XVII. Кино 16 страница. Я. р. с тяжёлыми ионами характеризуются большим числом выходных каналов

Я. р. с тяжёлыми ионами характеризуются большим числом выходных каналов. Напр., при бомбардировке ²³²Th ионами ⁴⁰ Аг с энергией 379 Мэв образуются ядра Са, Аг, S, Si, Mg и Ne.

В случае Я. р. с тяжёлыми ионами различают: реакции передачи нуклонов, реакции передачи более сложных частиц и реакции слияния (образования составного ядра). Я. р., при к-рых происходит передача малого числа частиц или малой части энергии, наз. мягкими соударениями. Их теория имеет много общего с теорией прямых реакций. Я. р., в к-рых происходит передача значит, массы или энергии, наз. жёсткими соударениями или глубоко неупругими передачами. Угловые распределения продуктов этих Я. р. резко асимметричны; лёгкие продукты вылетают преим. под малыми углами к ионному пучку. Энергетич. распределение продуктов Я. р. имеет широкий максимум. Кинетич. энергия продуктов Я. р. близка к высоте выходных кулоновских барьеров и практически не зависит от энергии ионов.

При глубоко неупругих столкновениях ядер образуется короткоживущая промежуточная система. Несмотря на обмен массой и энергией, ядра промежуточной системы сохраняют индивидуальность за счёт прочно связанных сердцевин. В результате жёстких соударений образуется много новых нуклидов. В таких Я. р. могут возникать составные ядра с большими энергиями возбуждения (~100 Мэв) и угловыми моментами~50. Я. р. с образованием составного ядра служат для синтеза трансурановых элементов (слияние ядер мишений из РЬ и Bi с ионами ⁴⁰Аг, ⁵⁰Ti, ⁵⁴Cr, ⁵⁵Mn, ⁵⁸Fe). Напр., с помощью Я. р. ²⁰⁴ Pb (⁴⁰₁₈Ar, 2n)²⁴²₁₀₀Fm был осуществлён синтез фермия.

Лит.: Б л а т т Д ж., Вайскопф В., Теоретическая ядерная физика, М., 1954; Лейн А., Томас Р., Теория ядерных реакций при низких энергиях, М., 1960; Давыдов А. С., Теория атомного ядра, М., 1958; М у х и н К. Н., Введение в ядерную физику, 2 изд., М., 1965; Волков В. В., в кн.: Тр. Международной конференции по избранным вопросам структуры ядра, т. 2, Дубна, 1976, с. 45-65.

И. Я. Барит.

ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ, силы, удерживающие нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре. Обусловливают самые интенсивные из всех известных в физике взаимодействий (см. Сильные взаимодействия). Я. с. являются короткодействующими (радиус их действия ~ Ю-¹³ см, подробнее см. Ядро атомное).

ЯДЕРНЫЕ ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ, ядерные реакции, в к-рых частицы, вызывающие их, образуются как продукты этих реакций. Пока единственная известная Я. ц. р. - реакция деления урана и нек-рых трансурановых элементов (напр., ^23ЭРи) под действием нейтронов. После открытия (1939) нем. учёными О. Ганом и Ф. Штрасманом деления ядер нейтронами (см. Ядра атомного деление) Ф. Жолио-Кюри с сотрудниками, Э. Ферми, У. Зинн и Л. Силард (США) и Г. Н. Флёров показали, что при делении ядра вылетает больше 1 нейтрона:

n + U = А + В + v. (1)

Здесь А и В - осколки деления с массовыми числами А от 90 до 150, v > 1 - число вторичных нейтронов. Я. ц. р. впервые была осуществлена Э. Ферми (1942).

Пусть только часть f общего числа вторичных нейтронов может быть использована для продолжения реакции деления. Тогда на 1 нейтрон первого поколения, вызвавший деление, придётся К = vf нейтронов след, поколения, к-рые вызовут деление, и если К, наз. коэффициентом размножения нейтронов, больше 1, то число таких нейтронов будет возрастать во времени? по закону: га = п_ое^(к-1)t/т, где i - время жизни поколения нейтронов. Если К- 1= 1, то число делений в единицу времени постоянно, и может быть осуществлена самоподдерживающаяся Я. ц. р., Устройство, в к-ром происходит регулируемая самоподдерживающаяся Я. ц. р., наз. ядерным реактором. При достаточно больших значениях К-1 реакция перестаёт быть регулируемой и может привести к ядерному взрыву.

