Tuuma lõhustumine on füüsikaline protsess, mis seisneb ebastabiilseks peetava aatomi tuuma jagamises kaheks väiksemaks tuumaks selliste osakeste nagu näiteks neutronite pommitamise kaudu.
See protsess on eksotermiline keemiline reaktsioon ja toimub siis, kui vabanenud energia on suur. Seda peetakse tuuma transmutatsiooni vormiks, kuna tekkinud fragmendid ei ole sama elemendiga kui neid tekitanud isotoop.
Esimesed uuringud teemal tuuma lõhustumise protsess need avastasid 1939. aastal Otto Hahn (1879-1968) ja Fritz Strassmann (1902-1980).
See protsess algab siis, kui rasket tuuma tabab neutron ja pärast kokkupõrget vabastab see tohutu hulga energiat.
Kokkupõrke käigus vabanevad uued neutronid, mis põrkuvad kokku uute tuumadega, põhjustades järjestikuseid tuumade lõhustumisi, tekitades seeläbi reaktsiooni, mida nimetatakse Ahelreaktsioon, vastavalt allpool toodud skeemile:
Oluline on ka tuumalõhustumise protsess tuumaenergia tootmine. Tuumareaktorid suudavad juhtida lõhustumisprotsessi vägivalda, pidurdades neutronite tegevust, nii et plahvatust ei toimu. Ja nii tekib tuumaenergia, mida peetakse puhtaks, tõhusaks ja mis ei eralda gaase.
Lisateave Tuumaenergia.
Oluline tegur tuumalõhustumisprotsessi määramisel on südamiku stabiilsuse analüüs. Selle teostamiseks on vaja arvutada prootonite arvu ja neutronite arvu suhe.
Neutronite puudumine võib muuta prootonite vahekauguse liiga lühikeseks, tõrjumine muutub paratamatuks, põhjustades tuuma lõhustumise. Tuumajõud on aga lühikese leviga ja neutronite liig võib põhjustada jätkusuutmatu elektromagnetilise tõukejõu pinna, mis võib põhjustada ka tuuma lõhustumist.
Tuuma lõhustumine ja tuumasüntees
Sageli viiakse tuumalõhustumine ja termotuumasüntees koos läbi, mis võib nende tegelikes eesmärkides segadust tekitada.
Kuigi tuuma lõhustumine koosneb lõhesta aatom neutronpommitamise teel kaheks või enamaks fragmendiks, vabastades suures koguses tuuma termotuumasüntees on võimeline vabastama ka suures koguses energiat, kuid selle kaudu kahe aatomi liitumine või kokkupõrge. See liit on sihilikult tehtud.
Tuumalõhustumise näited
Tuntuim tuumalõhustumise näide on reaktsioon, mis toimub uraaniga. Kui piisava energiaga neutron satub uraani tuuma, vabastab see neutroneid, mis võivad põhjustada teiste tuumade lõhustumist, nagu on näidatud alloleval pildil:
See reaktsioon vabastab teadaolevalt ka suures koguses energiat.
Tuumalõhustumist kasutatakse aga ka muudes protsessides, näiteks radioaktiivsus, mis tuleneb lõhustumisprotsessist ja mida kasutatakse meditsiinis näiteks kasvajate ja muude haiguste raviks.
Vaadake lisateavet Radioaktiivsus.
Kuid seda kasutatakse kõige rohkem aatomipommide tootmisel, mis pärinevad tuumasünteesi ja lõhustumise protsessist. Neil on kõrge hävitav jõud.
