetic នៃបំណែកប្រសព្វ។ ) ដូច្នេះ​ហើយ​ពួកគេ​មិន​អាច​បង្ក​ឱ្យ​មាន​ការ​បំបែក​បន្ថែម​នៃ​នុយក្លេដ​នេះ​បាន​ទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅកំហាប់សំខាន់នៃអ៊ីសូតូបដ៏កម្រ 235 U នឺត្រុងសេរីទាំងនេះអាចចាប់បានដោយ 235 U nuclei ដែលពិតជាអាចបណ្តាលឱ្យមានការប្រេះស្រាំ ចាប់តាំងពីក្នុងករណីនេះមិនមានកម្រិតថាមពលខាងក្រោមដែលការបំប្លែងមិនត្រូវបានបង្កឡើង។

នេះគឺជាគោលការណ៍នៃប្រតិកម្មសង្វាក់។

ប្រភេទនៃប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ

អនុញ្ញាតឱ្យ k ជាចំនួននឺត្រុងដែលផលិតក្នុងគំរូនៃវត្ថុធាតុរលាយក្នុងដំណាក់កាល n នៃខ្សែសង្វាក់នេះ បែងចែកដោយចំនួននឺត្រុងដែលផលិតក្នុងដំណាក់កាល n - 1។ ចំនួននេះនឹងអាស្រ័យលើចំនួននឺត្រុងដែលផលិតក្នុងដំណាក់កាល n - 1 ត្រូវបានស្រូបចូល ដោយស្នូលដែលអាចត្រូវបានបង្ខំឱ្យបែងចែក។

ប្រសិនបើ k< 1, то цепная реакция просто выдохнется и процесс остановится очень быстро. Именно это и происходит в природной в которой концентрация 235 U настолько мала, что вероятность поглощения одного из нейтронов этим изотопом крайне ничтожна.

ប្រសិនបើ k > 1 នោះប្រតិកម្មសង្វាក់នឹងកើនឡើងរហូតដល់វត្ថុធាតុប្រសព្វទាំងអស់ត្រូវបានប្រើប្រាស់។ នេះត្រូវបានសម្រេចដោយការពង្រឹងរ៉ែធម្មជាតិដើម្បីទទួលបានកំហាប់ដ៏ធំគ្រប់គ្រាន់នៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-235។ សម្រាប់គំរូស្វ៊ែរ តម្លៃនៃ k កើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្រូបយកនឺត្រុង ដែលអាស្រ័យលើកាំនៃស្វ៊ែរ។ ដូច្នេះម៉ាស់ U ត្រូវតែលើសពីបរិមាណជាក់លាក់មួយ ដើម្បីឱ្យការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម (ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់) កើតឡើង។

ប្រសិនបើ k = 1 នោះប្រតិកម្មដែលបានគ្រប់គ្រងកើតឡើង។ វា​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ក្នុង​ម៉ាស៊ីន​រ៉េអាក់ទ័រ​នុយក្លេអ៊ែរ។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការចែកចាយកំណាត់ cadmium ឬ boron ក្នុងចំណោម uranium ដែលស្រូបយកនឺត្រុងភាគច្រើន (ធាតុទាំងនេះមានសមត្ថភាពចាប់យកនឺត្រុង)។ ការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយស្វ័យប្រវត្តិដោយផ្លាស់ទីកំណាត់តាមរបៀបដែលតម្លៃនៃ k នៅតែស្មើនឹងមួយ។

ការបែកខ្ញែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដោយការទម្លាក់គ្រាប់បែកជាមួយនឺត្រុងត្រូវបានរកឃើញនៅឆ្នាំ 1939 ដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ Otto Hahn និង Fritz Strasmann ។

Otto Hahn (1879-1968)
រូបវិទូជនជាតិអាឡឺម៉ង់ អ្នកត្រួសត្រាយវិទ្យាសាស្ត្រក្នុងវិស័យវិទ្យុសកម្ម។ បានរកឃើញការបំបែកនៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ដែលជាធាតុវិទ្យុសកម្មមួយចំនួន

Fritz Strassmann (1902-1980)
អ្នករូបវិទ្យា និងគីមីវិទូអាល្លឺម៉ង់។ ការងារទាក់ទងនឹងគីមីសាស្ត្រនុយក្លេអ៊ែរ ការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ។ បានផ្តល់ភស្តុតាងគីមីដល់ដំណើរការបំបែក

ចូរយើងពិចារណាយន្តការនៃបាតុភូតនេះ។ រូបភាពទី 162 ជាធម្មតាបង្ហាញពីស្នូលនៃអាតូមអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ដោយបានស្រូបយកនឺត្រុងបន្ថែម ស្នូលមានការរំភើប និងខូចទ្រង់ទ្រាយ ដោយទទួលបានរូបរាងពន្លូត (រូបភាព 162, ខ)។

អង្ករ។ 162. ដំណើរការនៃការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមក្រោមឥទ្ធិពលនៃនឺត្រុងដែលបានធ្លាក់ចូលទៅក្នុងវា

អ្នកដឹងរួចមកហើយថា កម្លាំងពីរប្រភេទធ្វើសកម្មភាពនៅក្នុងស្នូល៖ កម្លាំងច្រានចោលអេឡិចត្រូស្តាត រវាងប្រូតុង ដែលមានទំនោរបំបែកនុយក្លេអ៊ែ និងកម្លាំងទាក់ទាញនុយក្លេអ៊ែររវាងស្នូលទាំងអស់ ដោយសារស្នូលមិនរលួយ។ ប៉ុន្តែកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរមានរយៈចម្ងាយខ្លី ដូច្នេះហើយ នៅក្នុងស្នូលពន្លូត ពួកវាមិនអាចកាន់ផ្នែកខ្លះនៃស្នូលដែលនៅឆ្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមកបានទៀតទេ។ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃកម្លាំង repulsive electrostatic ស្នូលត្រូវបានរហែកជាពីរផ្នែក (រូបភាព 162, គ) ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយក្នុងទិសដៅផ្សេងគ្នាជាមួយនឹងល្បឿនដ៏អស្ចារ្យ និងបញ្ចេញ 2-3 នឺត្រុង។

វាប្រែថាផ្នែកនៃថាមពលខាងក្នុងនៃស្នូលត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពល kinetic នៃបំណែកហោះហើរ និងភាគល្អិត។ បំណែកត្រូវបានថយចុះយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្នុងបរិស្ថាន ជាលទ្ធផលដែលថាមពល kinetic របស់វាត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលខាងក្នុងរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុក (ឧ. ទៅជាថាមពលនៃអន្តរកម្ម និងចលនាកម្ដៅនៃភាគល្អិតធាតុផ្សំរបស់វា)។

ជាមួយនឹងការបំបែកដំណាលគ្នានៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមមួយចំនួនធំ ថាមពលខាងក្នុងរបស់មជ្ឈដ្ឋានជុំវិញអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ហើយតាមនោះ សីតុណ្ហភាពរបស់វាកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ (ឧ. ឧបករណ៍ផ្ទុកកំដៅឡើង)។

ដូច្នេះ ប្រតិកម្ម​នៃ​ការ​បែកខ្ញែក​នៃ​នុយក្លេអ៊ែរ​អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម​ទៅ​នឹង​ការ​បញ្ចេញ​ថាមពល​ទៅ​ក្នុង​បរិស្ថាន។

ថាមពលដែលមាននៅក្នុងស្នូលនៃអាតូមគឺធំ។ ជាឧទាហរណ៍ ជាមួយនឹងការបំបែកពេញលេញនៃស្នូលទាំងអស់ដែលមាននៅក្នុង 1 ក្រាមនៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម បរិមាណថាមពលដូចគ្នានឹងត្រូវបានបញ្ចេញ ដូចដែលត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលចំហេះនៃប្រេង 2.5 តោន។ ដើម្បីបំប្លែងថាមពលខាងក្នុងនៃនុយក្លេអ៊ែរអាតូមិចទៅជាថាមពលអគ្គិសនី រោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរប្រើអ្វីដែលគេហៅថា ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរ.