Рассмотрим Я. ц. р. на природном уране, содержащем практически 2 изотопа: ²³⁸U (99, 29%) и ²³⁵U (0, 71%), содержание ²³⁴U ничтожно. Ядро ²³⁸и делится только под действием быстрых нейтронов с энергией Е > 1 Мэв и малым эффективным поперечным сечением о _д = 0, 3 барна. Напротив, ядро ²³⁵U делится под действием нейтронов любых энергий, причём с уменьшением Есечение его деления а резко возрастает. При делении ²³⁸U или ²³⁵U быстрым нейтроном вылетает v ~ 2, 5 нейтрона с энергией от 0, 1 Мэв до 14 Мэв. Это означает, что при отсутствии потерь Я. ц. р. могла бы развиться в природном уране. Однако потери есть: ядро ²³⁸U могут захватывать нейтроны (см. Радиационный захват) с образованием ²³⁹U. Кроме того, при столкновении нейтронов с ядром ²³⁸U происходит неупругое рассеяние, при к-ром энергия нейтронов становится ниже 1 Мэв, и они уже не могут вызвать деление ²³⁸U. Большая часть таких нейтронов испытывает радиационный захват или вылетает наружу. В результате в этих условиях не может развиться Я. ц. р.

Для возбуждения Я. ц. р. в естеств. уране используется замедление нейтронов при их столкновении с лёгкими ядрами (²Н, ¹²С и др. замедлители). Оказалось, что сечение деления ²³³U на тепловых нейтронах о _д⁽⁵⁾ = 582 барна, сечение радиационного захвата в ²³³U (с образованием ^23S U) ст_р⁽⁵⁾ = 100 барн, а в ²³⁸U о_р⁽⁸⁾ = 2, 73 барна. При делении тепловыми нейтронами v = 2, 44. Отсюда следует, что число нейтронов Т|, к-рые могут вызвать деление ²⁵U, приходящееся на 1 поглощённый тепловой нейтрон предыдущего поколения, равно:
[ris]

Здесь PS/PS - отношение концентраций ²³⁸U и ²³⁵U. Это означает возможность развития Я. ц. р. в смеси природного урана с замедлителем.

Однако при делении на тепловых нейтронах рождаются быстрые нейтроны, которые, прежде чем замедлиться до тепловой энергии, могут поглотиться. Сечение радиац. захвата ²³⁸U имеет резонансный характер, т. е. достигает очень больших значений в определённых узких интервалах энергии. Роль резонансного поглощения в Я. ц. р. на тепловых нейтронах в однородных (гомогенных) смесях урана и замедлителей была впервые исследована Я. Б. Зельдовичем и Ю. Б. Харитоном в 1940. В однородной смеси вероятность резонансного поглощения слишком велика, чтобы Я. ц. р. на тепловых нейтронах могла осуществиться. Эту трудность обходят, располагая уран в замедлителе дискретно, в виде блоков, образующих правильную решётку. Резонансное поглощение нейтронов в такой гетерогенной системе резко уменьшается по 2 причинам: 1) сечение резонансного поглощения столь велико, что нейтроны, попадая в блок, поглощаются в поверхностном слое, поэтому внутр. часть блока экранирована и значит, часть атомов урана не принимает участия в резонансном поглощении; 2) нейтроны резонансной энергии, образовавшиеся в замедлителе, могут не попасть в уран, а, замедляясь при рассеянии на ядрах замедлителя, „уйти" из опасного интервала энергии. При поглощении теплового нейтрона в блоке рождается г\ вторичных быстрых нейтронов, каждый из к-рых до выхода из блока вызовет небольшое количество делений ²³⁸U. В результате число быстрых нейтронов, вылетающих из блока в замедлитель, равно ел, где е - коэфф. размножения на быстрых нейтронах. Бели ф - вероятность избежать резонансного поглощения, то только ет|ф нейтронов замедлится до тепловой энергии. Часть тепловых нейтронов поглотится в замедлителе. Пусть 0 - вероятность того, что тепловой нейтрон поглотится в уране {коэфф. теплового использования нейтро-еов). В гомогенной системе:
[ris]

гетерогенной системе:
[ris]

Здесь ри и рз - концентрации урана и замедлителя, о_п - соответствующие сечения поглощения, Ф - потоки нейтронов. В результате на 1 тепловой нейтрон первого поколения, совершающий деление, получается К_эф= е кпдФ9 нейтронов след, поколения, к-рые могут вызвать деление. Кбеск, - коэфф. размножения нейтронов в бесконечной гетерогенной системе. Если Кбеск - 1> 0, то реакция деления в бесконечной решётке будет нарастать экспоненциально.

