Изложенные обстоятельства непосредственно подтверждаются тем фактом, подчёркнутым Мейтнер и Фришем, что взаимное отталкивание электрических зарядов в ядре с большим атомным номером начинает конкурировать с короткодействующими силами притяжения ядерных частиц, препятствующих деформации ядра. Описанная ситуация в ядре в большей степени напоминает проблему стабильности заряженной жидкой капли; в частности, любая деформация ядра, достаточная для его деления, может рассматриваться приближённым образом в рамках классической механики, поскольку амплитуда соответствующих колебаний, очевидно, велика по сравнению с квантовомеханическими нулевыми колебаниями. Именно поэтому представляется возможным понять замечательную стабильность тяжёлых ядер в основном состоянии или в состояниях с малым возбуждением, хотя при их делении и могла бы выделиться большая энергия.
Продолжение экспериментов по исследованию нового типа ядерных превращений и прежде всего более тщательное изучение условий их протекания, несомненно, даст ценнейшую информацию о механизмах возбуждения ядер.
Институт перспективных исследований
Принстон, Нью-Джерси
20 января 1939 г.
59 РЕЗОНАНСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В РАСЩЕПЛЕНИИ УРАНА И ТОРИЯ И ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР *
*
Изучение ядерных превращений при бомбардировке нейтронами: урана и тория, начатое Ферми и его сотрудниками и продолженное в работах Мейтнер, Гана и Штрассмана, а также Кюри и Савича, пролило свет на целый ряд интересных явлений. Прежде всего, как было указано Мейтнер и Фришем 1 обнаруженный недавно Ганом и Штрассманом радиоактивный изотоп бария, являющийся продуктом таких превращений, свидетельствует о новом типе ядерных реакций, в которых ядро делится на два ядра с меньшими зарядами и массами, причём в результате этого процесса выделяется энергия, превышающая сто миллионов электронвольт. Прямое доказательство существования так называемого деления ядер было дано Фришем 2 в случае тория и урана. При этом наблюдалась очень интенсивная ионизация газа, вызванная осколками ядерного деления, движущимися с большой скоростью.
1 L. Meitner, O. Frisch. Nature, 1939, 143, 239; в этой работе даны ссылки на предыдущие статьи.
2 О. Frisch. Nature, 1939, 143, 276. Рукопись этой заметки (так же как и рукопись заметки проф. Мейтнер и д-ра Фриша) была любезно предоставлена мне авторами. Как я узнал из других дружески переданных мне сообщений, дальнейшие исключительно интересные сведения относительно явлений деления ядер получены в последнее время в ряде лабораторий Америки и Европы.
В недавней заметке 3, касающейся этой интереснейшей предложенной Мейтнер и Фришем трактовки ядерных превращений, происходящих под действием нейтронов, автор подчеркнул, что для описания хода этих реакций можно предположить, что они протекают в два этапа, точно так же, как это имеет место в обычных ядерных реакциях. Первой стадией является образование составного ядра, в котором энергия распределяется (между частицами ядра) подобно тому, как это имеет место в случае теплового движения частиц жидкости или твердого тела. Вторая стадия состоит в освобождении этой энергии в виде излучения или в переходе её в такую форму, которая приводит к распаду составного ядра. В случае обычных реакций, сопровождающихся испусканием из составного ядра протона, нейтрона или -кванта, мы имеем дело с концентрацией значительной части этой энергии возбуждения на одной частице, расположенной на поверхности ядра, так что количество этой энергии оказывается достаточным для её вылета из ядра. Этот процесс подобен явлению испарения молекулы из капли жидкости.
3 N. Воhг. Nature, 1939, 143, 330 (статья 58).
В случае явлений деления эта энергия должна переходить в некоторый специальный тип движения всего ядра, сводящийся к деформации его поверхности; эта деформация должна быть достаточно большой, чтобы привести к делению ядра, подобному делению жидкой капли на две капельки меньших размеров. Из статистико-механического рассмотрения, аналогичного тому, которое используется для описания ядерных реакций в терминах испарения, следует, что с увеличением заряда ядра вероятность деления становится сравнимой с вероятностью обычных ядерных реакций; это происходит тогда, когда энергия указанной деформации уменьшается до значений того же порядка величины, что и энергия, необходимая для вылета отдельной ядерной частицы.