Jadrové štiepenie je fyzikálny proces, ktorý spočíva v rozdelení jadra atómu považovaného za nestabilné na dve menšie jadrá prostredníctvom bombardovania časticami, ako sú neutróny.
Tento proces je exotermická chemická reakcia a nastáva, keď sa uvoľní veľké množstvo energie. Považuje sa to za formu jadrovej transmutácie, pretože generované fragmenty nie sú rovnakého prvku ako izotop, ktorý ich generoval.
Prvé štúdie o proces jadrového štiepenia v roku 1939 ich objavili Otto Hahn (1879-1968) a Fritz Strassmann (1902-1980).
Tento proces vzniká, keď je ťažké jadro zasiahnuté neutrónom a po zrážke uvoľní nesmierne množstvo energie.
Počas zrážky sa uvoľňujú nové neutróny, ktoré sa zrazia s novými jadrami, čo spôsobí postupné štiepenie jadier, čím sa vytvorí reakcia tzv. Reťazová reakcia, podľa nasledujúcej schémy:
Dôležitý je tiež proces jadrového štiepenia výroba jadrovej energie. Jadrové reaktory sú schopné riadiť násilie v procese štiepenia a spomaľovať činnosť neutrónov tak, aby nedošlo k výbuchu. A týmto spôsobom sa generuje jadrová energia, ktorá sa považuje za čistú, efektívnu a neuvoľňuje plyny.
Naučiť sa viac o Jadrová energia.
Dôležitým faktorom pri určovaní jadrového štiepenia je analýza stability aktívnej zóny. Na jeho uskutočnenie je potrebné vypočítať pomer medzi počtom protónov a počtom neutrónov.
Nedostatok neutrónov môže spôsobiť, že vzdialenosť medzi protónmi bude príliš krátka, takže sa stane nevyhnutným odpudenie, ktoré spôsobí štiepenie jadra. Jadrová sila je však krátkeho dosahu a prebytok neutrónov môže spôsobiť neudržateľný povrch elektromagnetického odpudzovania, čo môže tiež spôsobiť jadrové štiepenie.
Jadrové štiepenie a jadrová fúzia
Procesy štiepenia a fúzie sa často uskutočňujú spoločne, čo môže spôsobiť určitý zmätok v ich skutočných cieľoch.
Zatiaľ čo jadrové štiepenie pozostáva z rozdeliť atóm na dva alebo viac fragmentov pomocou neutrónového bombardovania, pri ktorom sa uvoľní veľké množstvo energia, jadrová fúzia je tiež schopná uvoľniť veľké množstvo energie, ale procesom spojenie alebo zrážka dvoch atómov. Toto spojenie je zámerne hotové.
Príklady jadrového štiepenia
Najznámejším príkladom štiepenia jadra je reakcia, ktorá prebieha s uránom. Keď neutrón s dostatkom energie zasiahne jadro uránu, uvoľní neutróny, ktoré môžu spôsobiť štiepenie ďalších jadier, ako je to znázornené na obrázku nižšie:
Je známe, že táto reakcia uvoľňuje veľké množstvo energie.
Jadrové štiepenie sa však využíva aj v iných procesoch, ako napr rádioaktivita, ktorý vzniká štiepnym procesom a v medicíne sa používa napríklad na liečenie nádorov a iných chorôb.
Viac informácií o Rádioaktivita.
Najväčšie využitie však má pri výrobe atómových bômb, ktoré pochádzajú z procesu jadrovej fúzie a štiepenia. Majú vysokú ničivú moc.
