Фото

На фотографии изображена запись ядерной реакции. Давай разберёмся вместе.

У нас есть изотоп плутония-239 (\(^{239}_{94}\textrm{Pu}\)), который захватывает нейтрон (n), и как результат должна произойти реакция. Мы не видим конечные продукты этой реакции, поэтому предположим, что происходит деление ядра.

Обычно при ядерном делении изотопа плутония-239 образуются два новых, более лёгких ядра, а также выделяются дополнительные нейтроны. Мы используем принцип сохранения массы и заряда, чтобы понять, что происходит после захвата нейтрона.

Массовое число плутония-239 увеличивается на один после захвата нейтрона, становясь 240. Но во время деления это число делится на два меньших числа, которые в сумме должны дать примерно 240. Заряд или атомный номер плутония (94) также делится между двумя новыми элементами.

Конкретные продукты деления зависят от множества факторов и могут варьироваться. Например, может получиться криптон и барий:

\[^{239}_{94}\textrm{Pu} + n \rightarrow ^{140}_{56}\textrm{Ba} + ^{99}_{36}\textrm{Kr} + 3n\]

Сумма массовых чисел продуктов (140+99=239) и исходного плутония-239 равна 240, если учесть добавленный нейтрон. Сумма зарядов продуктов (56+36=92) менее заряда плутония на 2, что соответствует двум выделившимся нейтронам. Это лишь один из возможных вариантов реакции деления. На самом деле, продукты могут сильно варьироваться.

Это упрощённый пример, так как продукты деления и количество выделяющихся нейтронов могут быть разными. Но основная идея такова – при делении тяжёлого ядра образуются более лёгкие ядра и дополнительные нейтроны.