Избранные научные труды полностью

Здесь я хотел бы указать, что это рассмотрение, по-видимому, позволяет без труда объяснить специфическую зависимость от скорости падающих нейтронов сечений различных процессов превращения в случае урана и тория (эта зависимость наблюдалась Мейтнер, Ганом и Штрассманом ⁴). В свете новых открытий, по-видимому, большое число наблюдавшихся процессов, в которых трудно разобраться на основе обычных представлений об ядерных реакциях, можно согласно Мейтнер и Фришу свести только к двум типам превращений. Один из них состоит в обычном радиационном захвате падающего нейтрона, сопровождающимся образованием составного ядра в основном состоянии с последующим его превращением в стабильное ядро путём испускания -частицы. Другой тип превращения заключается в делении возбуждённого составного ядра, которое может происходить многими различными путями; при этом продукты такого деления обладают широким спектром значений масс и зарядов. Это обстоятельство, как мы увидим ниже, имеет особое значение для понимания некоторых специфических особенностей деления урана. Только внимательное изучение статистического распределения осколков деления позволяет выяснить происхождение конечного продукта реакции, обладающего химическими свойствами и данным периодом полураспада.

⁴ L. Meitner, О. Hahn, F. Stгassmann. Zs. f. Phys., 1937, 106, 249; 1938, 109, 538.

В случае процессов захвата, которые приводят к появлению радиоактивных изотопов урана и тория с периодами полураспада соответственно 24 и 33 мин, Мейтнер, Ган и Штрассман обнаружили существование резонансных явлений для нейтронов сравнительно малых скоростей. В уране, где это явление было изучено более полно, они нашли, что для нейтронов с энергией порядка 25 эв сечение захвата по меньшей мере в 30 раз превосходит сечение захвата тепловых нейронов. Поскольку в этой резонансной области сечение достигает значения 10^-21 см^2, указанные авторы считают, что, как с очевидностью следует из простых соображений дисперсионной теории, это явление следует приписать урану-238, преобладающему в естественной смеси изотопов урана. Из того обстоятельства, что и для урана, и для тория резонансный захват не сопровождается сколько-нибудь значительным увеличением сечения процесса деления, мы можем заключить далее, что вероятность излучения составного ядра в рассматриваемом возбуждённом состоянии значительно превосходит вероятность деления и что основное состояние этих ядер является по существу стабильным — с точностью до -радиоактивности.

Что касается других процессов превращения, которые теперь следует связывать с делением ядер, существенное различие между ураном и торием было найдено в исследованиях Мейтнер, Гана и Штрассмана, а также в прямых экспериментах Фриша. В случае быстрых нейтронов было найдено, что сечения деления урана и тория имеют одинаковый порядок величины. Что же касается нейтронов тепловых скоростей, то в этом случае было обнаружено большое увеличение сечения деления именно для урана, но не для тория. Результаты для быстрых нейтронов могут быть просто объяснены в рамках общей картины ядерных процессов, обрисованной выше, в соответствии с которой мы должны ожидать, что вероятность деления возрастает с ростом возбуждения составного ядра более быстро, чем вероятность излучения, и становится значительно больше последней при высоких степенях возбуждения. Однако особенности взаимодействия медленных нейтронов с ураном, очевидно, не могут быть объяснены на основе приведённых выше соображений, если ограничиваться рассмотрением образования составного ядра с атомным номером 239. Но так как периоды полураспадов наиболее часто встречающихся радиоактивных осколков деления, как это уже отмечалось, не зависят от того, какой из изотопов подвергся делению, мы можем связать обсуждаемый эффект с делением возбуждённого ядра с массовым числом 236, которое образуется при попадании нейтрона в ядро редкого изотопа урана-235.