ចូរយើងពិចារណាយន្តការនៃប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នៃការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរនៃអ៊ីសូតូបអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ស្នូលនៃអាតូមអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម (រូបភាព 163) ជាលទ្ធផលនៃការចាប់យកនឺត្រុងមួយត្រូវបានបែងចែកជាពីរផ្នែក ខណៈពេលដែលបញ្ចេញនឺត្រុងចំនួនបី។ នឺត្រុងពីរក្នុងចំណោមនឺត្រុងទាំងនេះបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្មប្រសព្វនៃនឺត្រុងពីរបន្ថែមទៀត ដូច្នេះបង្កើតនឺត្រុងចំនួនបួន។ ទាំងនេះ​ជា​លទ្ធផល​បាន​បណ្តាល​ឱ្យ​មាន​ការ​បំបែក​នៃ​នឺត្រុង​ចំនួន​បួន បន្ទាប់​មក​នឺត្រុង​ចំនួន​ប្រាំបួន​ត្រូវ​បាន​បង្កើត​ឡើង ។ល។

ប្រតិកម្មសង្វាក់គឺអាចធ្វើទៅបានដោយសារតែការពិតដែលថាក្នុងអំឡុងពេលនៃការបំបែកនៃស្នូលនីមួយៗ 2-3 នឺត្រុងត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលអាចចូលរួមក្នុងការបំបែកនៃស្នូលផ្សេងទៀត។

រូបភាពទី 163 បង្ហាញពីដ្យាក្រាមនៃប្រតិកម្មសង្វាក់ ដែលចំនួនសរុបនៃនឺត្រុងសេរីនៅក្នុងដុំអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមកើនឡើងដូចជាការធ្លាក់ព្រិលជាមួយនឹងពេលវេលា។ ស្របគ្នានោះ ចំនួននៃការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ និងថាមពលដែលបានបញ្ចេញក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ដូច្នេះប្រតិកម្មបែបនេះគឺផ្ទុះ (វាកើតឡើងនៅក្នុងគ្រាប់បែកបរមាណូ) ។

អង្ករ។ 163. ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នៃការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម

ជម្រើសមួយទៀតគឺអាចធ្វើទៅបានដែលក្នុងនោះចំនួននឺត្រុងសេរីថយចុះតាមពេលវេលា។ ក្នុងករណីនេះប្រតិកម្មសង្វាក់ឈប់។ ដូច្នេះ ប្រតិកម្ម​បែប​នេះ​ក៏​មិន​អាច​ប្រើ​ដើម្បី​បង្កើត​អគ្គិសនី​ដែរ។

សម្រាប់គោលបំណងសន្តិវិធី វាអាចប្រើថាមពលបានតែពីប្រតិកម្មសង្វាក់ ដែលចំនួននឺត្រុងមិនផ្លាស់ប្តូរតាមពេលវេលា។

តើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីធានាថាចំនួននឺត្រុងនៅតែថេរគ្រប់ពេលវេលា? ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ អ្នកត្រូវដឹងថាតើកត្តាអ្វីខ្លះដែលជះឥទ្ធិពលដល់ការកើនឡើង និងការថយចុះនៃចំនួននឺត្រុងសេរីសរុបនៅក្នុងដុំអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ដែលប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់កើតឡើង។

កត្តា​មួយ​នោះ​គឺ​ម៉ាស់​អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ការពិតគឺថា មិនមែនរាល់នឺត្រុងដែលបញ្ចេញកំឡុងពេលបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ បណ្តាលឱ្យមានការបែកខ្ញែកនៃស្នូលផ្សេងទៀតទេ (សូមមើលរូប 163)។ ប្រសិនបើម៉ាស់ (ហើយតាមទំហំ) នៃដុំអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមតូចពេក នោះនឺត្រុងជាច្រើននឹងហោះចេញពីវា ដោយមិនមានពេលវេលាដើម្បីជួបនឹងនុយក្លេអ៊ែរ នាំឱ្យមានការប្រេះស្រាំរបស់វា ហើយបង្កើតបានជាជំនាន់ថ្មីនៃ នឺត្រុងដែលចាំបាច់ដើម្បីបន្តប្រតិកម្ម។ ក្នុងករណីនេះប្រតិកម្មសង្វាក់នឹងឈប់។ ដើម្បីឱ្យប្រតិកម្មបន្ត វាចាំបាច់ក្នុងការបង្កើនម៉ាស់អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដល់តម្លៃជាក់លាក់មួយ ហៅថា រិះគន់.

ហេតុអ្វីបានជាប្រតិកម្មសង្វាក់អាចកើតមានជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃម៉ាស់? ម៉ាស់ដុំកាន់តែធំ វិមាត្ររបស់វាកាន់តែធំ ហើយផ្លូវដែលនឺត្រុងធ្វើដំណើរក្នុងវាកាន់តែវែង។ ក្នុងករណីនេះប្រូបាប៊ីលីតេនៃនឺត្រុងជួបជាមួយនឺត្រុងកើនឡើង។ ដូច្នោះហើយ ចំនួននៃការប្រេះស្រាំនុយក្លេអ៊ែ និងចំនួននឺត្រុងដែលបញ្ចេញកើនឡើង។

នៅឯម៉ាស់ដ៏សំខាន់នៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ចំនួននឺត្រុងដែលផលិតកំឡុងពេលបំបែកនុយក្លេអ៊ែរនឹងស្មើនឹងចំនួននឺត្រុងដែលបាត់បង់ (ពោលគឺចាប់យកដោយនឺត្រុងដោយមិនមានការបំបែក និងគេចចេញពីបំណែក)។

ដូច្នេះចំនួនសរុបរបស់ពួកគេនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ។ ក្នុងករណីនេះប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់អាចបន្តបានយូរដោយមិនឈប់និងដោយមិនទទួលបានតួអក្សរផ្ទុះ។

• ម៉ាស់អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមតូចបំផុតដែលប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់អាចធ្វើទៅបានត្រូវបានគេហៅថាម៉ាស់សំខាន់។

ប្រសិនបើម៉ាស់អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមលើសពីការរិះគន់ នោះជាលទ្ធផលនៃការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃចំនួននឺត្រុងសេរី ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នាំទៅដល់ការផ្ទុះ ហើយប្រសិនបើវាតិចជាងការរិះគន់ នោះប្រតិកម្មមិនដំណើរការដោយសារ កង្វះនឺត្រុងសេរី។

វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកាត់បន្ថយការបាត់បង់នឺត្រុង (ដែលហោះចេញពីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដោយគ្មានប្រតិកម្មជាមួយនុយក្លេអ៊ែ) មិនត្រឹមតែដោយការបង្កើនម៉ាស់អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងដោយប្រើសែលឆ្លុះបញ្ចាំងពិសេសផងដែរ។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះដុំអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមត្រូវបានដាក់ក្នុងសំបកដែលធ្វើពីសារធាតុដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីនឺត្រុងបានយ៉ាងល្អ (ឧទាហរណ៍បេរីលយ៉ូម) ។ ដោយឆ្លុះបញ្ចាំងពីសំបកនេះ នឺត្រុងវិលត្រលប់ទៅអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមវិញ ហើយអាចចូលរួមក្នុងការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ។

