1. Анализ делимости ядер и возможности достижения цепной ядерной реакции по параметрам потенциальных барьеров.

2 частицы с полностью совпадающим набором квантовых чисел не могут существовать => не сущ ядра с 2 нейтронами. Свободный нейтрон живет ~10,6 мин

1. Надо найти делящееся ядро с min барьером дел-я, чтобы энергетические затраты были миним.

2. В осн д.б. такой нуклид, кот можно накопить. + он должен жить долго.

3. Надо обеспечить взаим-е ядра с вылет из ямы частицей так, чтобы не было кулоновского барьера.

Наличие потенциального барьера препятствует мгновенному самопроизвольному делению ядер. Для того чтобы ядро мгновенно разделилось, ему необходимо сообщить энергию Q, превышающую высоту барьера Н. Максимум потенциальной энергии делящегося ядра примерно равен е²Z²/(R₁+R₂), где R₁ и R₂ - радиусы осколков. Например, при делении ядра золота на два одинаковых осколка е²Z²/( R₁+ R₂) = 173 МэВ, а величина энергии Е, освобождающейся при делении, равна 132 МэВ. Таким образом, при делении ядра золота необходимо преодолеть потенциальный барьер высотой около 40 Мэв.

Высота барьера Н тем больше, чем меньше отношение кулоновской и поверхностной энергии Ек/Еп в начальном ядре. Это отношение, в свою очередь, увеличивается с увеличением параметра делимости Z²/А. Чем тяжелее ядро, тем меньше высота барьера Н, так как параметр делимости увеличивается с ростом массового числа:

Е_к/Е_п = (a₃Z²)/(a₂A) ~ A.

Таким образом, более тяжелым ядрам, как правило, нужно сообщить меньшую энергию, чтобы вызвать деление.

Высота барьера деления обращается в нуль при 2Е_п - Е_к = 0. В этом случае

2Е_п/Е_к = 2 a₂A/(a₃ Z²) =1,

откуда

Т .е. согласно капельной модели в природе должны отсутствовать ядра с Z²/А > 49, так как они практически мгновенно (за характерное ядерное время порядка 10-22 с) самопроизвольно делятся. Существование атомных ядер с с Z²/А > 49 ("остров стабильности") объясняется оболочечной структурой.

- Зависимость формы, высоты потенциального барьера H и энергии деления E от величины параметра делимости Z2/А

Самопроизвольное деление ядер с Z²/А < 49, для которых высота барьера Н не равна нулю, с точки зрения классической физики невозможно. С точки зрения квантовой механики такое деление возможно в результате прохождения через потенциальный барьер и носит название спонтанного деления. Вероятность спонтанного деления растет с увеличением параметра делимости Z²/А, т.е. с уменьшением высоты барьера. В целом период полураспада относительно спонтанного деления уменьшается при переходе от менее тяжелых ядер к более тяжелым от Т_1/2 > 10²¹ лет для ²³²Th до 0.3 с для 2⁶⁰Кu. Вынужденное деление ядер с Z²/А < 49 может быть вызвано любыми частицами: фотонами, нейтронами, протонами, дейтронами, -частицами и т.д., если энергия, которую они вносят в ядро достаточна для преодоления барьера деления.

2. Физика эмиссии запаздывающих электронов деления.

 Уменьшение энергии отделения протона при продвижении в область протоно-избыточных изотопов делает возможным радиоактивные распады с испусканием запаздывающих протонов (см рис. 2). Исходное ядро (Z,N) в результате  ⁺-распада или e-захвата превращается в ядро (Z-1,N+1). Если энергия возбуждения E^* ядра (Z-1,N+1) больше энергии отделения протона B_p, то открыт канал распада возбужденного состояния ядра (Z-1,N+1) с испусканием протона Оказалось, что небольшая доля (~1%) нейтронов, испускающихся в процессе деления, появляется с некоторым запаздыванием относительно момента деления (так называемые запаздывающие нейтроны). Время запаздывания достигает 1 мин. Было установлено, что запаздывающие нейтроны испускаются остановившимися осколками после предварительного  ^--распада. Причины испускания запаздывающих нейтронов легко понять из рис. 15.  -Распад осколков приводит к образованию дочерних ядер не только в основном, но и в возбужденных состояниях. Если энергия возбуждения превышает энергию отделения нейтрона В(n), то происходит испускание запаздывающих нейтронов.

Схема образования запаздывающих нейтронов:Е* - энергия возбуждения ядра (А, Z+1); В(n) - энергияотделения нейтрона в ядре (А, Z+1); Е_n - кинетическая энергия запаздывающего нейтрона