Ydinfissio on fyysinen prosessi, joka koostuu epävakaaksi katsotun atomin ytimen jakamisesta kahdeksi pienemmäksi ytimeksi hiukkasien, kuten neutronien, pommituksen kautta.
Tämä prosessi on eksoterminen kemiallinen reaktio ja tapahtuu, kun vapautuu suuri määrä energiaa. Sitä pidetään ydinmuunnoksen muodona, koska syntyvät fragmentit eivät ole samaa elementtiä kuin ne, jotka ovat synnyttäneet ne.
Ensimmäiset tutkimukset ydinfissioprosessi ne löysivät vuonna 1939 Otto Hahn (1879-1968) ja Fritz Strassmann (1902-1980).
Tämä prosessi syntyy, kun raskas ydin osuu neutroniin ja törmäyksen jälkeen se vapauttaa valtavan määrän energiaa.
Törmäyksen aikana vapautuu uusia neutroneja, jotka törmäävät uusiin ytimiin aiheuttaen peräkkäisiä ytimien fissioita, mikä muodostaa reaktion, jota kutsutaan Ketjureaktio, alla olevan järjestelmän mukaisesti:
Ydinfissioprosessi on myös tärkeä ydinvoiman tuotanto. Ydinreaktorit pystyvät hallitsemaan fissioprosessin väkivaltaa hidastamalla neutronien toimintaa siten, että räjähdystä ei tapahdu. Ja tällä tavalla syntyy ydinenergiaa, jota pidetään puhtaana, tehokkaana ja joka ei aiheuta kaasuja.
Lisätietoja Ydinenergia.
Tärkeä tekijä ydinfissioprosessin määrittämisessä on ytimen vakauden analysointi. Sen suorittamiseksi on tarpeen laskea protonien lukumäärän ja neutronien lukumäärän suhde.
Neutronien puute voi tehdä protonien välisestä etäisyydestä liian lyhyen, että hylkimisestä tulee väistämätöntä, mikä aiheuttaa ytimen hajoamisen. Ydinvoima on kuitenkin lyhyen kantaman ja neutronien ylimäärä voi aiheuttaa kestämättömän sähkömagneettisen hylkimispinnan, joka voi myös aiheuttaa ydinfissiota.
Ydinfissio ja ydinfuusio
Usein ydinfissio- ja fuusioprosessit toteutetaan yhdessä, mikä voi aiheuttaa sekaannusta niiden todellisissa tavoitteissa.
Vaikka ydinfissio koostuu jakaa atomin kahteen tai useampaan fragmenttiin neutronipommituksen avulla, jolloin vapautuu suuri määrä energia, ydinfuusio pystyy myös vapauttamaan suuria määriä energiaa, mutta prosessin kautta kahden atomin liittyminen tai törmäys. Tämä liitto on tarkoituksella tehty.
Esimerkkejä ydinfissiosta
Tunnetuin esimerkki ydinfissiosta on uraanin kanssa tapahtuva reaktio. Kun neutroni, jolla on riittävästi energiaa, osuu uraanin ytimeen, se vapauttaa neutroneja, jotka voivat aiheuttaa muiden ytimien halkeamisen, kuten alla olevassa kuvassa näkyy:
Tämän reaktion tiedetään myös vapauttavan suuria määriä energiaa.
Ydinfissiota käytetään kuitenkin myös muissa prosesseissa, kuten radioaktiivisuus, joka johtuu fissioprosessista ja jota käytetään lääketieteessä esimerkiksi kasvainten ja muiden sairauksien hoitoon.
Katso lisää Radioaktiivisuus.
Sen suurin käyttö on kuitenkin ydinfuusio- ja fissioprosessista peräisin olevien atomipommien valmistuksessa. Heillä on suuri tuhoava voima.
