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    核裂变几率

    2016/12/7 15:04:15

    稳定的重核的基态能量总是低于裂变势垒,要越过势垒,才能发生裂变,处于基态的核可以通过量子力学
    核裂变
    核裂变的隧道效应,有一定的几率穿越势垒而发生裂变,这就是自发裂变。势垒越高,越宽,穿透的几率就越小,原子核自发裂变的平均寿命τ就越长,图2给出了几种重核的自发裂变半衰期 t┩(约0.693τ)。从图上可见裂变几率变化的总趋势是随Z/A(Z是原子核的电荷数,A是质量数)的增加而迅速增加,和液滴模型的预测一致(见后面裂变理论部分)。

    重核又可能受到外来因素的影响而激发,当激发能超过裂变势垒时,就有比隧道效应大得多的几率越过势垒发生裂变,这就是感生裂变。对于感生裂变,发生裂变的几率大小可用裂变截面(核反应、核反应截面)来衡量。对于低能中子引起的裂变,偶偶核与奇A核(见原子核)的情况有显著的差别。图3是奇A核铀-235和偶偶核铀 -238的中子裂变截面曲线。可以看到,只有当中子能量超过1MeV时,才能使铀-238裂变,这样的裂变称为有阈裂变,而铀-235却没有这个限制。这是由于偶偶核俘获热中子后形成的复合核的激发能低于裂变势垒,只有当入射中子能量足够高时,才能超过势垒;奇A核吸收一个中子的结合能较大,即使是热中子入射,形成的复合核的激发能也已超过了裂变势垒的高度。这就是为什么只有铀-233 、铀-235、钚-239等奇A核才能做核燃料的主要原因。

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