النيوترونات وأشعة  γ الناتجة عن الانشطار

أن النواة ستنشطر عندما تكون مثارة وغير مستقرة وغالباً ما تكون أمثال هذه الأنوية غنية بالنيوترونات أي أن 1 <N/Z مثل U²³⁶ الناتجة عند قذف U²³⁵ بالنيوترونات. وحيث أن هذه النواة ستنشطر إلى نواتين أصغر منها فإن نسبة لإ لهاتين النواتين ستساوي غاباً نسبة N/Z للنواة الأم. يبين الشكل (1) موضع شظايا الانشطار بالنسبة لحظ الاستقرار النووي حيث نبين نواة U²³⁵ عند قذفها بالنيوترون فتنتج النواة المركبة U²³⁶ وهذه النواة غنية بالنيوترونات إذ أننا نجد أن 1.56 = N/Z وهكذا سيظل الحال بالنسبة لشظيتي الانشطار f₂, f₁ الناتجتين (أنظر الشكل 1). حيث نجد أن الشظية الأولى (f₁) تقع عند النواة زوجية سحرية N = 82 ,Z = 50 ومن ثم فإننا نتوقع أن تكون النواة 132 =A أو القصدير (132-Sn) أهم الأنوية الناتجة عن الانشطار. يبين الشكل (2) منتوج الانشطار لبعض الأنوية عند قذفها بالنيوترونات حيث يتضح وجود هذه النواة لمعظم الحالات. كما نجد من الشكل (1) أن الشظية الأخرى (f₂) تقع عند النواة 42 =Z و60 = N أي أن (102 = A) وهي نواة المولوبيدنيوم (M_o ¹⁰²) . وهاتان النواتان لهما نفس النسبة N/Z كما لنواة U²³⁶ تقريباً. وبالتالي فهي أنوية غير مستقرة أي مشعة تقوم بإطلاق الجسيمات النووية فور تكونها للوصول إلى خط الاستقرار.

الشكل (1)

عندما تقوم النواة المركبة بالانشطار الى شظيتين فإن كلا منهما غالبا ما تكون مثارة بطاقة عالية تصل الى 6 او 8 م. أز ف. وحيث كلا من هاتين

الشكل (2)

الشظيتين غنية بالنيوترونات وحيث أن طاقة ترابط النيوترون في النواة تساوي حوالي 7 م. أ. ف. فإن هذه الشظايا غالباً ما تنطلق منها النيوترونات فور تكونها أي تنطلق منها نيوترونات لحظية Prompt وذلك خلال فترة زمنية قصيرة جداً تقع في حدود ^14-10 ثانية. وقد وجد أن النيوترونات المنطلقة في الانشطار النووي تنقسم إلى قسمين رئيسين:

أ. نيوترونات لحظية Prompt.

ب. نيوترونات متأخرة Delayed.

ويبين الشكل (3) مراحل الانشطار النووي كدالة في الزمن وانطلاق كل من النيوترونات اللحظية والمتأخرة. وقد وجد أن 99% من مجموع النيوترونات الناتجة عن الانشطار هي نيوترونات لحظية. ثم يتوقف انطلاق هذ النيوترونات حالا بعد الانشطار. أما النيوترونات المتأخرة فيستمر انطلاقها من شظايا الانشطار لفترة زمنية قد تصل إلى بضع ساعات حسب خصائص هذه النيوترونات حيث يتناقص عددها بمرور الزمن.

الشكل (3)