ביקוע גרעיני הוא תהליך פיזיקלי המורכב מחלוקת גרעין האטום הנחשב לא יציב לשני גרעינים קטנים יותר, באמצעות הפצצת חלקיקים כמו נויטרונים.
תהליך זה הוא תגובה כימית אקסותרמית ומתרחש כאשר יש כמות גדולה של אנרגיה המשתחררת. זה נחשב סוג של התמרה גרעינית, שכן השברים שנוצרו אינם מאותו יסוד כמו האיזוטופ שיצר אותם.
המחקרים הראשונים על תהליך ביקוע גרעיני הם התגלו בשנת 1939 על ידי אוטו האן (1879-1968) ופריץ שטרסמן (1902-1980).
מקורו של תהליך זה כאשר הגרעין הכבד נפגע מנויטרון ולאחר ההתנגשות הוא משחרר כמות עצומה של אנרגיה.
במהלך ההתנגשות משתחררים נויטרונים חדשים שיתנגשו בגרעינים חדשים ויגרמו לבקעים עוקבים של גרעינים וכך נוצר תגובה הנקראת תגובת שרשרת, על פי התוכנית שלהלן:
תהליך הביקוע הגרעיני חשוב גם עבור ייצור כוח גרעיני. כורים גרעיניים מסוגלים לשלוט באלימות בתהליך הביקוע, ולהאט את פעולתם של נויטרונים כך שלא יתרחש פיצוץ. ובדרך זו נוצרת אנרגיה גרעינית, הנחשבת נקייה, יעילה ואינה פולטת גזים.
למידע נוסף על אנרגיה גרעינית.
גורם חשוב בקביעת תהליך הביקוע הגרעיני הוא ניתוח יציבות הליבה. כדי לבצע את זה, יש צורך לחשב את היחס בין מספר הפרוטונים למספר הנייטרונים.
היעדר נויטרונים יכול להפוך את המרחק בין פרוטונים לקצר מדי, שהדחייה הופכת לבלתי נמנעת, מה שגורם לניתוע בגרעין. עם זאת, הכוח הגרעיני הוא קצר טווח ועודף הנויטרונים עלול לגרום למשטח דחייה אלקטרומגנטי שאינו בר קיימא, שעלול לגרום גם לביקוע גרעיני.
ביקוע גרעיני והיתוך גרעיני
לעתים קרובות מתבצעים יחד תהליכי ביקוע ופיוז'ן יחד, העלולים לגרום לבלבול מסוים ביעדיהם האמיתיים.
בעוד ביקוע גרעיני מורכב מ לפצל אטום לשניים או יותר שברים, באמצעות הפצצת נויטרונים, ומשחררים כמות גדולה של אנרגיה, היתוך גרעיני מסוגל גם לשחרר כמויות גדולות של אנרגיה, אך בתהליך של איחוד או התנגשות של שני אטומים. האיחוד הזה נעשה בכוונה.
דוגמאות לביקוע גרעיני
הדוגמה הידועה ביותר לביקוע גרעיני היא התגובה המתרחשת עם אורניום. כאשר נויטרון עם מספיק אנרגיה פוגע בגרעין האורניום, הוא משחרר נויטרונים העלולים לגרום לביקוע של גרעינים אחרים, כפי שמוצג בתמונה למטה:
ידוע כי תגובה זו משחררת כמויות גדולות של אנרגיה.
עם זאת, ביקוע גרעיני משמש גם בתהליכים אחרים, כגון רדיואקטיבי, הנובע מתהליך הביקוע ומשמש ברפואה לטיפול בגידולים ומחלות אחרות, למשל.
ראה עוד אודות רדיואקטיבי.
עם זאת, השימוש הגדול ביותר בה הוא בייצור פצצות אטום, שמקורן בתהליך של היתוך גרעיני וביקוע. יש להם כוח הרסני גבוה.
