Деление ядер урана осуществляется при захвате...

Деление ядер урана (в частности, изотопа ${}^{235}U$) осуществляется при захвате нейтронов. Этот процесс является основой работы ядерных реакторов и ядерного оружия. Ниже приведено подробное описание механизма этой реакции. Механизм деления Процесс протекает в несколько этапов:

1. Захват нейтрона: Ядро урана-235 поглощает свободный нейтрон, превращаясь в крайне неустойчивый изотоп уран-236.
2. Возбуждение: Энергия, принесенная нейтроном, приводит ядро в состояние сильного возбуждения. Ядро начинает деформироваться, принимая вытянутую форму (похожую на гантель).
3. Разрыв: Силы электростатического отталкивания между положительно заряженными протонами преодолевают ядерные силы сцепления, и ядро распадается на два (реже три) крупных осколка.
4. Высвобождение энергии и частиц: В процессе деления выделяется колоссальное количество энергии и вылетают 2–3 новых свободных нейтрона.

Типы нейтронов по энергии Способность урана к делению зависит от скорости (энергии) падающего нейтрона:

• Тепловые (медленные) нейтроны: Имеют низкую кинетическую энергию. Изотоп уран-235 эффективно делится именно под воздействием таких нейтронов.
• Быстрые нейтроны: Имеют высокую энергию. Изотоп уран-238 (составляющий основную массу природного урана) захватывает быстрые нейтроны, но чаще всего не делится, а превращается в плутоний-239. Однако при очень высоких энергиях деление $U^{238}$ также возможно.

Продукты деления Результатом одной реакции являются:

• Осколки деления: Ядра более легких элементов (например, бария, криптона, стронция, ксенона).
• Вторичные нейтроны: Которые могут вызвать деление соседних ядер, создавая цепную ядерную реакцию.
• Гамма-излучение: Электромагнитное излучение высокой энергии.
• Кинетическая энергия: Большая часть энергии выделяется в виде тепла (кинетической энергии осколков).

Энергетический выход При делении всего одного грамма урана-235 выделяется столько же энергии, сколько при сгорании примерно 3 тонн каменного угля. Я могу рассчитать критическую массу для различных материалов или составить таблицу сравнения изотопов урана и плутония, если вам это интересно.