Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Радиоактивті ыдырау түрі
Form of radioactive decay
Спонтанды ыдырау (SF) – ауыр атом ядросының екі немесе одан да жеңіл ядроларға бөлінуі. Индуцирленген ыдыраудан айырмашылығы, ыдырауды қозғау үшін ешқандай бастама бөлшек қажет емес; бұл толығымен ықтималдық процесі. Спонтанды ыдырау аса ауыр элементтер үшін басым ыдырау түрі болып табылады, ал ядролық тұрақтылық ядролық массаның артуымен азаяды. Осылайша, ол ауыр элементтердің нуклондарының санының практикалық шегін анықтайды. Ауыр нуклидтер табиғи (r-процесс арқылы) және жасанды физикалық процестер арқылы бірден пайда болуы мүмкін, бірақ олар жылдамдап тұрақты нуклидтерге ыдырайды. Сондықтан, бастапқы радионуклидтердегі шағын ыдырау тармақтарынан басқа, спонтанды ыдырау табиғатта байқалмайды. Байқалған ыдыраудың жартылай өмір мерзімі 4,1 микросекундтан (No 250) ғаламның қазіргі жасынан (Th 232) асады.
Spontaneous fission (SF) is a form of radioactive decay in which a heavy atomic nucleus splits into two or more lighter nuclei. In contrast to induced fission, there is no inciting particle to trigger the decay; it is a purely probabilistic process. Spontaneous fission is a dominant decay mode for superheavy elements, with nuclear stability generally falling as nuclear mass increases. It thus forms a practical limit to heavy element nucleon number. Heavier nuclides may be created instantaneously by physical processes, both natural (via the r process) and artificial, though rapidly decay to more stable nuclides. As such, apart from minor decay branches in primordial radionuclides, spontaneous fission is not observed in nature. Observed fission half lives range from 4.1 microseconds (No 250) to greater than the current age of the universe (Th 232).
Тарих
1938 жылы Отто Хан мен Фриц Страссманның шақырылған бөлінуді (индуцирленген бөлінуді) ашқаннан кейін, кеңестік физиктер Георгий Фляров пен Константин Петржак уран ядроларына түсетін нейтрон энергиясының әсерін зерттеу үшін тәжірибелер жүргізе бастады. Олардың құралдары, бөлінуді тудыратын нейтрондардың болмауына қарамастан, бөліну фрагменттерін тіркеді, және бұл құбылыс құралды жер астына 60 метр тереңдікке, Мәскеу метросының «Динамо» станциясының туннельдеріне көшіргеннен кейін де сақталды, осылайша ғарыш сәулелерінің әсерінен оқшаулауға тырысты. Шақырылған бөлінудің өзі күтпеген жағдай болды, ал байқалған ыдырауды түсіндіретін басқа механизм белгілі болған жоқ. Мұндай эффектті уран ядроларының сыртқы ықпалсыз өздігінен бөлінуімен ғана түсіндіруге болады.
Following the discovery of induced fission by Otto Hahn and Fritz Strassmann in 1938, Soviet physicists Georgy Flyorov and Konstantin Petrzhak began conducting experiments to explore the effects of incident neutron energy on uranium nuclei. Their equipment recorded fission fragments even when no neutrons were present to induce the decay, and the effect persisted even after the equipment was moved 60 meters underground into the tunnels of the Moscow Metro's Dinamo station in an effort to insulate it from the effects of cosmic rays. The discovery of induced fission itself had come as a surprise, and no other mechanism was known that could account for the observed decays. Such an effect could only be explained by spontaneous fission of the uranium nuclei without external influence.
Өнімдер
Фиссионды бөлшектер әдетте нейтрондарға бай және әрқашан қозылған күйде түзіледі. Үштік өнімдер көбінесе альфа бөлшектері болып табылады, бірақ оттегі ядроларына дейін салмағы жетуі мүмкін. Жедел гамма-сәулелену қосымша 8 МеВ құрайды, ал бета-ыдырау және кешіктірілген гамма-сәулелену тиісінше 19 және 7 МеВ үлесін қосады.
Fission fragments are usually neutron rich and always generated in excited states. Ternary products are usually alpha particles, though can be as massive as oxygen nuclei. Prompt gamma emission constitutes a further 8 MeV, while beta decay and delayed gammas contribute a further 19 and 7 respectively.
Қолданбалар
Өздігінен бөлінудің ең көп қолданылатын саласы – одан әрі пайдалану үшін нейтрон көзі ретінде қолданылуы. Бұл нейтрондар нейтронды бейнелеу сияқты мақсаттарда қолданылуы мүмкін, сондай-ақ ядролық реакторлар мен ядролық қаруларда кең таралғандай, нысананың шақырылған бөлінуін бастауға қабілді қосымша ядролық реакцияларды тудыруы мүмкін. Уранның жоғары пайыздық құрамын қамтитын кристалдарда, өздігінен бөліну нәтижесінде пайда болған бөліну өнімдері фрагменттердің кристалдық құрылымда кері итерілуінен зақымдану іздерін қалдырады. Бұл іздердің, яғни бөліну іздерінің саны, бөліну іздерінің әдісімен үлгінің жасын анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін.
The most common application for spontaneous fission is as neutron source for further use. These neutrons may be used for applications such as neutron imaging, or may drive additional nuclear reactions, including initiating induced fission of a target as is common in nuclear reactors and nuclear weapons. In crystals containing high proportions of uranium, fission products generated via spontaneous fission produce damage trails as the fragments recoil through the crystal structure. The number of trails, or fission tracks, may be used to estimate the age of a sample via fission track dating.
Өздігінен бөліну жылдамдығы
+ Өздігінен бөліну жылдамдығы Нуклидтің жартылай өмірі (жыл) Бөліну тармақтану коэффициенті (% ыдырау) Өздігінен бөлінуге жұмсалатын жартылай өмірге шаққандағы нейтрондар саны (жыл) Бөліну Грам/сек Link=yes Уран 7.04·10 2.0·10 1.86 0.0003 3.5·10 36.0 Link=yes Уран 4.47·10 5.4·10 2.07 0.0136 8.4·10 35.6 Link=yes Плутоний 24100 4.4·10 2.16 0.022 5.5·10 37.0 Link=yes Плутоний 6569 5.0·10 2.21 920 1.16·10 36.8 Link=yes Курий 8300 ~ (шамамен) 74 3.31 1.6·10 1.12·10 36.9 Link=yes Калифорний 2.6468 3.09 3.73 2.3·10 85.7 38.1