Modele nucleare

La charge d`un noyau d`uranium, nous avons trouvé, était en effet assez grande pour surmonter l`effet de la tension superficielle presque complètement; de sorte que le noyau d`uranium pourrait en effet ressembler à une chute très instable, prêt à se diviser à la moindre provocation, comme l`impact d`un seul neutron. Mais il y avait un autre problème. Après la séparation, les deux gouttes seraient écartées par leur répulsion électrique mutuelle et acquerraient une grande vitesse et donc une très grande énergie, environ 200 MeV en tout; d`où vient cette énergie? … Lise Meitner… a établi que les deux noyaux formés par la Division d`un noyau d`uranium ensemble seraient plus légers que le noyau d`uranium d`origine par environ un cinquième de la masse d`un proton. Maintenant, chaque fois que la masse disparaît de l`énergie est créée, selon la formule d`Einstein E = MC2, et un cinquième d`une masse de proton était juste équivalent à 200 MeV. Voici donc la source de cette énergie; tout est équipé! [25] les règles pour l`ordonnancement des obus noyaux sont similaires aux règles de Hund des obus atomiques, cependant, contrairement à son utilisation en physique atomique, l`achèvement d`une coquille n`est pas signifié en atteignant le n suivant, en tant que tel le modèle de coquille ne peut pas prédire avec précision l`ordre o f États de noyaux excités, bien qu`il soit très réussi à prédire les États du sol. L`ordre des premiers termes est répertorié comme suit: 1s, 1P 3 ⁄ 2, 1P 1 ⁄ 2, 1D 5 ⁄ 2, 2S, 1D 3 ⁄ 2… Pour plus de précisions sur la notation se référer à l`article sur le symbole Russell-Saunders terme. Tous les isotopes matières fissiles et fissiles subissent une petite quantité de fission spontanée qui libère quelques neutrons libres dans n`importe quel échantillon de combustible nucléaire. Ces neutrons s`échappaient rapidement du combustible et deviendraient un neutron libre, avec une durée de vie moyenne d`environ 15 minutes avant de se décomposer en protons et en particules bêta. Cependant, les neutrons ont presque invariablement un impact et sont absorbés par d`autres noyaux dans le voisinage bien avant que cela se produise (les neutrons de fission nouvellement créés se déplacent à environ 7% de la vitesse de la lumière, et même les neutrons modérés se déplacent à environ 8 fois la vitesse du son).

Certains neutrons impacteront les noyaux de combustible et induisent des fissions supplémentaires, libérant encore plus de neutrons. Si suffisamment de combustible nucléaire est assemblé en un seul endroit, ou si les neutrons qui s`échappent sont suffisamment confinée, ces neutrons fraîchement émis sont plus nombreux que les neutrons qui s`échappent de l`assemblage, et une réaction en chaîne nucléaire soutenue aura lieu. Cette tendance des noyaux de produits de fission à la désintégration bêta est la cause fondamentale du problème des déchets radioactifs de haut niveau provenant des réacteurs nucléaires. Les produits de fission ont tendance à être des émetteurs bêta, émettant des électrons en mouvement rapide pour économiser la charge électrique, comme les neutrons excédentaires convertissent en protons dans les atomes de produit de fission. Voir produits de fission (par élément) pour une description des produits de fission triés par élément. Même les premières bombes à fission étaient des milliers de fois plus explosives qu`une masse comparable d`explosifs chimiques. Par exemple, Little Boy pesait un total d`environ quatre tonnes (dont 60 kg était du combustible nucléaire) et était de 11 pieds (3,4 m) de long; Il a également donné une explosion équivalente à environ 15 kilotonnes de TNT, détruisant une grande partie de la ville d`Hiroshima.