Если система имеет ограниченные размеры, то часть нейтронов может покинуть среду. Обозначим долю нейтронов, вылетающих наружу, через 1-Р, тогда для продолжения реакции деления остаётся Кэф = К~Р нейтронов, и если К_эф> 1, то число делений растёт экспоненциально и реакция является саморазвивающейся. Т. к. число делений и, следовательно, число вторичных нейтронов в размножающей среде пропорционально её объёму, а их вылет (утечка) пропорционален поверхности окружающей среды, то Я. ц. р. возможна только в среде достаточно больших размеров. Напр., для шара радиуса [ris] отношение ооъема к поверхности равно К/3, и, следовательно, чем больше радиус шара, тем меньше утечка нейтронов. Если радиус размножающей среды становится достаточно большим, чтобы в системе проходила стационарная Я. ц. р., т. е. R - 1 = 0, то такую систему называют критической, а её радиус критическим радиусом.

Для осуществления Я. ц. р. в природном уране на тепловых нейтронах используют в качестве замедлителя вещества с малым сечением радиационного захвата (графит или тяжёлую воду D₂О). В замедлителе из обыкновенной воды Я. ц. р. на природном уране невозможна из-за большого поглощения нейтронов в водороде.

Чтобы интенсивность Я. ц. р. можно было регулировать, время жизни одного поколения нейтронов должно быть достаточно велико. Время жизни то тепловых нейтронов мало (то = 10-³ сек). Однако наряду с нейтронами, вылетающими из ядра мгновенно (за время 10-¹⁶ сек), существует небольшая доля ц т. н. запаздывающих нейтронов, вылетающих после b-распада осколков деления со средним временем жизни т_а = 14, 4 сек. Для запаздывающих нейтронов при делении ²³⁵U и" 0, 75-10-². Если К_эф> 1+и, то время Т чразгона" Я. ц. р. (равное времени, за к-рое число деления увеличивается в е раз) определяется соотношением:
[ris]

т. е. запаздывающие нейтроны не участвуют в развитии Я. ц. р. Практически важен другой предельный случай: К_эф- тогда:
[ris]

т. е. мгновенные нейтроны не играют роли в развитии реакции. Т. о., если Кэф< 1 + и, то Я. ц. р. будет развиваться только при участии запаздывающих нейтронов за время порядка минут и будет хорошо регулируемой (роль запаздывающих нейтронов была впервые отмечена Зельдовичем и Харитоном в 1940).

Я. ц. р. осуществляется также на уране, обогащённом ²³³U, и в чистом ²³⁵U. В этих случаях она идёт и на быстрых нейтронах. При поглощении нейтронов в ²³⁸и образуется ²³⁹Np, а из него после двух |3-распадов - ^23эРи, к-рый делится под действием тепловых нейтронов, с v = 2, 9. При облучении нейтронами ²³² Th образуется делящийся на тепловых нейтронах ²³³U. Кроме того, Я. ц. р. возможна в ²⁴¹Ри и изотопах Cm и Cf с нечётным массовым числом (см. Ядерное топливо). Из v нейтронов, образующихся в 1 акте деления, один идёт на продолжение Я. ц. р., и, если снизить потери, для воспроизводства ядерного горючего может сохраниться больше одного нейтрона, что может привести к расширенному воспроизводству горючего (см. Реактор-размножитель).

Лит.: Галанин А. Д., Теория ядерных реакторов на тепловых нейтронах, 2 изд., М., 1959; Вейнберг А., В и гн е р Е., Физическая теория ядерных реакн торов, пер. с англ., М., 1961; Зельдович Я. Б., Харитон Ю. Б., " Журнал экспериментальной и теоретической физики", 1940, т. 10, в. 1, с. 29 - 36; в. 5, с. 477 - 82; Ферми Э., Научные труды, т. 2, М., 1972, с. 308. _ П. Э. Немировский.

