原理播報
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在外來粒子的轟擊下,入射粒子與目標核形成復合核。 當復合核的激發(fā)能超過裂變勢壘的高度時,裂變的概率顯著增加。 這種類型的裂變稱為誘導裂變。 在誘發(fā)裂變中,中子裂變是最重要的。 中子與靶核之間不存在庫侖勢壘重核裂變,能量很低的中子可以進入核內(nèi)激發(fā)核并引起裂變。 裂變后,釋放出中子重核裂變,形成鏈式反應。
因熱中子而引起裂變的核素稱為裂變核,也稱為核燃料。 235U、239Pu和233U都是核燃料。 235U 自然存在,但豐度非常小。 239Pu和233U是由核反應產(chǎn)生的。
分類廣播
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可以使用快中子和慢中子、各種輕和重帶電粒子、光子、介子等來引發(fā)裂變。
低能裂變:當轟擊粒子的能量較低時,重核與入射粒子“融合”形成復合核,然后分裂。 這種類型的裂變稱為低能裂變。
高能裂變:當入射粒子的能量較高時,入射粒子直接與單個粒子相互作用,裂變往往伴隨著散裂反應。 這種類型的裂變稱為高能裂變。 [2]
誘導粒子廣播
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由于中子不帶電荷,因此它們進入原子核時不需要克服庫侖勢壘。 低能中子甚至熱中子(其能量為0.025eV,相當于室溫下的kT值)都可以進入原子核。 因此,中子誘發(fā)裂變是最重要的。
費米于1934年首次提出用中子轟擊原子核,并發(fā)現(xiàn)了許多人造放射性核素。 1938年,哈恩和斯特拉斯曼用中子轟擊鈾原子核獲得裂變產(chǎn)物。 費米因此獲得1938年諾貝爾物理學獎。
除了中子之外,引起裂變的入射粒子也可以是帶電粒子。 當然,帶電粒子需要具有更高的能量。 當能量不是很高時,很難產(chǎn)生裂變,但會形成普通的核反應,因此產(chǎn)生中子的核反應可以用來制造中子源。 常用的α放射性中子源是利用α放射源發(fā)射的α射線與某些物質反應產(chǎn)生中子,如鐳鈹中子源和釙鈹中子源。