核裂变

nuclear fission

重核分裂为两个或更多个中等质量 碎片的反应。1938年o.哈恩和f.斯特拉斯曼用中子轰击铀做了一系列严格的化学实验鉴别反应产物，确认为原子量较小的镧和钡，从而发现核裂变现象。以后发现除中子外，质子、γ射线、氘核以及其他粒子也能使重核裂变，甚至某些重核可自发裂变。1947年钱三强、何泽慧发现铀核俘获中子后可发生三分裂或四分裂，但概率很小。

裂变释放很大的能量，根据比结合能曲线，一个重核裂变为两个中等质量核释放的能量大约有210兆电子伏特(mev)，1千克铀全部裂变释放的能量约相当2500吨煤的燃烧热；裂变碎片的质量分布很广，在30＜z＜60和72＜a＜164的范围内，其中以a＝96和140的概率最大，占7％；裂变的同时平均放出2～3个中子，碎片也是不稳的，含有过多的中子，还可放出中子或通过一系列的β衰变和γ跃迁成为稳定核；对于不同的重核，中子引起裂变的截面不同，235u和239pu有很大的裂变截面，是很好的核燃料，而天然铀中含量较多的238u，热中子不能引起裂变，只有中子的动能大于1.4 mev才能引起裂变，而且截面不大。

1939年n.h.d.玻尔和j.a.惠勒用核液滴模型说明了核裂变反应的机制，中子被俘获形成复合核，处于激发态，其形状发生集体振荡，其中两种力相互竞争，表面张力力图使核恢复球形，而库仑力力图使核形变增大，变得椭球更长，这两种力使得相应的表面能和库仑能合起来形成一个势垒。当核的激发能超过势垒的顶点，可使得形变增大，最后导致液滴断裂。据此分析，对于235u和239pu动能很小的热中子已能引起裂变；而238u则需要动能大于1.4mev的中子才能引起裂变。

核裂变是核物理学的重要研究领域。核裂变有着重大的实用价值，通过裂变链式反应找到大规模利用核能，核裂变产生的丰富的放射性同位素在科学技术领域内广泛应用，核裂变是核大形变集体运动的结果，对核裂变的研究对于核物理学的发展有着重要意义。