Избранные научные труды. Том 2

На основе концепции составного ядра даётся первый набросок объяснения открытого Ганом и Штрассманом ¹ явления деления урана при его бомбардировке нейтронами. При этом процесс деления рассматривается как особый тип распада составного ядра, подобный «делению жидкой капли на две капли меньших размеров». В статье указывается на возможность приближённой трактовки этого процесса в рамках классической механики. Ещё в 1934 г. Ферми и его сотрудники обнаружили, что при бомбардировке урана нейтронами образуются радиоактивные элементы с несколькими периодами полураспада; они считали, что получили трансурановые элементы ². Мейтнер, Ган и Штрассман ³ установили, что из девяти наблюдавшихся периодов полураспада шесть принадлежат элементам, близким к урану. И. Кюри и Савич ⁴, Ган и Штрассман ⁵ нашли, что исследуемые продукты, по-видимому, являются аналогами радия и актиния. Тщательный радиохимический анализ элементов, получаемых в результате облучения урана и тория нейтронами, проведённый Ганом и Штрассманом, с несомненностью показал, что одним из продуктов реакции является барий. Исходя из этого, Мейтнер и Фриш ⁶ в заметке «Расщепление урана нейтронами — новый тип ядерной реакции», датированной 16 января 1939 г. и опубликованной И февраля, высказали предположения, что после захвата нейтрона ядра урана и тория делятся на две примерно равные части. По предложению Бора Фриш немедленно предпринял экспериментальную проверку высказанной гипотезы. Его заметка «Физическое доказательство деления тяжёлых ядер при их бомбардировке нейтронами» ⁷, направленная в печать 16 января 1939 г., была опубликована 18 февраля. Лишь после этого Бор опубликовал (25 февраля) свое толкование деления. Сразу же за этим появились работы Ф. Жолио, Енчке и Пранкля, Дросте, Тибо и Муссо ⁸, также подтвердившие факт деления ядер. Первые месяцы 1939 г. положили начало многолетним исследованиям деления. Это явление хорошо укладывалось в созданную Бором концепцию составного ядра и картину ядерных реакций. Подробно разработанная Н. Бором и Дж. Уилером теория деления ядер изложена в работе (61).

¹ О. Hahn, F. Strassman. Naturwiss., 1939, 26, 756; 27, 11.

² См., например, Е. Fermi. Nature 1934, 133, 898.

³ L. Meitner, О. Hahn, F. Strassman. Z. Phys., 1937, 106, 249.

⁴ I. Curie, P. Savitsh C. R., 1938, 206, 1643.

⁵ O. Hahn, F. Strassman. Naturwiss., 1938, 26, 256.

⁶ L. Meitner, 0. Frisch. Nature, 1939, 443, 239.

⁷ O. Frisch. Nature, 1939, 143, 276.

⁸ F. Joliot. C. R., 1939, 208, 341; W. Jentschke, F. Prankl. Naturwiss., 1939, 27, 134; G. Drоste. Naturwiss., 1939, 27, 198; J. Tibaud, P. Mоussо. C. R., 1939, 208, 652.

59 Резонансные явления в расщеплении урана и тория и деление ядер [78]

В статье излагаются общие соображения о механизме деления ядер. На основе соображений о теории деления, намеченных в (58), даётся объяснение разного действия нейтронов на изотопы урана: U²³⁵ и U²³⁸. Показано, что под действием медленных нейтронов делится U²³⁵; это предсказание Бора было подтверждено через несколько месяцев в опытах с разделёнными изотопами ¹.

¹ А. О. Nier et al. Phys. Rev. 1940, 57, 546, 748; К. H. Kingdon et al Phys. Rev. 1940, 57, 749.

60 Ядерные реакции в области энергий непрерывного спектра [79]

Обсуждается механизм ядерных реакций в области непрерывного спектра энергий. В этом случае состояние составной системы является суперпозицией нескольких квантовых состояний. Показано, что в области перекрывающихся резонансов справедливость предположения о независимости распада составного ядра от способа его образования неочевидна. Указаны случаи, когда это предположение, лежащее в основе разработанной Бором теории ядерных реакций, несправедливо.

61 Механизм деления ядер [80]

Развивается общая теория явлений, происходящих в тяжёлых ядрах при их взаимодействии с нейтронами. Основные положения этой теории намечены в предыдущих работах (58), (59). Теория деления на основе модели жидкой капли была впервые сформулирована Я. И. Френкелем в статье «Электрокапиллярная теория расщепления тяжёлых ядер медленными нейтронами» ². Он рассматривал тяжёлое ядро как электрически заряженную жидкую каплю; неустойчивость ядра обусловлена колебаниями его поверхности, возбуждаемыми нейтроном. Теория Френкеля и Бора—Уилера удовлетворительно объясняла основные черты деления ядер. Для разработки теории деления огромное значение сыграла созданная ранее Бором теория ядерных реакций, а также капельная модель ядра. Дальнейшие исследования показали, что простейшая теория, основанная на модели жидкой капли, не охватывает всю совокупность экспериментальных фактов и она нуждается в определённом обобщении ³. Дальнейшим развитием капельной модели явилась обобщённая модель ядра, в которой наряду с деформацией ядра как целого рассматриваются и движения отдельных нуклонов; в создании этой модели Н. Бор также сыграл большую роль.