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ, грандиозный по своим масштабам и разрушительной силе; взрыв, вызываемый высвобождением ядерной энергии. К возможности овладения ядерной энергией физики вплотную подошли в начале второй мировой войны 1939-45. Первая т. н. атомная бомба была создана в США объединёнными усилиями большой группы крупнейших учёных, многие из к-рых эмигрировали из Европы, спасаясь от гитлеровского режима. Первый испытательный Я. в. был произведён 16 июля 1945 близ Аламогордо (шт. Нью-Мексико, США); б и 9 авг. 1945 две американские атомные бомбы были сброшены на япон. города Хиросима и Нагасаки (см. Ядерное оружие). Энергия первых Я. в. оценивалась примерно в 10²¹ эрг (10¹⁴ дж), что эквивалентно выделению энергии при взрыве ок. 20 тыс. т (кт) тротила (энергию Я. в. обычно характеризуют его тротиловым эквивалентом). В СССР первый атомный взрыв был осуществлён в авг. 1949, а 12 авг. 1953 в СССР было проведено первое испытание значительно более мощной водородной бомбы. В дальнейшем ядерные державы производили испытательные Я. в. с энергиями до десятков млн. т (Mm) тротилового эквивалента.

К Я. в. может привести либо ядерная цепная реакция деления тяжёлых ядер х(напр., ²³⁵U и ^23ЭРи), либо термоядерная реакция синтеза ядер гелия из более лёгких ядер. Ядра ²³⁵U и ²³¹⁾Ри делятся при захвате нейтрона на два осколочных ядра средней атомной массы; при этом рождается также неск. нейтронов (обычно два-три). Сумма масс всех дочерних частиц меньше массы исходного ядра на величину Am, называемую дефектом массы. Дефекту массы, согласно соотношению А. Эйнштейна, отвечает энергия ДЕ = Am -с² (с - скорость света), к-рая представляет собой энергию связи продуктов деления в исходном ядре. Высвобождение этой энергии при быстро развивающейся цепной ядерной реакции деления и приводит к взрыву. На одно делящееся ядро энергия ДЕ составляет ок. 200 Мэв. В 1 кг ²³⁵U или ²³⁹Ри содержится 2, 5'10²⁴ ядер. При делении всех этих ядер выделяется огромная энергия, равная примерно Ю²¹ эрг.

Возможность протекания цепной реакции деления обусловлена тем, что в акте деления рождается более одного нейтрона. Каждый из них также может произвести деление ядер. Следующее поколение нейтронов делит другие ядра и т. д. Напр., если по два нейтрона каждого поколения производят деление, то через 80 поколений реакция, начавшаяся с одного нейтрона, приведёт к распаду всех ядер 1 кг делящегося вещества. Обычно не все нейтроны вызывают деление ядер, часть из них теряется. Если потери слишком велики, то цепная реакция развиться не может. Вероятность потери отд. нейтрона тем выше, чем меньше линейные размеры и масса делящегося вещества. Предельные условия, когда в веществе может развиться цепная реакция, наз. критическими. Они характеризуются плотностью, геометрией, массой вещества (напр., существует критическая масса). Делящееся вещество в ядерном заряде располагают так, чтобы оно находилось в докритических условиях (напр., чтобы масса была рассредоточена). В нужный момент осуществляются сверхкритич. условия (всю массу собирают вместе), и тогда инициируется цепная реакция. Собрать всю массу необходимо очень быстро, для того чтобы реакция протекала при возможно большей степени сверхкритичности и до разлёта нагревающегося вещества успела бы прореагировать возможно большая его доля. Возможности повышения мощности Я. в., основанного на цепной реакции деления ядер, практически ограничены, т. к. очень трудно большую массу делящегося вещества, вначале расположенную в док-ритич. форме, достаточно быстро превратить в сверхкритическую.

Я. в. большой мощности с эквивалентом в миллионы и десятки млн. т тротила основаны на использовании реакции термоядерного синтеза. Осн. реакция здесь - превращение двух ядер тяжёлых изотопов водорода (дейтерия ²Н и трития ³Н) в ядро гелия ⁴Не и нейтрон. В одном акте выделяется энергия 17, 6 Мэв. При полном превращении 1 кг тяжёлого водорода выделяется энергия, примерно в 4 раза превышающая энергию деления 1 кг ²³⁵U или ²³⁹Ри. Для того чтобы положительно заряженные ядра ²Н и ³Н могли столкнуться и испытать превращение, они должны преодолеть действующие между ними электрич. силы отталкивания, т. е. обладать значит, скоростью (кинетич. энергией). Поэтому термоядерная реакция, используемая в водородной бомбе, протекает при очень высоких темп-pax - порядка десятков млн. градусов, что достигается при Я. в. атомной бомбы, применяемой в качестве " запала" в водородной бомбе. Поскольку водород в обычном состоянии представляет собой газ, при осуществлении термоядерного взрыва используют твёрдые водородсодержащие вещества ⁶ Li ²Н, ⁶ Li ³Н. Ядра лития и сами участвуют в термоядерной реакции, повышая энерге-тич. выход термоядерного взрыва.