មានកត្តាជាច្រើនទៀតដែលលទ្ធភាពនៃប្រតិកម្មសង្វាក់អាស្រ័យ។ ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើដុំអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមមានសារធាតុមិនបរិសុទ្ធច្រើនពេកនៃធាតុគីមីផ្សេងទៀត នោះពួកវាស្រូបយកនឺត្រុងភាគច្រើន ហើយប្រតិកម្មនឹងឈប់។

វត្តមាន​របស់​អ្វី​ដែល​ហៅថា​អ្នក​សម្របសម្រួល​នឺត្រុង​ក្នុង​អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម​ក៏​ប៉ះពាល់​ដល់​ដំណើរ​នៃ​ប្រតិកម្ម​ដែរ។ ការពិតគឺថាស្នូលនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-235 ទំនងជានឹងបំបែកនៅក្រោមសកម្មភាពនៃនឺត្រុងយឺត។ ការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរបង្កើតនឺត្រុងលឿន។ ប្រសិនបើនឺត្រុងលឿនត្រូវបានបន្ថយល្បឿន នោះភាគច្រើននៃពួកវានឹងត្រូវបានចាប់យកដោយនុយក្លេអ៊ែរ uranium-235 ជាមួយនឹងការបំបែកជាបន្តបន្ទាប់នៃស្នូលទាំងនេះ។ សារធាតុដូចជា graphite ទឹក ទឹកធ្ងន់ (ដែលរួមមាន deuterium អ៊ីសូតូបនៃអ៊ីដ្រូសែនដែលមានចំនួនម៉ាស់ 2) និងមួយចំនួនទៀតត្រូវបានគេប្រើជាអ្នកសម្របសម្រួល។ សារធាតុទាំងនេះគ្រាន់តែបន្ថយនឺត្រុង ស្ទើរតែមិនស្រូបយកពួកវា។

ដូច្នេះលទ្ធភាពនៃប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ត្រូវបានកំណត់ដោយម៉ាស់អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម បរិមាណមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងវា វត្តមានរបស់សែល និងអ្នកសម្របសម្រួល និងកត្តាមួយចំនួនទៀត។

ម៉ាស់សំខាន់នៃដុំរាងស្វ៊ែរនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥ គឺប្រហែល ៥០ គីឡូក្រាម។ លើសពីនេះទៅទៀត កាំរបស់វាមានត្រឹមតែ 9 សង់ទីម៉ែត្រប៉ុណ្ណោះ ព្រោះអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ណាស់។

ដោយប្រើឧបករណ៍សម្របសម្រួល និងសែលឆ្លុះបញ្ចាំង និងកាត់បន្ថយបរិមាណមិនបរិសុទ្ធ វាអាចកាត់បន្ថយម៉ាស់សំខាន់នៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដល់ 0,8 គីឡូក្រាម។

សំណួរ

1. ហេតុអ្វីបានជាការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរអាចចាប់ផ្តើមបានតែនៅពេលដែលវាត្រូវបានខូចទ្រង់ទ្រាយនៅក្រោមសកម្មភាពរបស់នឺត្រុងដែលស្រូបចូល?
2. តើ​អ្វី​ទៅ​ជា​លទ្ធផល​នៃ​ការ​បំផ្ទុះ​នុយក្លេអ៊ែរ?
3. នៅក្នុងអ្វីដែលថាមពលធ្វើឱ្យផ្នែកមួយនៃថាមពលខាងក្នុងនៃស្នូលឆ្លងកាត់ក្នុងអំឡុងពេលការបំបែករបស់វា; ថាមពល kinetic នៃបំណែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម កំឡុងពេលថយចុះនៅក្នុងបរិស្ថាន?
4. តើប្រតិកម្មប្រសព្វនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច - ជាមួយនឹងការបញ្ចេញថាមពលទៅក្នុងបរិស្ថាន ឬផ្ទុយទៅវិញជាមួយនឹងការស្រូបយកថាមពល?
5. ពិពណ៌នាអំពីយន្តការនៃប្រតិកម្មសង្វាក់ដោយប្រើរូបភាព 163 ។
6. តើអ្វីជាម៉ាស់សំខាន់នៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម?
7. តើវាអាចទៅរួចទេដែលប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់កើតឡើង ប្រសិនបើម៉ាស់អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមតិចជាងកម្រិតសំខាន់។ កាន់តែរិះគន់? ហេតុអ្វី?

ថាមពល E ដែលត្រូវបានបញ្ចេញកំឡុងពេលការបំបែកកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើង Z 2 / A ។ តម្លៃ Z 2 / A = 17 សម្រាប់ 89 Y (yttrium) ។ ទាំងនោះ។ fission គឺអំណោយផលខ្លាំងសម្រាប់ស្នូលទាំងអស់ដែលធ្ងន់ជាង yttrium ។ ហេតុអ្វីបានជាស្នូលភាគច្រើនធន់នឹងការបំបែកដោយឯកឯង? ដើម្បីឆ្លើយសំណួរនេះចាំបាច់ត្រូវពិចារណាយន្តការនៃការបែងចែក។

កំឡុងពេលប្រេះស្រាំ រូបរាងរបស់ស្នូលប្រែប្រួល។ ស្នូលបន្តបន្ទាប់គ្នាឆ្លងកាត់ដំណាក់កាលដូចខាងក្រោម (រូបភាព 7.1)៖ បាល់មួយ រាងពងក្រពើ ដុំដែក បំណែករាងដូចផ្លែ pear បំណែករាងស្វ៊ែរពីរ។ តើថាមពលសក្តានុពលនៃស្នូលផ្លាស់ប្តូរនៅដំណាក់កាលផ្សេងគ្នានៃការបំបែកដោយរបៀបណា?
ស្នូលដំបូងជាមួយនឹងការពង្រីក rយកទម្រង់នៃបដិវត្តន៍រាងអេលីបដែលពន្លូតកាន់តែខ្លាំង។ ក្នុងករណីនេះដោយសារតែការវិវត្តនៃរូបរាងរបស់ស្នូលការផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលរបស់វាត្រូវបានកំណត់ដោយការផ្លាស់ប្តូរនៃផលបូកនៃផ្ទៃនិងថាមពល Coulomb E p + E k ក្នុងករណីនេះថាមពលផ្ទៃកើនឡើង។ ចាប់តាំងពីផ្ទៃនៃស្នូលកើនឡើង។ ថាមពល Coulomb ថយចុះនៅពេលដែលចម្ងាយជាមធ្យមរវាងប្រូតុងកើនឡើង។ ប្រសិនបើជាមួយនឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយបន្តិចកំណត់លក្ខណៈដោយប៉ារ៉ាម៉ែត្រតូចមួយ ស្នូលដំបូងបង្កើតជារាងពងក្រពើស៊ីមេទ្រីអ័ក្ស ថាមពលផ្ទៃ E"p និងថាមពល Coulomb E"k ជាមុខងារនៃការផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្រការខូចទ្រង់ទ្រាយដូចខាងក្រោម:

នៅក្នុងសមាមាត្រ (7.4-7.5) អ៊ី n និង អ៊ី k គឺជាផ្ទៃ និងថាមពល Coulomb នៃស្នូលស៊ីមេទ្រីស្វ៊ែរដំបូង។
នៅក្នុងតំបន់នៃស្នូលធ្ងន់ 2E n > Ek និងផលបូកនៃផ្ទៃ និងថាមពល Coulomb កើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើង។ វាធ្វើតាមពី (7.4) និង (7.5) ដែលនៅការខូចទ្រង់ទ្រាយតូច ការកើនឡើងនៃថាមពលលើផ្ទៃការពារការផ្លាស់ប្តូរបន្ថែមទៀតនៅក្នុងរូបរាងរបស់ស្នូល ហើយជាលទ្ធផល ការបំបែក។
ទំនាក់ទំនង (7.5) មានសុពលភាពសម្រាប់ប្រភេទតូចៗ។ ប្រសិនបើការខូចទ្រង់ទ្រាយខ្លាំងដែលស្នូលបង្កើតជា dumbbell នោះផ្ទៃ និងកម្លាំង Coulomb មានទំនោរបំបែកស្នូល ហើយផ្តល់ឱ្យបំណែកទៅជារាងស្វ៊ែរ។ ដូច្នេះជាមួយនឹងការកើនឡើងបន្តិចម្តង ៗ នៃការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃស្នូលថាមពលសក្តានុពលរបស់វាឆ្លងកាត់អតិបរមា។ គ្រោងនៃផ្ទៃ និងថាមពល Coulomb នៃស្នូលដែលជាមុខងាររបស់ r ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភព។ ៧.២.

