Рассмотрим
подробнее процесс испускания запаздывающих нейтронов осколками деления
(см. §5.2), которые используются для управления цепной реакцией деления (см. §5.3).
Время появления запаздывающих нейтронов деления, в отличие от мгновенных (см.
§5.2), определяется периодами полураспада ядер предшественников. На рис.
3.5.3 изображена схема образования запаздывающих нейтронов при распаде ядра 87Br,
образующегося при делении 235U.
Примерно в двух случаях из ста β--распадов
ядра 87Br
дочернее ядро 87Кrвозникает
в сильно возбужденном состоянии с энергией возбуждения 
= 5,8
МэВ. Энергия связи последнего нейтрона в ядре 87Кr
составляет εn = 5,53
МэВ, которая меньше энергии возбуждения и потому испускается нейтрон с
кинетической энергией 0,27 МэВ и образуется стабильное ядро 86Кr.
Можно указать две причины такой малой величины энергии связи последнего нейтрона:
ядра осколков деления пересыщены нейтронами (лежат ниже дорожки стабильности,
см. рис. 1.1.2); и, кроме этого, ядро 87Кr имеет один лишний нейтрон
сверх замкнутой оболочки из 50 нейтронов в магическом ядре 
.
Такие же причины вызывают появление запаздывающих нейтронов при β--распаде
тяжелого осколка деления 137I,
которое может превращаться в сильно возбужденное ядро 137Хе*.
Испустив нейтрон, ядро 137Хе* превращается в стабильное
ядро 
с
магическим числом нейтронов, равным 82.
Таким образом, можно указать два обстоятельства, благоприятствующие выполнению условия (3.5.17) и, следовательно, появлению запаздывающих нейтронов при β--распаде: - запрет образования дочернего ядра в основном энергетическом состоянии и малая величина энергии εn связи нейтрона.
Если ядра сильно перегружены
нейтронами и находятся ниже дорожки стабильности (рис. 1.1.2), то возможно образование
последовательных цепочек β--распадов.
Подобная ситуация наблюдается в ядерном реакторе, когда продукты (осколки) деления
с разной вероятностью образует большое число (сотни) различных цепочек
‑
распадов. На рис. 3.5.4показаны двеизчисла
наиболее вероятных цепочек, на которых отмечено испускание запаздывающих нейтронов
ядрами 139Хе и 94Sr,
физическая причина появления которых рассмотрена выше.
В цепочке β--распадов 95Kr наблюдается еще одно распространенное явление, называемое ядерной изомерией. Ядро 95Zr при распаде образует изомерную пару: возникновение с разной вероятностью ядер 95mNb в метастабильном состоянии и ядер 95Nb в основном энергетическом состояние. Подробнее явление ядерной изомерии рассмотрено в §3.6.
Теория b-распада была создана Ферми в 1934 г. по аналогии с квантовой электродинамикой, в которой испускание и поглощение фотонов рассматривается как результат взаимодействия заряда с создаваемым им самим электромагнитным полем (см. §1.9 п.5). При этом фотоны не содержатся в готовом виде в зарядах, а рождаются непосредственно в момент испускания.
В теории Ферми процесс b-распада рассматривается как результат взаимодействия нуклона с новым видом поля (электроно-нейтринным полем), в результате которого нуклон, находясь в одном из двух возможных нуклонных состояниях — протонном или нейтронном - испускает b-частицу и нейтрино и переходит в другое нуклонное состояние. Нуклоны являются источниками b-частиц и нейтрино, которые рождаются непосредственно в момент преобразования нуклонов в электроно-нейтринном поле. Такого рода поля в настоящее время называются электрослабыми.