Непосредственно после завершения ядерной реакции к моменту времени 10-' сек, отсчитываемому от её начала, выделившаяся энергия оказывается сосредоточенной в весьма ограниченных массе и объёме (порядка 1 т и 1 м³). Темп-pa и давление при этом достигают колоссальных величин порядка 10 млн. градусов и миллиарда атмосфер. Существенная доля энергии высвечивается этим нагретым веществом в виде мягкого рентгеновского излучения, к-рое, однако, может распространиться на большое расстояние только при Я. в. в чрезвычайно разреженной атмосфере - на высотах порядка 100 км и выше. Во всех остальных случаях - при взрывах в воздухе на не очень больших высотах, под землёй, под водой - почти вся энергия взрыва переходит в среду, непосредственно окружающую вещество ядерного заряда: воздух, землю, воду. Под действием высокого давления в окружающей среде возникает сильная ударная волна, Я. в. порождает также проникающую радиацию - потоки гамма-квантов и нейтронов, к-рые уносят неск. процентов от всей энергии взрыва и распространяются в воздухе при атм. давлении на много сотен м.

Воздух в ударной волне Я. в. нагревается до сотен тыс. градусов и начинает ярко светиться, возникает т. н. огненный шар. Вначале поверхность огненного шара совпадает с фронтом ударной волны, и они вместе расширяются с большой скоростью. Напр., при Я. в., эквивалентном 20 кт, в воздухе атм. давления через Ю-⁴ сек радиус огненного шара равен примерно 14 м; через 0, 01 сек - 100 м. На этой стадии происходит отрыв ударной волны от границы огненного шара. Ударная волна, уже не вызывая свечение, уходит далеко вперёд; расширение огненного шара замедляется, а затем вовсе прекращается. Через 0, 1 сек радиус огненного шара достигает своей макс, величины - примерно 150 м; темп-pa свечения в этой стадии составляет ок. 8000 К. Через 1 сек яркость свечения начинает падать, и через 2-3 сек свечение практически прекращается. Всего на световое излучение приходится примерно треть всей энергии взрыва. Это излучение, более яркое, чем излучение Солнца, оказывает очень сильное поражающее действие, вызывая даже на расстоянии 2 км пожары, обгорание предметов, ожоги у людей и животных. Через 10 сек ударная волна уходит на расстояние 3, 7 км от центра Я. в. Сильное разрушающее действие на дома, пром. постройки, воен. технику ударная волна Я. в. в 20 кт оказывает на расстоянии до 1 км.

Нагретый воздух огненного шара после прекращения свечения, будучи менее плотным, чем окружающий воздух, поднимается вверх под действием архимедовой силы (см. Архимеда закон). В процессе подъёма нагретый воздух расширяется и охлаждается, в нём происходит конденсация паров воды. Так образуется характерное клубящееся облако Я. в. поперечником в сотни м. Через минуту оно достигает высоты 4 км, через 10 мин - 10 км. В дальнейшем это облако, содержащее продукты ядерных реакций, разносится ветрами и возд. течениями на расстояния в десятки и сотни км. Продукты деления ядер обладают радиоактивностью, они испускают -у-кванты и электроны. Под действием радиоактивности и вследствие выпадения радиоактивных осадков происходит радиоактивное заражение местности в области следа облака, к-рое является одним из опаснейших последствий Я. в., вызывая лучевую болезнь у людей и животных. Особенно опасны в отношении радиоактивного действия Я. в. на малой высоте, когда огненный шар при своём расширении касается поверхности Земли, вверх вздымается огромный столб пыли и земли, и радиоактивные продукты впоследствии выпадают вместе с пылью. Радиус действия ударной волны приблизительно пропорционален корню кубическому из значения энергии, выделяющейся при взрыве. Напр., радиус очень сильного разрушающего действия Я. в. в 20 Mm примерно в 10 раз больше, чем для Я. в. в 20 кт, т. е. порядка 10 км. Такой взрыв может уничтожить большой город.

