Избранные научные труды полностью

Капля, с которой мы сравниваем ядро, может совершать колебания около формы неустойчивого равновесия также и в критическом состоянии. Если рассмотреть распределение этих характеристических колебаний по частотам, то при больших частотах нам следует ожидать спектра, качественно не очень сильно отличающегося от спектра обычных колебаний нормальных видов около состояния устойчивого равновесия. Обсуждаемые колебания можно схематически представить на рис. 3 в виде движения изображающей точки системы в конфигурационном пространстве перпендикулярно направлению, которое ведёт к делению. Когда система находится вблизи критического состояния, распределение её энергии между такими видами движения и теми, которые ведут к делению, является определяющим для вероятности деления. Проблема нахождения её значения рассматривается с помощью статистической механики в разделе III. Здесь мы хотели бы лишь отметить, что процесс деления с практической точки зрения является почти необратимым процессом. Действительно, представим себе, что два ядра-осколка, возникшие в результате деления, отразились без потери энергии и стали двигаться прямо навстречу друг другу. Тогда в обычных условиях электростатическое отталкивание не позволит им прийти в соприкосновение. Это видно из рассмотрения разницы в энергии между начальным ядром и двумя сферическими ядрами вдвое меньшего объёма, которая даётся формулой (19) и связана с величиной f*(x) изображённой на графике (см. рис. 4), пунктирной линией. Чтобы сравнить эту разницу с энергией, необходимой для первоначального процесса деления [сплошная кривая f(x) на том же рисунке], заметим, что энергия поверхностного натяжения 4r₀²OA^2/3 для самых тяжёлых ядер порядка 500 Мэв. Отсюда получаем значение 0,05·500 Мэв = 25 Мэв для разности между энергией, которой обладает тяжёлое ядро при наступлении возможности деления, и той энергией, которая необходима для приведения в соприкосновение двух сферических осколков. Разумеется, при сближении осколков в них будут возникать вполне заметные приливные силы, но простая оценка показывает, что они снижают упомянутую разность энергий на величину около 10 Мэв, что не меняет наших выводов. Однако здесь нет парадокса; это следует из того факта, что процесс деления в действительности происходит через такую конфигурацию, в которой сумма энергии поверхностного натяжения и электростатической энергии значительно меньше, чем для двух соприкасающихся сфер, даже с учётом искажения формы за счёт приливных сил. Можно считать, что в ходе процесса деления разрыв поверхности, окружающей начальное ядро, происходит лишь тогда, когда энергия взаимного электростатического отталкивания двух возникающих ядер падает до значения, значительно меньшего, чем то, которое соответствует двум разделённым сферам. При этом запас электростатической энергии должен быть достаточным для совершения работы, которую нужно затратить для разрыва поверхности. Площадь же последней возрастает при этом до значения, большего, чем то, которое соответствует двум сферам. Отсюда ясно, что два образующихся при делении осколка будут обладать внутренней энергией возбуждения. Следовательно, если мы хотим обратить процесс деления, то мы должны сделать так, чтобы осколки сходились вновь достаточно деформированными, причём их деформации должны иметь такое направление, чтобы выступы их поверхностей могли прийти в соприкосновение и силы поверхностного натяжения начали стягивать их вместе, пока электростатическое отталкивание между эффективными центрами тяжести электрических зарядов двух частей ещё не стало слишком большим. Вероятность того, чтобы два атомных ядра в произвольном реальном столкновении оказались нужным образом возбуждёнными и обладали бы такими фазовыми соотношениями, чтобы было возможно их слияние с образованием составного ядра, должна быть крайне малой. Такие процессы слияния, обратные делению, могут ожидаться для невозбуждённых ядер лишь при кинетической энергии, гораздо большей, чем выделяющаяся в обсуждаемых здесь процессах деления.