Править] Спонтанное деление

Из рассмотрения механизма деления следует, что условие большой вероятности деления (соизмеримой с вероятностями других взаимодействий нейтронов с ядром) можно записать в виде:

,

то есть энергия возбуждения составного ядра должна быть не меньше барьера деления этого ядра. Деление возможно и при , но вероятность такого процесса резко уменьшается с уменьшением энергии возбуждения.

Механизм этого процесса объясняется в рамках квантовой механики и аналогичен механизму излучения α-частицы, проходящей через потенциальный барьер. Это так называемый туннельный эффект, из объяснения которого следует, что проницаемость любого энергетического барьера отлична от нуля, хотя и уменьшается с увеличением ширины и высоты барьера.

Ядра, для которых энергетически выгоден процесс деления, могут делиться даже в случае, если они находятся в основном состоянии. Такой процесс называется спонтанным делением. Вероятность спонтанного деления увеличивается с ростом массового числа, так как при этом уменьшается барьер деления. Для всех существующих в природе ядер вероятность и соответственно скорость спонтанного деления очень малы. Лишь для самых тяжёлых из них ( ) скорости увеличиваются настолько, что могут быть определены экспериментально. Например для ²³⁸U период полураспада для спонтанного деления имеет порядок величины 10¹⁶ лет, а для ²³⁵U и ²³⁹Pu ещё больше. Спонтанные деления имеют заметное значение как фоновый источник нейтронов в реакторах, содержащих большие количества ²³⁸U, и в реакторах, в которых накапливается заметное количество ²³⁹Pu, например, в реакторах на быстрых нейтронах^[23][24].