При Я. в. на очень больших высотах, выше 100-200 км, также возникают ударная волна и огненный шар, но в световое излучение переходит значительно меньшая доля энергии Я. в., т. к. вследствие сильной разреженности воздух излучает свет гораздо слабее. Одним из важнейших последствий высотного Я. в. являются возникновение больших областей повышенной ионизации с радиусом в десятки и даже сотни км и возмущение атмосферы. Ионизация вызывается действием рентгеновского и y-излучений (а также нейтронов) и приводит к серьёзным нарушениям в работе средств радиолокации и радиосвязи. Высотные Я. в., осуществлённые в 1958-62 в США, показали, что устойчивая радиосвязь может прерываться на десятки мин.

При подводном взрыве примерно половина всей энергии содержится в первичной ударной волне, к-рая и производит осн. разрушения. Для подводного взрыва характерно образование большого пузыря вокруг центра взрыва, к-рый совершает пульсирующие движения, затухающие с течением времени. Вторичные волны, излучаемые за счет пульсаций пузыря, оказывают значительно меньшее действие, чем первичная ударная волна. Радиус сильного разрушающего действия, приводящего к потоплению кораблей (при Я. в. в 20 кт на небольшой глубине), составляет ~0, 5 км. При подводном Я. в. появляется " султан" - огромный столб нлд поверхностью воды, состоящий из водяной пыли и брызг. Возникают также сильные поверхностные волны, к-рые распространяются на многие км (при взрыве в 20 кт на расстоянии 3 км от эпицентра взрыва высота гребня волны достигает 3 м).

При подземном Я. в. разрушения производит также ударная волна. Как и при подводном взрыве, в центре возникает газовый пузырь высокого давления. При неглубоком взрыве образуется огромная воронка, в воздух поднимается столб пыли и земли. Подземный Я. в. вызывает толчок, по своему действию аналогичный землетрясению. По своей энергии Я. в. в 20 кт можно сравнить с землетрясением силой в 5 М (магнитуд) по шкале Рихтера (см. Магнитцда землетрясения). Я. в. водородной бомбы в 20 Mm соответствует землетрясению с силой 7 М. Сейсмические волны подземных Я. в. регистрируются на расстояниях в тысячи км от места взрыва.

Ю. Л. Райзер.

Подземные Я. в. применялись в мирных целях для крупномасштабных горных работ, добычи полезных ископаемых и др. Различают заглублённый Я. в. наружного действия и подземного (камуфлетного), когда радиус разрушающего действия не достигает поверхности земли. Я. в. наружного действия, с помощью к-рых можно направленно перемещать огромные массы горных пород (для вскрытия месторождений полезных ископаемых, стр-ва каналов, набросных плотин, водоёмов, искусств, гаваней и т. п.), требуют создания ядерных устройств и методов их детонации, гарантирующих отсутствие радиоактивного загрязнения атмосферы и полную безопасность биосферы. Камуфлетн ы е Я. в. осуществляются при заглублении заряда до неск. км. Эти взрывы интенсифицируют разработку истощённых нефтяных и газовых месторождений, создают (в пластичных породах) ёмкости-хранилища (для природного газа, нефтепродуктов, захоронения отходов и т.п.), позволяют дробить крепкие рудные тела (для их извлечения), ликвидируют аварийные газовые и нефтяные фонтаны.

Лит.: Действие ядерного оружия, пер. с англ., М., I960; Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П., Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, 2 изд., М., 1966; К о у л Р., Подводные взрывы, пер. с англ., М., 1950; Подземные ядерные взрывы, пер. с англ., М., 1962; Ядерный взрыв в космосе, на земле и под землей, пер. с англ., М., 1974; Атомные взрывы в мирных целях, М., 1970; И зр а э л ь Ю. А., Мирные ядерные взрывы и окружающая среда, Л., 1974.

