Избранные научные труды полностью

Поскольку сумма логарифмов очень нечувствительна к малым изменениям величины Z₁, скорость торможения осколков деления с различными зарядом и массой должна быть в начале пробега пропорциональной Z₁^2/3/M₁. Поэтому в согласии с эмпирическими кривыми зависимости скорость — пробег в аргоне, приведёнными на рис. 1 ^{7, 8}, мы можем ожидать немного большего наклона кривой для более лёгкого из двух основных групп осколков деления с отношением масс и зарядов порядка 2:3, чем для более тяжёлого. Кроме того, как видно из рис. 1, путём линейной экстраполяции начального наклона кривой к нулевой скорости получается хорошая оценка действительной полной длины пробега. Опираясь на этот факт при вычислении длины пробега и используя для -частиц известную формулу Гейгера, находим из первого члена (1) отношение между пробегом R_F осколков деления и пробегом R -частиц с той же начальной скоростью

R

_F

/R

=

5(M

₁

/Z

₁

^2/3

)

(V

₀

/V

₁

)

²

;

(8)

здесь при определении численного коэффициента учтена упоминавшаяся выше разница между значениями сумм логарифмов в двух рассматриваемых случаях. Соотношение (8) действительно оказывается в хорошем согласии с экспериментальными данными.

⁷ N. Bohr, К. J. Brostrom, J. К. Boggild, Т. Lauritsen. Phys. Rev., 1940, 58, 839 (Статья 64).

⁸ J. К. Вoggild, К. J. Brostrom, T. Lauritsen. Kgl. Danske Vid. Sels. Math.-Fys. Medd. (Math.-Phys. Comm., Acad. Sci. Copenhagen), 1940, 18, 4. (См. примечание 11. — Ред.)

Это общее согласие можно рассматривать как чувствительный тест для оценки эффективного заряда быстрого осколка при столкновениях с электронами. Однако в этой связи необходимо отметить, что было бы неоправданно использовать аргументы такого рода для отождествления величины Z₁^эфф с полным зарядом осколка при рассматриваемых скоростях. Действительно, более детальное рассмотрение показывает, что если у осколка имеются связанные электроны помимо кора, то уменьшение тормозящего и ионизующего действия будет существенно меньше того, которое соответствовало бы уменьшению полного заряда. Поэтому весьма интересно, что выполненное Перфиловым ⁹ прямое измерение заряда осколка по отклонению в магнитном поле осколков деления, выбитых в вакуум из тонких слоев U₃O₈, даёт значение около 20 e. Это значение в действительности хорошо согласуется с формулой (5) для Z₁^эфф в начале пробега, когда скорость V порядка V₀.

⁹ Н. А. Перфилов. ДАН СССР, 1940, 28, 5.

Переходя к той части пробега, где скорость осколков близка к V₀ и где эмпирическая кривая скорость — пробег имеет почти платообразный характер, необходимо учитывать ряд обстоятельств, относящихся к применимости формулы (1). Во-первых, как уже отмечалось выше, оценка (5) величины заряда осколка справедлива только для скоростей V, значительно превышающих V₀. Когда же скорости меньше, заряд в действительности убывает быстрее и при скоростях, близких к V₀. стремится к единице, поскольку очень слабо связанные электроны в тяжёлых атомах удерживаются почти так же, как электрон в атоме водорода. Далее, основные предположения, положенные в основу вывода формулы (1) и состоящие в том, что скорость поступательного движения частицы существенно больше орбитальных скоростей атомных электронов и что размер частицы мал по сравнению с размерами атомных орбит, уже перестают выполняться, когда величина скорости V приближается к V₀. По этим причинам скорость торможения в рассматриваемой области должна быть значительно меньше того почти постоянного значения, которое наблюдается при больших скоростях частиц. Это находится в согласии с постепенным уменьшением наклона кривой скорость—пробег.

Как раз в той части пробега, где скорость частицы порядка V₀, тормозящее действие ядерных соударений, которое в начальной части пробега играло очень незначительную роль по сравнению с эффектом электронных взаимодействий, постепенно становится, как было показано в предыдущей заметке, преобладающим и приводит к крутому наклону кривой скорость — пробег в самом конце пробега. Действительно, такой характер кривой соответствует очень быстрому возрастанию с уменьшением скорости множителя, стоящего перед логарифмом во втором члене формулы (1). Поскольку при V=V₀ аргумент логарифма в этом члене всё ещё велик по сравнению с единицей (порядка 15), выражение для тормозящего действия ядерных столкновений остаётся справедливым при много меньших скоростях, чем первый член в формуле (1); это выражение приближённо выполняется вплоть до скоростей, много меньших V₀. В то время как логарифм очень нечувствителен к малым изменениям величины a₁₂^экр и его значение почти одинаково для тяжёлой и для лёгкой группы осколков, множитель перед логарифмом для тяжёлых осколков существенно больше. Это приводит к тому, что и наклон кривой скорость — пробег в конце пробега должен быть больше для этой группы в согласии с экспериментальными данными.