Избранные научные труды полностью

где x=(ER/Ze²) В формуле (71) R² есть геометрическое сечение ядра, E' — энергия возбуждения составного ядра, E'' — средняя энергия возбуждения остаточного ядра, образующегося после испускания нейтрона. Для случая ядер U²³⁸, бомбардируемых дейтронами с энергией 6 Мэв, получаем следующую оценку порядка величины сечения деления:

·(9·10

^-13

)

²

·exp(-12,9)

~

10

^-29

см

²

.

(73)

Здесь мы приняли разумное предположение, что после захвата дейтрона вероятность деления по порядку величины близка к единице. Пока ещё нет данных, которые позволяли бы проверить справедливость нашей оценки.

Протоны могли бы быть более эффективными снарядами, чем дейтроны той же энергии, поскольку для них P, как видно из формулы (72), в 2 раз меньше. Так, для протонов с энергией 6 Мэв сечение деления в уране должно быть порядка

·(9·10

^-13

)

²

·exp

-

12,9

2

·

_f

~

10

^-28

см

²

,

что находится в пределах возможностей наблюдения.

Б. Фотоделение

Согласно дисперсионной теории ядерных реакций, сечение деления ядра гамма-квантом с длиной волны 2 и энергией E=h даётся формулой

_f

=

²

2J+1

2(2i+1)

·

_r'f

(E-E₀)²-(/2)²

,

(74)

если мы имеем дело с изолированной линией поглощения, частота которой равна E₀/h. Здесь _r'/h — вероятность излучения возбуждённым ядром в единицу времени всей его энергии возбуждения в виде одного гамма-кванта.

Однако наибольший интерес представляет такая ситуация, когда энергия возбуждения, сообщаемая ядру падающим гамма-квантом, достаточна для перевода ядра в область перекрывающихся уровней. Суммируя (74) по многим уровням, разделённым в среднем расстоянием d, получаем

_f

=

²

2J_ср+1

2(2i+1)

·

2

d

·

_r'f

.

(75)

Не вдаваясь в подробное обсуждение конкретных значений величин, входящих в формулу (75), мы можем оценить сечение фотоделения с помощью сравнения его с сечением выхода фотонейтронов, которое измерялось разными авторами. Отношение этих сечений в точности равно _fn, так что

_f

=

_f

_n

_n

.

(76)

Наблюдаемое значение _n для гамма-квантов с энергией от 12 до 17 Мэв составляет ~10^-26 см² в тяжёлых элементах ³⁸. Имея в виду полученные в разделе IV сравнительные значения величин _f и _n, разумно ожидать сечения фотоделения порядка 10^-27 см² в U²³⁸ и порядка 10^-28 см² в Тh²³². На опыте Робертс, Мейер и Хафстад ³⁹, используя гамма-лучи, возникающие при бомбардировке мишеней из лития или фтора пучком протонов с энергией 1 Мэв и силой тока 3 мка, не обнаружили фотоделения. Первая из мишеней даёт больший выход — около 7 квантов на 10¹⁰ протонов, или 8·10⁵ квантов в минуту. При наиболее благоприятных условиях все эти гамма-кванты должны были бы проникнуть в толщу урана только на ту глубину (~6 мг/см²), с которой ещё возможен вылет осколков деления. Даже в этих условиях, принимая нашу оценку для величины сечения, мы получаем

8·10

⁵

·10

^-27

·6·10

^-3

·6,06·10

^-23

/238

~

~

80 отсчётов в минуту,

(77)

что недостаточно для обнаружения. Следовательно, пока у нас нет возможности проверить теоретическую оценку сечения.

³⁸ W. Воthe, W. Gentner. Zs. f. Phys., 1939, 112, 45.

³⁹ R. В. Roberts, R. С. Moyer, L. R. Hafstad. Phys. Rev., 1939, 55, 417.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подробное объяснение, которое мы можем дать на основе капельной модели ядра не только самой возможности деления, но также зависимости сечения деления от энергии и изменению критической энергии от ядра к ядру, в своих главных чертах, по-видимому, подтверждается сравнением данных наблюдений с теоретическими предсказаниями, которое было проведено выше. На нынешнем этапе развития теории ядра мы не можем точно предсказывать такие величины, как плотность ядерных уровней или отношение энергии поверхностного натяжения к электростатической энергии в ядре; однако, если удовлетвориться возможностью иметь для них приближённые оценки на основе наблюдений, как мы делали это здесь, то многие другие детали вполне разумно согласуются между собой, давая удовлетворительную картину механизма ядерного деления.

Копенгагенский университет, Дания, и

Институт перспективных исследований

Принстон, Нью-Джерси

Принстонский университет,

Принстон, Нью-Джерси

Поступила 28 июня 1939 г.

62 ДЕЛЕНИЕ ПРОТАКТИНИЯ ^*

(Совместно с Дж. А. Уилером)

^*The Fission of Protactinium (With J. A. Wheeler). Phys. Rev., 1939, 56, 1065, 1066.