វត្តមាននៃរបាំងដែលមានសក្តានុពលរារាំងការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរដោយឯកឯងភ្លាមៗ។ ដើម្បីឱ្យស្នូលបំបែក វាចាំបាច់ត្រូវផ្តល់ថាមពល Q ដែលលើសពីកម្ពស់របាំង Fission H ហើយថាមពល E ដែលត្រូវបានបញ្ចេញកំឡុងពេលបំបែកគឺ 132 MeV ។ ដូច្នេះក្នុងអំឡុងពេលនៃការបំបែកនៃស្នូលមាស វាចាំបាច់ក្នុងការយកឈ្នះលើរបាំងសក្តានុពលដែលមានកម្ពស់ប្រហែល 40 MeV ។
កម្ពស់នៃរបាំង Fission H គឺធំជាង សមាមាត្រនៃ Coulomb និងថាមពលផ្ទៃ E ទៅ/E p កាន់តែតូចជាងនៅក្នុងស្នូលដំបូង។ សមាមាត្រនេះកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រការបែងចែក Z 2 / A (7.3) ។ ស្នូលកាន់តែធ្ងន់ កម្ពស់នៃរបាំងប្រសព្វ H កាន់តែទាប ចាប់តាំងពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រសព្វ ក្រោមការសន្មត់ថា Z គឺសមាមាត្រទៅនឹង A កើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនម៉ាស៖

E k / E p \u003d (a 3 Z 2) / (a ​​2 A) ~ ក។

(7.6)

ដូច្នេះ នុយក្លេអ៊ែដែលធ្ងន់ជាងនេះ ជាធម្មតាត្រូវផ្គត់ផ្គង់ថាមពលតិច ដើម្បីបង្កឱ្យមានការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ។
កម្ពស់នៃរបាំងចំហាយរលាយបាត់នៅ 2E p – Ec = 0 (7.5) ។ ក្នុងករណី​នេះ

2E ទំ / E k \u003d 2 (a 2 A) / (a ​​3 Z 2),

Z 2 /A \u003d 2a 2 / (a ​​3 Z 2) ≈ 49 ។

ដូច្នេះយោងទៅតាមគំរូធ្លាក់ចុះ ស្នូលដែលមាន Z 2 / A> 49 មិនអាចមាននៅក្នុងធម្មជាតិទេព្រោះវាគួរតែបំបែកដោយឯកឯងជាពីរបំណែកស្ទើរតែភ្លាមៗនៅក្នុងពេលវេលានុយក្លេអ៊ែរលក្ខណៈនៃលំដាប់នៃ 10-22 s ។ ការពឹងផ្អែកនៃរូបរាងនិងកម្ពស់នៃរបាំងសក្តានុពល H ក៏ដូចជាថាមពលប្រសព្វនៃតម្លៃនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រ Z 2 / A ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ៧.៣.

អង្ករ។ ៧.៣. ការពឹងផ្អែករ៉ាឌីកាល់នៃរូបរាងនិងកម្ពស់នៃរបាំងសក្តានុពលនិងថាមពលប្រសព្វ E នៅតម្លៃផ្សេងៗនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រ Z 2 / A ។ តម្លៃនៃ E p + E k ត្រូវបានកំណត់នៅលើអ័ក្សបញ្ឈរ។

ការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរដោយឯកឯងជាមួយ Z 2 / A< 49, для которых высота барьера H не равна нулю, с точки зрения классической физики невозможно. Однако в квантовой механике такое деление возможно за счет туннельного эффекта – прохождения осколков деления через потенциальный барьер. Оно носит название спонтанного деления. Вероятность спонтанного деления растет с увеличением параметра деления Z 2 /A, т. е. с уменьшением высоты барьера деления. В целом период спонтанного деления уменьшается при переходе от менее тяжелых ядер к более тяжелым от T 1/2 >10 21 ឆ្នាំសម្រាប់ 232 Th ទៅ 0.3 s សម្រាប់ 260 Rf ។
ការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរដោយបង្ខំជាមួយ Z 2 / A< 49 может быть вызвано их возбуждением фотонами, нейтронами, протонами, дейтронами, a частицами и другими частицами, если вносимая в ядро энергия достаточна для преодоления барьера деления.
តម្លៃអប្បបរមានៃថាមពលរំភើបនៃស្នូលសមាសធាតុ E* ដែលបង្កើតឡើងកំឡុងពេលចាប់យកនឺត្រុងគឺស្មើនឹងថាមពលភ្ជាប់នៃនឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលនេះε n ។ តារាង 7.1 ប្រៀបធៀបកម្ពស់របាំង H និងថាមពលភ្ជាប់នឺត្រុង ε n សម្រាប់អ៊ីសូតូប Th, U, Pu ដែលបង្កើតឡើងបន្ទាប់ពីការចាប់យកនឺត្រុង។ ថាមពលភ្ជាប់នៃនឺត្រុងគឺអាស្រ័យលើចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងនឺត្រុង។ ដោយសារថាមពលផ្គូផ្គង ថាមពលភ្ជាប់នៃនឺត្រុងតែមួយគឺធំជាងថាមពលភ្ជាប់នៃនឺត្រុងសេស។

តារាង 7.1

Fission barrier height H, ថាមពលភ្ជាប់នឺត្រុង ε n

អ៊ីសូតូប	Fission barrier កម្ពស់ H, MeV	អ៊ីសូតូប	ថាមពលភ្ជាប់នឺត្រុង ε n
២៣២ ទី	5.9	២៣៣ ទី	4.79
233 យូ	5.5	234 យូ	6.84
235 យូ	5.75	236 យូ	6.55
238 យូ	5.85	239 យូ	4.80
239 ពូ	5.5	240 ពូ	6.53