ЯДЕРНЫЙ ЗАРЯД, устройство, содержащее запас ядерной энергии, заключённой в определённых веществах, и приспособления, к-рые обеспечивают быстрое освобождение энергии для осуществления ядерного взрыва. Я. з. бывают двух типов, один из к-рых по традиции наз. атомным, другой - водородным. Действие Я. з. 1-го типа (атомной бомбы) основано на освобождении ядерной энергии при делении нек-рых тяжёлых ядер (урана ²³⁵U, плутония ²³⁹Pu, см. Ядерный взрыв)', действие Я. з. 2-го типа (водородной бомбы) - на термоядерной реакции синтеза ядер гелия из более лёгких ядер (дейтерия, трития или их смеси с ⁶Li), при к-рой выделяется примерно в 4 раза больше энергии, чем при распаде одинакового по массе количества делящегося вещества. Испытывались Я. з. мощностью от неск. кт до неск. десятков Mm тротилового эквивалента. Мощность Я. з. определяется как количеством содержащегося в заряде делящегося вещества или изотопов водорода, так и его конструкц. особенностями, создающими условия для вступления в ядерную реакцию макс, количества вещества. Важным элементом конструкции Я. з. является инициирующий заряд, создающий сверхкритич. условия для делящегося вещества в атомном заряде и необходимую темп-ру в водородном заряде (в последнем случае в качестве инициирующего заряда применяется атомный заряд). При конструктивном оформлении Я. з. помещают в стальную оболочку, так что общая его масса вместе с инициирующими устройствами составляет обычно от неск. сотен кг до неск. т. При употреблении Я. з. в качестве ядерного оружия его для доставки к месту назначения помещают в авиац. бомбу, боевую головку ракеты, в торпеду и т. п.

Я. з. применялись в мирных целях для различных крупномасштабных взрывных работ, при добыче полезных ископаемых и т. д.

Лит. см. при ст. Ядерный взрыв.

ЯДЕРНЫЙ КВАДРУПОЛЬНЫЙ РЕЗОНАНС (ЯКР), резонансное поглощение электромагнитной энергии в кристаллах, обусловленное переходами между энергетич. уровнями, образующимися в результате взаимодействия ядер, обладающих электрич. квадрупольным моментом, с электрич. кристаллическим полем. ЯКР является частным случаем ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в кристаллах. Т. н. " чистый" ЯКР наблюдается в отсутствии постоянного магнитного поля.

Взаимодействие квадрупольного момента ядра с неоднородным внутр. электрич. полем Е кристалла приводит к появлению энергетич. состояний, соответствующих различным ориентациям ядерного спина S относительно кристаллографич. осей. Радиочастотное магнитное поле, так же как и в случае ЯМР, вызывает вынужденные магнитные дипольные переходы между этими состояниями, что обнаруживается как резонансное поглощение электромагнитной энергии. Т. к. энергия квадрупольного взаимодействия изменяется в широких пределах в зависимости от свойств ядра и структуры кристалла, то частоты ЯКР лежат в диапазоне от сотен кгц до тысяч Мгц. Положение энергетич. уровней не зависит от ориентации осей кристалла относительно прибора, что позволяет пользоваться поликристаллич. образцами. Аппаратура, применяемая для исследования ЯКР, принципиально не отличается от спектрометров ЯМР.

При исследовании ЯКР измерения в отсутствии постоянного магнитного поля Но дополняются измерениями в поле Но. В зависимости от соотношения между энергией квадрупольного взаимодействия ядра с полем Е и энергией магнитного взаимодействия с полем Но говорят о квадрупольном расщеплении линий

ЯМР или о зеемановском расщеплении в ЯКР.

Метод ЯКР применяется в ядерной физике для определения квадрупольных моментов ядер. Методом ЯКР исследуются также симметрия и строение кристаллов, степень упорядоченности макромолекул и характер хим. связи. Исследования кристаллов осн. на связи между структурой кристаллов и значениями градиентов поля Е. Если в случае ЯМР структура кристаллов определяет только возмущения зеемановских уровней, приводящие к уширению и расщеплению линий, то в случае ЯКР структура кристалла определяет сами резонансные частоты. Для ЯКР характерна сильная зависимость ширины линий от наличия дефектов в кристалле. Измерение ширины линий позволяет исследовать внутр. напряжения, присутствие примесей и явления упорядочения в кристаллах.

Лит.: Абрагам А., Ядерный магнетизм, пер. с англ., М., 1963; Гречи шк и н В. С., Ядерные квадрупольные взаимодействия в твердых телах, М., 1973; Сём и н Г. К., Бабушкина Т. А., Якобсон Г. Г., Применение ядерного квадрупольного резонанса в химии, Л., 1972.

ЯДЕРНЫЙ МАГНЕТОН, см. Магнетон.