李飛 3058 字 1個月前

核裂變

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能就很低了,或者說,核變冷了。因而可以認為鞍點的核與通常的小形變的冷核相似,也具有一組轉動和振動能級。這些能級各有特定的量子數 (J、π、K;K是總角動量J在核對稱軸上的投影,π 是宇稱)。原子核在裂變時要保持這些量子數守恒,到達鞍點的核隻能占據具有一定J、π、K的能級,這些能級就形成了核通向裂變的通道,稱為裂變道。裂變道理論很好地解釋了碎片角分布各向異性的現象。

裂變幾率的計算  這是裂變理論中發展較早的一部分,可以分為自發裂變和感生裂變幾率的計算兩部分。關於自發裂變,人們可以仿照a衰變采用量子力學隧道穿透理論。但是由於裂變勢能曲麵是一個多維的曲麵,相應的質量參量又必須用微觀理論來計算,所以實際上僅在極少數情況下進行過比較認真的計算,結果也有很多不定因素。但是人們利用這種概念作了一些係統學的工作,表明大致趨勢是不錯的。

關於感生裂變,感興趣的是在給定的核激發能E 下,發生裂變的幾率。這個問題N.玻爾和J.A.惠勒早在1939年,就在平衡統計的假設下計算過了。據此假設核處在鞍點的幾率為ρf(E-Ef-Ek)\/ρo(E),式中ρ0及ρf分別為處於基態形變及鞍點總形變時核的能級密度,Ef及Ek分別為核鞍點勢壘高度和集體運動動能,設集體運動也服從平衡統計分布,則單位時間裂變幾率為

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這個公式雖然一直為人引用,但難以嚴格從實驗上驗證,因為ρf既難在理論上進行可靠的計算,又無裂變以外的實驗可加以測定。對ρf的粗略的理論估計表明,在激發能不高的情況下這個公式大體上是可用的。

裂變機製的模型  是裂變理論中最困難和最不成熟的部分,僅作簡單的介紹。

最早發展的是一種流體力學模型,認為在裂變過程中,核的形變服從經典流體力學的規律。一個三維液滴的運動也是很難計算的,實際上隻能對形變加以嚴格的限製,在引入適當的粘滯性後,這種理論能給出碎片的平均動能。以及較輕的核裂變對稱質量分布。

關於低能裂變現象,也可以直接用量子力學的含時間的自洽場方法來計算,這種微觀理論也取得了一些進展,不過與係統地解釋各種裂變現象還有很大距離。

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