Spalacja w fizyce jądrowej
Spalacja, znana także jako kruszenie jądra atomowego, to proces w fizyce jądrowej, w którym ciężkie jądro atomowe emituje kilka nukleonów na skutek bombardowania protonami o wysokiej energii, przekraczającej setki keV. W wyniku spalacji masa atomowa bombardowanego jądra ulega zmniejszeniu.
Przebieg procesu
Spalacja może zachodzić w laboratoriach oraz naturalnie w atmosferze Ziemi, gdzie atomy są bombardowane przez promieniowanie kosmiczne. Zjawisko to występuje także na Księżycu, kometach, asteroidach oraz w wnętrzu gwiazd.
Zastosowanie neutronów
Spalacja może być wykorzystywana jako źródło neutronów. Bombardowanie atomów rtęci czy ołowiu protonami o energii około 1 GeV generuje od 20 do 30 neutronów w wyniku pojedynczego zderzenia. Te neutrony mogą inicjować rozszczepienie jąder atomowych pierwiastków, które nie ulegają spontanicznemu rozszczepieniu, co jest istotne w kontekście reakcji łańcuchowej, np. w przypadku toru.
- Potencjalne zastosowania neutronów:
- Budowa reaktorów z paliwem poniżej masy krytycznej
- Przedłużenie okresu używania częściowo wypalonego paliwa
- Redukcja niebezpiecznych promieniotwórczych odpadów z elektrowni atomowych
Źródła neutronów
W Stanach Zjednoczonych zbudowano źródło neutronów oparte na spalacji – Spallation Neutron Source (SNS). Uruchomione w 2007 roku, było najsilniejszym impulsywnym źródłem neutronów stworzonym przez człowieka. SNS jest wykorzystywane do badań naukowych oraz do rozwoju technologii wytwarzania neutronów.
Obecnie w Szwecji powstaje Europejskie Źródło Spalacyjne, które ma być jeszcze silniejsze od SNS.
