Rozszczepienie jądrowe to proces fizyczny polegający na podzieleniu jądra atomu uważanego za niestabilny na dwa mniejsze jądra poprzez bombardowanie cząstek, takich jak neutrony.
Proces ten jest egzotermiczną reakcją chemiczną i zachodzi, gdy uwalniana jest duża ilość energii. Jest uważany za formę transmutacji jądrowej, ponieważ generowane fragmenty nie są tego samego pierwiastka, co izotop, który je wytworzył.
Pierwsze badania nad proces rozszczepienia jądrowego zostały odkryte w 1939 roku przez Otto Hahna (1879-1968) i Fritza Strassmanna (1902-1980).
Proces ten rozpoczyna się, gdy ciężkie jądro zostaje uderzone przez neutron i po zderzeniu uwalnia ogromną ilość energii.
Podczas zderzenia uwalniane są nowe neutrony, które zderzają się z nowymi jądrami, powodując kolejne rozszczepienia jąder, wywołując w ten sposób reakcję, która nazywa się Reakcja łańcuchowa, według schematu poniżej:
Proces rozszczepienia jądra jest również ważny dla: produkcja energii jądrowej. Reaktory jądrowe są w stanie kontrolować gwałtowność procesu rozszczepienia, spowalniając działanie neutronów, aby nie doszło do wybuchu. I w ten sposób powstaje energia jądrowa, która jest uważana za czystą, wydajną i nie emitującą gazów.
Dowiedz się więcej o Energia nuklearna.
Ważnym czynnikiem w określaniu procesu rozszczepienia jądra jest analiza stabilności rdzenia. W tym celu należy obliczyć stosunek liczby protonów do liczby neutronów.
Brak neutronów może sprawić, że odległość między protonami będzie zbyt mała, a odpychanie stanie się nieuniknione, powodując rozszczepienie jądra. Jednak siła jądrowa ma niewielki zasięg, a nadmiar neutronów może powodować niezrównoważoną elektromagnetyczną powierzchnię odpychania, co może również powodować rozszczepienie jądra.
Rozszczepienie jądrowe i synteza jądrowa
Często procesy rozszczepienia jądrowego i syntezy jądrowej są przeprowadzane razem, co może powodować pewne zamieszanie w ich rzeczywistych celach.
Podczas gdy rozszczepienie jądrowe składa się z podzielić atom na dwa lub więcej fragmentów, za pomocą bombardowania neutronami, uwalniając dużą ilość energii, fuzja jądrowa jest również w stanie uwolnić duże ilości energii, ale poprzez proces połączenie lub zderzenie dwóch atomów. Ten związek jest celowy.
Przykłady rozszczepienia jądrowego
Najbardziej znanym przykładem rozszczepienia jądrowego jest reakcja zachodząca z uranem. Kiedy neutron o wystarczającej energii uderza w jądro uranu, uwalnia neutrony, które mogą powodować rozszczepienie innych jąder, jak pokazano na poniższym obrazku:
Wiadomo również, że ta reakcja uwalnia duże ilości energii.
Jednak rozszczepienie jądrowe jest również wykorzystywane w innych procesach, takich jak: radioaktywność, który wynika z procesu rozszczepienia i jest stosowany w medycynie m.in. w leczeniu nowotworów i innych chorób.
Zobacz więcej o Radioaktywność.
Jednak jego największe zastosowanie znajduje się w produkcji bomb atomowych, które powstają w procesie syntezy jądrowej i rozszczepienia. Mają dużą siłę niszczącą.