លក្ខណៈពិសេសនៃការបំបែកគឺថាបំណែក, ជាក្បួន, មានម៉ាស់ផ្សេងគ្នា។ នៅក្នុងករណីនៃការប្រេះស្រាំដែលទំនងបំផុតនៃ 235 U សមាមាត្រម៉ាស់បំណែកគឺជាមធ្យម ~ 1.5 ។ ការចែកចាយដ៏ធំនៃបំណែកបំប្លែង 235 U ដោយនឺត្រុងកម្ដៅត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូប។ ៧.៤. សម្រាប់ការប្រេះស្រាំដែលទំនងបំផុត បំណែកធ្ងន់មានម៉ាស់ 139 មួយស្រាល - 95 ។ ក្នុងចំណោមផលិតផលប្រសព្វមានបំណែកដែលមាន A = 72 - 161 និង Z = 30 - 65 ។ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការបំបែកជាពីរបំណែកនៃ ម៉ាស់ស្មើគ្នាមិនស្មើនឹងសូន្យទេ។ នៅក្នុងការបំបែកនៃ 235 U ដោយនឺត្រុងកម្ដៅ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការប្រេះស្រាំស៊ីមេទ្រីគឺប្រហែលបីលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រទាបជាងនៅក្នុងករណីនៃការប្រេះស្រាំដែលទំនងបំផុតទៅជាបំណែកជាមួយ A = 139 និង 95 ។
Asymmetric fission ត្រូវបានពន្យល់ដោយរចនាសម្ព័ន្ធសែលនៃស្នូល។ ស្នូលមានទំនោរបំបែកតាមរបៀបដែលផ្នែកសំខាន់នៃស្នូលនៃបំណែកនីមួយៗបង្កើតបានជាស្នូលវេទមន្តដែលមានស្ថេរភាពបំផុត។
សមាមាត្រនៃចំនួននឺត្រុងទៅនឹងចំនួនប្រូតុងក្នុង 235 U ស្នូល N/Z = 1.55 ខណៈពេលដែលសម្រាប់អ៊ីសូតូបមានស្ថេរភាពជាមួយនឹងចំនួនម៉ាស់ជិតនឹងចំនួនម៉ាសនៃបំណែក សមាមាត្រនេះគឺ 1.25 − 1.45 ។ ជាលទ្ធផល បំណែកប្រេះស្រាំប្រែទៅជាផ្ទុកលើសទម្ងន់ជាមួយនឹងនឺត្រុង ហើយត្រូវតែជា
β - វិទ្យុសកម្ម។ ដូច្នេះ បំណែកប្រេះស្រាំជួបប្រទះ β - រលួយជាបន្តបន្ទាប់ ហើយបន្ទុកនៃបំណែកបឋមអាចផ្លាស់ប្តូរបាន 4 - 6 ឯកតា។ ខាងក្រោមនេះគឺជាខ្សែសង្វាក់លក្ខណៈនៃការបំបែកវិទ្យុសកម្មនៃ 97 Kr - បំណែកមួយក្នុងចំណោមបំណែកដែលបានបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលការបំបែកនៃ 235 U:

ការរំភើបនៃបំណែកដែលបណ្តាលមកពីការរំលោភលើសមាមាត្រនៃចំនួនប្រូតុង និងនឺត្រុង ដែលជាលក្ខណៈនៃស្នូលមានស្ថេរភាព ក៏ត្រូវបានដកចេញផងដែរដោយសារតែការបំភាយនៃនឺត្រុងហ្វាយភ្លាមៗ។ នឺត្រុង​ទាំង​នេះ​ត្រូវ​បាន​បញ្ចេញ​ដោយ​ការ​ផ្លាស់ទី​បំណែក​ក្នុង​រយៈ​ពេល​តិច​ជាង ~ 10 -14 s ។ ជាមធ្យម 2-3 នឺត្រុងភ្លាមៗត្រូវបានបញ្ចេញនៅក្នុងព្រឹត្តិការណ៍ប្រសព្វនីមួយៗ។ វិសាលគមថាមពលរបស់ពួកគេគឺបន្តជាមួយនឹងអតិបរមាប្រហែល 1 MeV ។ ថាមពលជាមធ្យមនៃនឺត្រុងភ្លាមៗគឺនៅជិត 2 MeV ។ ការបំភាយនឺត្រុងហ្វាយច្រើនជាងមួយនៅក្នុងព្រឹត្តិការណ៍ប្រសព្វនីមួយៗធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានថាមពលតាមរយៈប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរ។
នៅក្នុងការប្រសព្វដែលទំនងបំផុតនៃ 235 U ដោយនឺត្រុងកម្ដៅ បំណែកពន្លឺ (A = 95) ទទួលបានថាមពល kinetic នៃ ≈ 100 MeV ហើយមួយធ្ងន់ (A = 139) ទទួលបានប្រហែល 67 MeV ។ ដូច្នេះថាមពល kinetic សរុបនៃបំណែកគឺ ≈ 167 MeV ។ ថាមពលប្រសព្វសរុបក្នុងករណីនេះគឺ 200 MeV ។ ដូច្នេះថាមពលដែលនៅសល់ (33 MeV) ត្រូវបានចែកចាយក្នុងចំណោមផលិតផលបំបែកផ្សេងទៀត (នឺត្រុង អេឡិចត្រុង និង antineutrinos នៃ β - ការពុកផុយនៃបំណែក γ - វិទ្យុសកម្មនៃបំណែក និងផលិតផលពុកផុយរបស់វា) ។ ការចែកចាយថាមពលប្រេះស្រាំរវាងផលិតផលផ្សេងៗគ្នាកំឡុងពេលការបំបែកនៃ 235 U ដោយនឺត្រុងកម្ដៅត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាង 7.2 ។

តារាង 7.2

ការ​ចែកចាយ​ថាមពល Fission 235 U នឺត្រុងកម្ដៅ

ផលិតផលបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ (NFs) គឺជាល្បាយស្មុគស្មាញនៃអ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្មជាង 200 នៃធាតុ 36 (ពីស័ង្កសីទៅហ្គាដូលីញ៉ូម) ។ សកម្មភាពភាគច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ radionuclides ដែលមានអាយុកាលខ្លី។ ដូច្នេះបន្ទាប់ពី 7, 49 និង 343 ថ្ងៃបន្ទាប់ពីការផ្ទុះ សកម្មភាពរបស់ PNDs ថយចុះ 10, 100 និង 1000 ដងរៀងគ្នា បើធៀបនឹងសកម្មភាពមួយម៉ោងបន្ទាប់ពីការផ្ទុះ។ ទិន្នផលនៃ radionuclides ដ៏សំខាន់បំផុតជីវសាស្រ្តត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាង 7.3 ។ បន្ថែមពីលើ PND ការចម្លងរោគវិទ្យុសកម្មគឺបណ្តាលមកពី radionuclides នៃសកម្មភាពបំផុសគំនិត (3 H, 14 C, 28 Al, 24 Na, 56 Mn, 59 Fe, 60 Co ។ តួនាទីនៃសកម្មភាពបំផុសគំនិតក្នុងការផ្ទុះទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែគឺអស្ចារ្យជាពិសេស។

តារាង 7.3

ការចេញផ្សាយផលិតផលបំផ្ទុះមួយចំនួននៅក្នុងការផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរ

វិទ្យុសកម្មនុយក្លេអ៊ែរ	ពាក់​ក​ណ្តា​ល​ជីវិត	ទិន្នផលក្នុងមួយផ្នែក, %	សកម្មភាពក្នុង 1 Mt, 10 15 Bq
៨៩ ស	50.5 ថ្ងៃ។	2.56	590
90 ស	អាយុ 29.12 ឆ្នាំ។	3.5	3.9
95 Zr	65 ថ្ងៃ។	5.07	920
103 រូ	41 ថ្ងៃ។	5.2	1500
106 រូ	៣៦៥ ថ្ងៃ។	2.44	78
១៣១ I	8.05 ថ្ងៃ។	2.9	4200
១៣៦ ស៊ី	13.2 ថ្ងៃ។	0.036	32
១៣៧ ស៊ី	30 ឆ្នាំ។	5.57	5.9
១៤០ បា	12.8 ថ្ងៃ។	5.18	4700
១៤១ ស៊ី	32.5 ថ្ងៃ។	4.58	1600
១៤៤ ស៊ី	288 ថ្ងៃ។	4.69	190
3H	អាយុ 12.3 ឆ្នាំ។	0.01	២.៦ ១០ -២

ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងបរិយាកាសផ្នែកសំខាន់នៃទឹកភ្លៀង (រហូតដល់ 50% នៅក្នុងការផ្ទុះនៅលើដី) ធ្លាក់នៅជិតតំបន់សាកល្បង។ ផ្នែកនៃសារធាតុវិទ្យុសកម្មត្រូវបានរក្សាទុកនៅផ្នែកខាងក្រោមនៃបរិយាកាស ហើយនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃខ្យល់ ផ្លាស់ទីក្នុងចម្ងាយឆ្ងាយ នៅសល់ប្រហែលនៅរយៈទទឹងដូចគ្នា។ ដោយនៅលើអាកាសប្រហែលមួយខែ សារធាតុវិទ្យុសកម្មក្នុងអំឡុងពេលចលនានេះធ្លាក់ចុះមកផែនដីបន្តិចម្តងៗ។ ភាគច្រើននៃ radionuclides ត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុង stratosphere (ដល់កម្ពស់ 10÷15 គីឡូម៉ែត្រ) ដែលពួកវាត្រូវបានបែកខ្ញែកជាសាកល ហើយភាគច្រើនត្រូវបានបំផ្លាញ។
ធាតុផ្សេងៗនៃការរចនាម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរមានសកម្មភាពខ្ពស់អស់ជាច្រើនទសវត្សរ៍ (តារាង 7.4)

តារាង 7.4

តម្លៃសកម្មភាពជាក់លាក់ (Bq/t អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម) នៃផលិតផលចំរុះសំខាន់ៗនៅក្នុងធាតុឥន្ធនៈត្រូវបានដកចេញពីរ៉េអាក់ទ័របន្ទាប់ពីប្រតិបត្តិការបីឆ្នាំ

វិទ្យុសកម្មនុយក្លេអ៊ែរ	0	1 ថ្ងៃ។	120 ថ្ងៃ។	1 ឆ្នាំ		10 ឆ្នាំ។
85 kr	5. 78· 10 14	5. 78· 10 14	5. 66· 10 14	5. 42· 10 14	4. 7· 10 14	3. 03· 10 14
៨៩ ស	4. 04· 10 16	3. 98· 10 16	5. 78· 10 15	2. 7· 10 14	1. 2· 10 10
90 ស	3. 51· 10 15	3. 51· 10 15	3. 48· 10 15	3. 43· 10 15	3. 26· 10 15	2. 75· 10 15
95 Zr	7. 29· 10 16	7. 21· 10 16	1. 99· 10 16	1. 4· 10 15	5. 14· 10 11
95Nb	7. 23· 10 16	7. 23· 10 16	3. 57· 10 16	3. 03· 10 15	1. 14· 10 12
103 រូ	7. 08· 10 16	6. 95· 10 16	8. 55· 10 15	1. 14· 10 14	2. 97· 10 8
106 រូ	2. 37· 10 16	2. 37· 10 16	1. 89· 10 16	1. 19· 10 16	3. 02· 10 15	2. 46· 10 13
១៣១ I	4. 49· 10 16	4. 19· 10 16	1. 5· 10 12	1. 01· 10 3
១៣៤ ស៊ី	7. 50· 10 15	7. 50· 10 15	6. 71· 10 15	5. 36· 10 15	2. 73· 10 15	2. 6· 10 14
១៣៧ ស៊ី	4. 69· 10 15	4. 69· 10 15	4. 65· 10 15	4. 58· 10 15	4. 38· 10 15	3. 73· 10 15
១៤០ បា	7. 93· 10 16	7. 51· 10 16	1. 19· 10 14	2. 03· 10 8
១៤០ លា	8. 19· 10 16	8. 05· 10 16	1. 37· 10 14	2. 34· 10 8
១៤១ គ.ស	7. 36· 10 16	7. 25· 10 16	5. 73· 10 15	3. 08· 10 13	5. 33· 10 6
១៤៤ គ.ស	5. 44· 10 16	5. 44· 10 16	4. 06· 10 16	2. 24· 10 16	3. 77· 10 15	7. 43· 10 12
១៤៣ រសៀល	6. 77· 10 16	6. 70· 10 16	1. 65· 10 14	6. 11· 10 8
១៤៧ យប់	7. ០៥ ១០ ១៥	7. 05· 10 15	6. 78· 10 15	5. 68· 10 15	3. 35· 10 14

ការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមត្រូវបានរកឃើញនៅឆ្នាំ 1938 ដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ O. Hahn និង F. Strassmann ។ ពួកគេបានគ្រប់គ្រងដើម្បីបង្កើតថានៅពេលដែលទម្លាក់នុយក្លេអ៊ែរអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមជាមួយនឺត្រុងធាតុនៃផ្នែកកណ្តាលនៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់ត្រូវបានបង្កើតឡើង: បារីយ៉ូម, គ្រីបតុន។ . ពួកគេបានពន្យល់ពីរូបរាងនៃធាតុទាំងនេះដោយការពុកផុយនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដែលចាប់យកនឺត្រុងទៅជាពីរផ្នែកប្រហាក់ប្រហែលគ្នា។ បាតុភូត​នេះ​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា nuclear fission ហើយ​នុយក្លេអ៊ែរ​ជា​លទ្ធផល​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅថា fission fragments។

សូម​មើល​ផង​ដែរ

1. Vasiliev, A. Fission of uranium: ពី Klaproth ទៅ Gan, Kvant ។ - 2001. - លេខ 4. - S. 20-21.30 ។

ទម្លាក់គំរូនៃស្នូល

ប្រតិកម្មប្រេះស្រាំនេះអាចពន្យល់បានដោយផ្អែកលើគំរូធ្លាក់ចុះនៃស្នូល។ នៅក្នុងគំរូនេះ ស្នូលត្រូវបានចាត់ទុកថាជាការធ្លាក់ចុះនៃអង្គធាតុរាវដែលមិនអាចបង្ហាប់បានដោយអគ្គិសនី។ បន្ថែមពីលើកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរដែលធ្វើសកម្មភាពរវាងស្នូលទាំងអស់នៃស្នូល ប្រូតុងជួបប្រទះនឹងការបំប្លែងអេឡិចត្រូស្ទិចបន្ថែម ដោយសារពួកវាស្ថិតនៅលើបរិមាត្រនៃស្នូល។ នៅក្នុងស្ថានភាពដែលមិនអាចរំភើបបាន កម្លាំង repulsion electrostatic ត្រូវបានផ្តល់សំណង ដូច្នេះស្នូលមានរាងស្វ៊ែរ (រូបភាព 1a) ។

បន្ទាប់ពីការចាប់យកដោយស្នូល \(~^(235)_(92)U\) នៃនឺត្រុង ស្នូលមធ្យមមួយ \(~(^(236)_(92)U)^*\) ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលជា នៅក្នុងស្ថានភាពរំភើបមួយ។ ក្នុងករណីនេះ ថាមពលនឺត្រុងត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នាក្នុងចំណោមស្នូលទាំងអស់ ហើយស្នូលកណ្តាលខ្លួនវាត្រូវបានខូចទ្រង់ទ្រាយ ហើយចាប់ផ្តើមយោល។ ប្រសិនបើការរំជើបរំជួលតូច នោះស្នូល (រូបភាពទី 1, ខ) រំដោះខ្លួនចេញពីថាមពលលើសដោយការបញ្ចេញ γ -quantum ឬ នឺត្រុង ត្រឡប់​ទៅ​ស្ថាន​ភាព​ថេរ។ ប្រសិនបើថាមពលរំភើបគឺខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ នោះការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃស្នូលកំឡុងពេលរំញ័រអាចមានទំហំធំដែលការកកិតមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងវា (រូបភាពទី 1 គ) ស្រដៀងទៅនឹងការបង្រួមរវាងផ្នែកពីរនៃដំណក់ទឹកដែលពុះ។ កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរដែលធ្វើសកម្មភាពក្នុងចង្កេះតូចចង្អៀតមិនអាចទប់ទល់នឹងកម្លាំង Coulomb ដ៏សំខាន់នៃការច្រានចោលផ្នែកខ្លះនៃស្នូលនោះទេ។ ការកន្ត្រាក់បានបំបែក ហើយស្នូលបំបែកទៅជា "បំណែក" ពីរ (រូបភាពទី 1 ឃ) ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយក្នុងទិសដៅផ្ទុយគ្នា។

uran.swfពន្លឺ៖ Uranium Fission Enlarge Flash Pic។ ២.

