الانشطار بواسطة الجسيمات المشحونة

يعتبر الانشطار - من الناحية النظرية - ممكن الحدوث عند قذف نواة ما بجسيمات مشحونة وقد وجد أنه يمكن أن نشطر الأنوية متوسطة الكتلة عند قذفها بالبروتونات. فعلى سبيل المثال عندما تقذف أنوية النحاس - 63 بالبروتونات (الطاقة تبلغ 50 م. أ. ف. على الأقل) فإنها تنشطر إلى الكلور والألمنيوم حسب العلاقة:

(1) .............

كما ويمكن أن تنشطر إلى الصوديوم والبوتاسيوم حسب العلاقة:

(2) ...............

كما ويمكن أن يحدث الانشطار لعدة أنوية متوسطة مثل البروم - 79 والفضة 107 والقصدير 118. حيث يمكن التعرف على شظايا الانشطار بالتحليل الكيميائي للنواتج. يبين الشكل (1) مقطع الانشطار كدالة في طاقة البروتونات الساقطة على النحاس.

الشكل (1)

لقد وجد أنه يمكن أن يحدث تفاعل الانشقاق spallation حيث يمكن ان تنشق النواة الهدف عند قذفها بالبروتونات وتنتج نواة جديدة وتنطلق مجموعة عن الجسيمات. كما تبين ذلك في العلاقتين التاليتين:

(3)..............

(4)..............

حيث تبلغ طاقة البداية لإنتاج الكلور حوالي 110 م.أ.ف. بينما تبلغ هذه الطاقة لإنتاج الصوديوم حوالي 170 م. أ. ف. وذلك كما يتضح من الشكل (1).

لقد وجد أيضاً أن الأنوية الثقيلة يمكنها هي الأخرى الانشطار عند قذفها بالجسيمات المشحونة. وقد تمت دراسة منتوج الانشطار لنواة Pu²³⁹ عند قذفها بالديوترونات بطاقات مختلفة وتبين أن منحنى المنتوج يعتمد على الطاقة كما يبين ذلك الشكل (2). حيث نجد أنه عند الطاقات المنخفضة فإن شكل المنتوج يتميز بوجود قمتين واضحتين تمثلان شظيتي انشطار أحدهما ثقيلة والأخرى خفيفة وهي السمة التي بيناها في الشكل (1). أما القاع المبين بالشكل فيمثل الانشطار المتماثل حيث تنطلق شظيتان متماثلتا الكتلة. وعندما تزداد طاقة الديوترونات فإن هذا القاع يأخذ في الارتفاع تدريجياً حتى يختفي نهائياً. ويأخذ الشكل منحنى ذا قمة واحدة تمثل انشطاراً متماثلاً (عند طاقات أعلى من 20.4 م.أ.ف. كما بالشكل 2).

الشكل (2)