Однако теперь мы видим, что, поскольку расстояние между уровнями в
рассматриваемой высоковозбуждённой области, по-видимому, порядка
1
Институт теоретической физики
Копенгаген
4 июля 1939 г.
61 МЕХАНИЗМ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР *
*
Даётся объяснение механизма деления атомного ядра на основе модели ядра как жидкой капли. В частности, получены заключения об изменении от ядра к ядру критической энергии, необходимой для деления, а также о зависимости сечения деления данного ядра от энергии возбуждающей частицы. Данные наблюдений подробно обсуждаются с точки зрения развиваемых теоретических представлений. Теория и эксперимент согласуются в разумных пределах, давая удовлетворительную картину процесса деления ядер.
ВВЕДЕНИЕ
Образование новых радиоактивных изотопов при захвате нейтронов тяжёлыми ядрами, обнаруженное Ферми и сотрудниками, привело в случае урана к интереснейшему открытию новых ядер с массами и зарядами, большими, чем у всех известных изотопов. Продолжение этих исследований, особенно в работах Мейтнер, Гана и Штрассмана, а также Кюри и Савича, привело к ряду неожиданных и даже поразительных результатов и в конце концов к открытию Ганом и Штрассманом 1 образования из урана элементов с гораздо меньшим атомным весом и зарядом.
1 O. Hahn, F. Strassmann. Naturwiss., 1939, 27, 11; см. также: P. Abelsоn. Phys. Rev., 1939, 55, 418.
Открытый таким образом новый тип ядерных реакций Мейтнер и Фриш 2 назвали делением. Эти авторы подчеркнули, что с точки зрения капельной модели ядра рассматриваемый процесс аналогичен дроблению жидкой сферической капли на две капельки меньших размеров в результате деформации, вызванной внешним возмущением. В этой связи они также обратили внимание на тот факт, что для самых тяжёлых ядер взаимное отталкивание электрических зарядов в большой степени компенсирует короткодействующие ядерные силы притяжения, действие которых подобно поверхностному натяжению препятствует изменению формы ядра. По этой причине для создания критической деформации требуется сравнительно небольшая энергия, в то время как освобождающееся в результате деления количество энергии очень велико.
2 L. Meitner, O. R. Frisch. Nature, 1939, 143, 239.
Именно выделяющаяся в процессе деления огромная энергия, как известно, позволила наблюдать подобные процессы непосредственно — либо по вызываемой ядерными осколками сильной ионизации, которая впервые наблюдалась Фришем 3 и вскоре после него независимо другими авторами, либо по проникающей способности этих осколков, которая даёт возможность наиболее эффективным способом отделять образовавшиеся при делении новые ядра от урана 4. Эти продукты деления характерны прежде всего их специфической бета-радиоактивностью, позволяющей идентифицировать их как химически, так и спектроскопически. Кроме этого, было обнаружено, что процесс деления сопровождается вылетом нейтронов, часть из которых связана, по-видимому, с самим актом деления, а остальные — с последующими бета-превращениями в ядерных осколках.
3 О. R. Frisch. Nature, 1939, 143, 276; G. К. Green, L. W. Alvarez. Phys. Rev., 1939, 55, 417; R. D. Fowler, R. W. Dodson. Phys. Rev., 1939, 55, 418; R. B. Roberts, R. C. Meyer, L. R. Hafstad. Phys. Rev., 1939, 55, 417; W. Jentscke, F. Prankl. Naturwiss., 1939, 27, 134; H. L. Anderson, E. T. Booth, J. R. Dunning, E. Fermi, G. N. Glasоe, F. G. Slack. Phys. Rev. 1939 55 511.
4 F. Jоliоt. Comptes Rendus, 1939, 208, 341; L. Meitner, O. R. Frisch. Nature, 1939, 143, 471; H. L. Anderson, E. T. Booth, J. R. Dunning, E. Fermi, G. N. Glasоe, F. G. Slack. Phys. Rev., 1939, 55, 511.