Спонтанное деление не относится к экзотическим явлениям в смысле неожиданности его открытия.

Природный уран содержит очень мало ²³⁵U (изотопа, способного к спонтанному делению), всего 0,72%. Со временем его становится всё меньше, но эта доля одинакова практически везде — в земной коре, лунном грунте и даже в метеоритах... На фото: отполированный руками любознательных туристов кусочек поверхности железного метеорита Гоба, крупнейшего из известных метеоритов (обнаружен в юго-западной Африке, в Намибии, близ фермы Гоба-Уэст в 1920 году). Фото Натальи Домриной.

Предсказанная экзотика. Четвёртый вид радиоактивности

Спонтанное деление не относится к экзотическим явлениям в смысле неожиданности его открытия. Наоборот, это явление было вполне предсказуемым и искали его целенаправленно. Экзотика заключалась в другом — требовалось обнаружить у урана новый радиоактивный процесс, вероятность которого в 10²⁰ раз меньше испытываемого им α-распада.

Механизм спонтанного деления аналогичен механизму α-распада. Это квантовомеханическое прохождение осколков деления урана не поверх барьера, а сквозь него — туннельный переход. Из-за больших массы и заряда осколков и высоты барьера вероятность спонтанного деления урана чрезвычайно мала. Тем не менее в 1940 году аспиранты И. В. Курчатова — Георгий Николаевич Флёров и Константин Антонович Петржак открыли его при помощи специально изготовленной многослойной ионизационной камеры, пластины которой были покрыты тонким слоем урана. Осколки, образующиеся при делении урана, создавали в камере ионизационные импульсы, которые регистрировал механический счётчик. Форма импульсов и их распределение по амплитуде оказались идентичными соответствующим параметрам импульсов, образующихся при вынужденном делении под действием нейтронов. Кроме того, серия контрольных опытов показала, что наблюдавшийся эффект не мог возникнуть ни от космического излучения, ни от наводок в усилителе, ни от наложения многих импульсов от α-частиц, то есть действительно обязан своим происхождением спонтанному делению. О масштабе обнаруженного эффекта можно судить по тому, что в первом опыте наблюдалось в среднем шесть импульсов деления в час, что соответствует периоду полураспада Т1/2 ≃ 4·10¹⁶ лет...

Статьи по теме

• Экзотическая ядерная физика для любознательных
• Экзотическая ядерная физика для любознательных

№5, 2017