Rozszczepienie jądra atomowego
Rozszczepienie jądra atomowego to proces, w którym jądro dzieli się na co najmniej dwa fragmenty o zbliżonych masach, towarzyszy mu emisja neutronów i kwantów gamma, uwalniających znaczne ilości energii (kilka MeV na rozpad). Jądra, które ulegają rozszczepieniu, zazwyczaj są ciężkie i mają więcej neutronów niż protonów, co sprawia, że powstałe fragmenty są neutrono-nadmiarowe.
Rozszczepienie może zachodzić w sposób:
- Samoistny – niezależnie od zewnętrznych czynników, istotny w datowaniu radioizotopowym.
- Wymuszony – zachodzi w wyniku zderzenia z neutronami, protonami, kwantami gamma lub innymi cząstkami. Ma kluczowe znaczenie w energetyce i wojskowości.
Wymuszone rozszczepienie jądra atomowego
W przypadku wymuszonego rozszczepienia, procesy takie jak emisja kwantów gamma czy neutronów konkurują z rozszczepieniem. Przekrój czynny na rozszczepienie zależy od energii neutronów oraz rodzaju jądra. Najłatwiej ulegają rozszczepieniu jądra takie jak 233U, 235U i 239Pu przy neutronach termicznych.
Zyski energetyczne z rozszczepienia są znaczne. Na przykład, rozszczepienie jednego jądra może uwolnić około 200 MeV energii, a rozszczepienie wszystkich jąder w 1 kilogramie uranu dałoby około 80 TJ energii, co odpowiada eksplozji 19 kt trotylu.
Fragmenty rozszczepienia
Fragmenty powstałe podczas rozszczepienia, zwane produktami rozszczepienia, mają zazwyczaj masy w przedziale 95-140, z największymi ilościami w przedziałach 90-100 oraz 130-140. Fragmenty te zyskują energię kinetyczną i silnie jonizują otoczenie.
Rozszczepienie jądra atomowego zostało odkryte w 1938 roku przez Otto Hahna i Fritz Straßmanna, a w 1939 roku Lise Meitner i Otto Robert Frisch opublikowali artykuł, w którym wyjaśnili teoretyczne podstawy tego procesu.
