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    核裂變產(chǎn)物

    2016/12/7 15:05:17

    重核在裂變時(shí)生成的核,在釋放瞬發(fā)中子前,稱為裂變碎片,釋放瞬發(fā)中子后的核稱為裂變產(chǎn)物,裂變產(chǎn)物又可分為未經(jīng)β衰變的初級(jí)裂變產(chǎn)物和經(jīng)過一次以上β衰變的次級(jí)裂變產(chǎn)物。β衰變不影響核的質(zhì)量數(shù),因此在討論裂變產(chǎn)物的質(zhì)量時(shí)不必區(qū)分這兩種情況。

    實(shí)驗(yàn)上可以用下述方法來確定裂變碎片的質(zhì)量分布;即同時(shí)測(cè)兩個(gè)碎片的動(dòng)能(或速度),再按能量守恒定律、動(dòng)量守恒定律加上發(fā)射中子的校正,計(jì)算碎片的質(zhì)量。為了確定釋放中子后的裂變產(chǎn)物的質(zhì)量分布,即產(chǎn)額曲線,常通過用放射化學(xué)方法進(jìn)行元素分離,測(cè)量它的標(biāo)識(shí)放射性射線能量及半衰期(見放射性)來確定。

    鈾-235中子裂變產(chǎn)物的質(zhì)量分布如圖4。在圖上可以看到存在著兩個(gè)峰,這是因?yàn)榱炎兒髱茁首畲蟮馁|(zhì)量分
    核裂變
    核裂變配不是均分(稱為對(duì)稱裂變),而是一個(gè)較重一個(gè)較輕(稱為不對(duì)稱裂變)。釷、鈾等以及更重的核(一直到鐨-256)在低激發(fā)能條件下,不對(duì)稱裂變占優(yōu)勢(shì)。這是一個(gè)很突出的現(xiàn)象。裂變核的質(zhì)量數(shù)增加時(shí),重碎片峰的位置固定不變(A≈140),而輕碎片峰的位置向高質(zhì)量移動(dòng)。另外,隨著激發(fā)能的增加(例如入射粒子能量增高時(shí)),對(duì)稱裂變的成分逐漸上升。對(duì)于鉍等比較輕的核素,對(duì)稱裂變占優(yōu)勢(shì),其碎片的質(zhì)量分布只有一個(gè)峰。處在中間的核素(鐳、錒)裂變時(shí),質(zhì)量分布出現(xiàn)三個(gè)峰,可以看出這是一種過渡狀態(tài)。另一方面,鐨-257熱中子裂變時(shí),又是對(duì)稱裂變占優(yōu)勢(shì)。長(zhǎng)期以來解釋對(duì)稱和不對(duì)稱裂變的問題是裂變理論上的一個(gè)重大難題,迄今還沒有得到公認(rèn)的理論上的定量解釋,但看來與原子核的殼效應(yīng)有密切關(guān)系。

    核裂變所形成的某一給定質(zhì)量的初級(jí)裂變產(chǎn)物大部分是一些很不穩(wěn)定的豐中子同質(zhì)異位素(稱為質(zhì)量鏈)。其中不同電荷數(shù)Z的裂變產(chǎn)物的產(chǎn)額P(Z)服從高斯分布:


    公式
    式中C是與質(zhì)量、電荷無關(guān)的常數(shù),Zp是該質(zhì)量鏈中最可幾電荷數(shù)(在此一般趨勢(shì)上還有奇偶效應(yīng),Z為偶數(shù)時(shí)產(chǎn)額比Z為奇數(shù)時(shí)大)。

    碎片分開時(shí),由于庫侖斥力,可以具有很大的動(dòng)能,例如熱中子導(dǎo)致的鈾-235裂變,碎片的平均動(dòng)能可達(dá)170MeV左右,占了裂變釋放的總能量80%以上。在不少情況下,不同方向飛出的碎片數(shù)依賴于出射束與入射束的夾角,即角分布出現(xiàn)各向異性。通過對(duì)碎片角分布的研究,可以進(jìn)一步了解裂核變機(jī)制。實(shí)驗(yàn)表明:裂變碎片角分布與入射粒子的能量和自旋有密切關(guān)系,也與裂變核本身的質(zhì)量、電荷和自旋有關(guān)。

    核裂變產(chǎn)物的相關(guān)產(chǎn)品:

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