បច្ចុប្បន្ននេះ អ៊ីសូតូបប្រហែល 100 ផ្សេងគ្នាដែលមានចំនួនម៉ាស់ពី 90 ទៅ 145 ត្រូវបានគេស្គាល់ដែលកើតឡើងពីការបំបែកនៃស្នូលនេះ។ ប្រតិកម្មប្រសព្វធម្មតាពីរនៃស្នូលនេះមានទម្រង់៖

\(~^(235)_(92)U + \^1_0n \ ^(\nearrow)_(\searrow) \\begin(ម៉ាទ្រីស) ^(144)_(56)Ba + \^(89)_( ៣៦)Kr + \ 3^1_0n \\ ^(140)_(54)Xe + \ ^(94)_(38)Sr + \ 2^1_0n \end(ម៉ាទ្រីស)\) ។

ចំណាំថាជាលទ្ធផលនៃការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរដែលផ្តួចផ្តើមដោយនឺត្រុង នឺត្រុងថ្មីត្រូវបានផលិតដែលអាចបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្មប្រេះស្រាំនៅក្នុងស្នូលផ្សេងទៀត។ ផលិតផលបំប្លែងនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥ ក៏អាចជាអ៊ីសូតូបផ្សេងទៀតនៃបារីយ៉ូម ហ្សេនញ៉ូម ស្ត្រូនញ៉ូម រូប៊ីឌីញ៉ូម ជាដើម។

កំឡុងពេលបំបែកនុយក្លេអ៊ែរនៃអាតូមធ្ងន់ (\(~^(235)_(92)U\)) ថាមពលដ៏ធំមួយត្រូវបានបញ្ចេញ - ប្រហែល 200 MeV កំឡុងពេលបំបែកនៃស្នូលនីមួយៗ។ ប្រហែល 80% នៃថាមពលនេះត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងទម្រង់ជាថាមពល kinetic បំណែក។ 20% ដែលនៅសល់ត្រូវបានគណនាដោយថាមពលនៃវិទ្យុសកម្មវិទ្យុសកម្មនៃបំណែកនិងថាមពល kinetic នៃនឺត្រុងភ្លាមៗ។

ថាមពលដែលបានបញ្ចេញកំឡុងពេលបំបែកនុយក្លេអ៊ែរអាចត្រូវបានប៉ាន់ប្រមាណដោយប្រើថាមពលភ្ជាប់ជាក់លាក់នៃស្នូលនៅក្នុងស្នូល។ ថាមពល​ភ្ជាប់​ជាក់លាក់​នៃ​នុយក្លេ​អុង​ក្នុង​នុយ​ក្លេ​អ៊ែរ​ជាមួយ​នឹង​ចំនួន​ម៉ាស់ ក≈ 240 នៃលំដាប់នៃ 7.6 MeV/nucleon ខណៈពេលដែលនៅក្នុង nuclei ដែលមានចំនួនម៉ាស់ ក= 90 – 145 ថាមពលជាក់លាក់គឺប្រហែលស្មើនឹង 8.5 MeV/nucleon។ ដូច្នេះ ការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមបញ្ចេញថាមពលនៃលំដាប់នៃ 0.9 MeV/nucleon ឬប្រហែល 210 MeV ក្នុងមួយអាតូមអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ជាមួយនឹងការបំបែកពេញលេញនៃស្នូលទាំងអស់ដែលមានក្នុង 1 ក្រាមនៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ថាមពលដូចគ្នាត្រូវបានបញ្ចេញដូចក្នុងអំឡុងពេលនៃការដុតធ្យូងថ្ម 3 តោន ឬ 2,5 តោននៃប្រេង។

សូម​មើល​ផង​ដែរ

1. Varlamov A.A. ទម្លាក់គំរូនៃស្នូល // Kvant ។ - 1986. - លេខ 5. - S. 23-24

ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់

ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់- ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរដែលភាគល្អិតដែលបង្កឱ្យមានប្រតិកម្មត្រូវបានបង្កើតឡើងជាផលិតផលនៃប្រតិកម្មនេះ។

នៅក្នុងការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥ ដែលបណ្តាលមកពីការប៉ះទង្គិចជាមួយនឺត្រុង នឺត្រុង ២ ឬ ៣ ត្រូវបានបញ្ចេញ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌអំណោយផល នឺត្រុងទាំងនេះអាចវាយលុកស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមផ្សេងទៀត ហើយបណ្តាលឱ្យវាបែក។ នៅដំណាក់កាលនេះ នឺត្រុងពី 4 ទៅ 9 នឹងលេចឡើងរួចហើយ ដែលមានសមត្ថភាពបណ្តាលឱ្យមានការបំផ្លាញថ្មីនៃនុយក្លេអ៊ែរ អ៊ុយរ៉ានីញ៉ូម ជាដើម។ គ្រោងការណ៍សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នៃការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ៣.

ប្រតិកម្ម.swfពន្លឺ៖ ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ ពង្រីករូបភាព Flash ។ បួន។

អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមកើតឡើងនៅក្នុងធម្មជាតិក្នុងទម្រង់ជាអ៊ីសូតូបពីរ \[~^(238)_(92)U\] (99.3%) និង \(~^(235)_(92)U\) (0.7%) ។ នៅពេលទម្លាក់គ្រាប់បែកដោយនឺត្រុង ស្នូលនៃអ៊ីសូតូបទាំងពីរអាចបំបែកជាពីរបំណែក។ ក្នុងករណីនេះ ប្រតិកម្ម fission \(~^(235)_(92)U\) ដំណើរការខ្លាំងបំផុតលើនឺត្រុងយឺត (កំដៅ) ខណៈពេលដែលស្នូល \(~^(238)_(92)U\) ចូលទៅក្នុង ការបំបែកប្រតិកម្មតែជាមួយនឺត្រុងលឿនដែលមានថាមពលនៃលំដាប់ 1 MeV ។ បើមិនដូច្នេះទេ ថាមពលរំភើបនៃស្នូលដែលបានបង្កើតឡើង \(~^(239)_(92)U\) គឺមិនគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការបំបែក ហើយបន្ទាប់មកជំនួសឱ្យការបំបែក ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរកើតឡើង៖

\(~^(238)_(92)U + \^1_0n \to \ ^(239)_(92)U \to \^(239)_(93)Np + \^0_(-1)e\ )

អ៊ីសូតូបអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម \(~^(238)_(92)U\) β - វិទ្យុសកម្ម ពាក់កណ្តាលជីវិត ២៣ នាទី។ អ៊ីសូតូបណិបតូនីញ៉ូម \(~^(239)_(93)Np\) ក៏ជាវិទ្យុសកម្មផងដែរ ជាមួយនឹងពាក់កណ្តាលជីវិតប្រហែល 2 ថ្ងៃ។

\(~^(239)_(93)Np \to \ ^(239)_(94)Pu + \^0_(-1)e\) ។

អ៊ីសូតូបប្លាតូនីញ៉ូម \(~^(239)_(94)Np\) មានភាពស្ថិតស្ថេរ ដោយមានអាយុកាលពាក់កណ្តាលនៃ 24,000 ឆ្នាំ។ ទ្រព្យសម្បត្តិដ៏សំខាន់បំផុតនៃប្លាតូនីញ៉ូមគឺថា វាគឺជាការរលាយនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃនឺត្រុងក្នុងវិធីដូចគ្នានឹង \(~^(235)_(92)U\) ។ ដូច្នេះ ដោយមានជំនួយពី \(~^(239)_(94)Np\) ប្រតិកម្មសង្វាក់អាចត្រូវបានអនុវត្ត។

គ្រោងការណ៍ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ដែលបានពិភាក្សាខាងលើគឺជាករណីដ៏ល្អមួយ។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌជាក់ស្តែង មិនមែននឺត្រុងទាំងអស់ដែលផលិតកំឡុងពេលការបំបែកចូលរួមក្នុងការបំបែកនៃស្នូលផ្សេងទៀតនោះទេ។ ពួកវាខ្លះត្រូវបានចាប់យកដោយស្នូលមិនរលាយនៃអាតូមបរទេស ហើយខ្លះទៀតហោះចេញពីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម (ការលេចធ្លាយនឺត្រុង)។

ដូច្នេះ ប្រតិកម្ម​សង្វាក់​នៃ​ការ​បែកខ្ញែក​នៃ​នុយក្លេអ៊ែរ​ធ្ងន់​មិន​តែង​តែ​កើត​មាន​ឡើយ ហើយ​ក៏​មិនមែន​ចំពោះ​ម៉ាស់​អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម​ដែរ។

កត្តាគុណនឺត្រុង

ការវិវឌ្ឍន៍នៃប្រតិកម្មសង្វាក់ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយកត្តាគុណនៃនឺត្រុង ទៅដែលត្រូវបានវាស់ដោយសមាមាត្រនៃចំនួន ន i នឺត្រុងដែលបណ្តាលឱ្យមានការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរនៃរូបធាតុនៅដំណាក់កាលមួយនៃប្រតិកម្មទៅនឹងចំនួន ននឺត្រុង i-1 ដែលបណ្តាលឱ្យមានការប្រេះស្រាំនៅដំណាក់កាលមុននៃប្រតិកម្ម៖

\(~K = \dfrac(N_i)(N_(i - 1))\) ។

កត្តាគុណគឺអាស្រ័យលើកត្តាមួយចំនួន ជាពិសេសលើលក្ខណៈ និងបរិមាណនៃវត្ថុធាតុប្រេះស្រាំ និងលើរូបរាងធរណីមាត្រនៃបរិមាណដែលវាកាន់កាប់។ បរិមាណដូចគ្នានៃសារធាតុដែលបានផ្តល់ឱ្យមានតម្លៃខុសគ្នា ទៅ. ទៅអតិបរមា ប្រសិនបើសារធាតុមានរាងស្វ៊ែរ ចាប់តាំងពីក្នុងករណីនេះ ការបាត់បង់នឺត្រុងភ្លាមៗតាមរយៈផ្ទៃនឹងមានទំហំតូចបំផុត។

ម៉ាស់នៃសារធាតុ fissile ដែលប្រតិកម្មសង្វាក់ដំណើរការជាមួយកត្តាគុណ ទៅ= 1 ត្រូវបានគេហៅថាម៉ាស់សំខាន់។ នៅក្នុងបំណែកតូចៗនៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម នឺត្រុងភាគច្រើន ដោយមិនប៉ះនុយក្លេអ៊ែរណាមួយ ហោះចេញមកក្រៅ។

តម្លៃនៃម៉ាស់សំខាន់ត្រូវបានកំណត់ដោយធរណីមាត្រនៃប្រព័ន្ធរូបវន្តរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វានិងបរិយាកាសខាងក្រៅ។ ដូច្នេះសម្រាប់បាល់នៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមសុទ្ធ \(~^(235)_(92)U\) ម៉ាស់សំខាន់គឺ 47 គីឡូក្រាម (បាល់ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 17 សង់ទីម៉ែត្រ) ។ ម៉ាស់ដ៏សំខាន់នៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយច្រើនដង ប្រសិនបើអ្វីដែលគេហៅថា ឧបករណ៍សម្របសម្រួលនឺត្រុង។ ការពិតគឺថានឺត្រុងដែលផលិតក្នុងកំឡុងការបំបែកនៃនុយក្លេអ៊ែរអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមមានល្បឿនខ្ពស់ពេក ហើយប្រូបាប៊ីលីតេនៃការចាប់យកនឺត្រុងយឺតដោយនឺត្រុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥ គឺធំជាងរាប់រយដងនៃនឺត្រុងលឿន។ អ្នកសម្របសម្រួលដ៏ល្អបំផុតនៃនឺត្រុងគឺទឹកធ្ងន់ D 2 O. នៅពេលដែលមានអន្តរកម្មជាមួយនឺត្រុង ទឹកធម្មតាប្រែទៅជាទឹកធ្ងន់។

អ្នកសម្របសម្រួលដ៏ល្អមួយក៏ជាក្រាហ្វិចផងដែរ ដែលស្នូលមិនស្រូបយកនឺត្រុង។ នៅពេលអន្តរកម្មយឺតជាមួយ deuterium ឬស្នូលកាបូន នឺត្រុងត្រូវបានថយចុះទៅជាល្បឿនកម្ដៅ។

ការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍សម្របសម្រួលនឺត្រុង និងសំបកបេរីលីញ៉ូមពិសេសដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីនឺត្រុងធ្វើឱ្យវាអាចកាត់បន្ថយម៉ាស់ដ៏សំខាន់ដល់ 250 ក្រាម។

ជាមួយនឹងកត្តាគុណ ទៅ= 1 ចំនួននុយក្លេអូស៊ីលត្រូវបានរក្សានៅកម្រិតថេរ។ របៀបនេះត្រូវបានផ្តល់ជូននៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ។

ប្រសិនបើម៉ាសនៃឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរតិចជាងម៉ាស់សំខាន់នោះ កត្តាគុណ ទៅ < 1; каждое новое поколение вызывает все меньшее и меньшее число делений, и реакция без внешнего источника нейтронов быстро затухает.

ប្រសិនបើម៉ាសនៃឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរធំជាងកត្តាសំខាន់ នោះកត្តាគុណ ទៅ> 1 និងនឺត្រុងជំនាន់ថ្មីនីមួយៗ បណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងចំនួននៃការបំបែក។ ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់លូតលាស់ដូចជាការធ្លាក់ព្រិល និងមានចរិតលក្ខណៈនៃការផ្ទុះ អមដោយការបញ្ចេញថាមពលដ៏ធំ និងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញរហូតដល់រាប់លានដឺក្រេ។ ប្រតិកម្មសង្វាក់នៃប្រភេទនេះកើតឡើងនៅពេលដែលគ្រាប់បែកបរមាណូផ្ទុះ។

គ្រាប់បែក​នុយ​ក្លេ​អ៊ែ

នៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតា គ្រាប់បែកនុយក្លេអ៊ែរមិនផ្ទុះទេ ដោយសារបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងវាត្រូវបានបែងចែកទៅជាផ្នែកតូចៗជាច្រើនដោយភាគថាសដែលស្រូបយកផលិតផលពុករលួយនៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម - នឺត្រុង។ ប្រតិកម្មសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរមិនអាចស្ថិតស្ថេរក្រោមលក្ខខណ្ឌបែបនេះទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើបំណែកនៃបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយគ្នា នោះម៉ាស់សរុបរបស់វានឹងគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នៃការបែងចែកអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដើម្បីចាប់ផ្តើមអភិវឌ្ឍ។ លទ្ធផលគឺការផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ថាមពលផ្ទុះដែលបង្កើតឡើងដោយគ្រាប់បែកនុយក្លេអ៊ែរដ៏តូចគឺស្មើនឹងថាមពលដែលបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលផ្ទុះ TNT រាប់លាន និងរាប់ពាន់លានតោន។

អង្ករ។ 5. គ្រាប់បែកបរមាណូ