Fisjonsreaksjoner

Fisjonsreaksjoner er kjernereaksjoner der en tung atomkjerne spaltes i to lettere kjerner, ofte ledsaget av avgivelse av nøytroner og en betydelig energifrigivelse. Reaksjonen kan være spontan eller indusert ved at kjernen absorberer et nøytron.

De vanligste fissile isotopene er uran-235 og plutonium-239. Når en kjernespalter absorberer et nøytron, blir den svært ustabil og deler seg i to lettere kjerner, samtidig som to til tre nøytroner blir frigjort. Energiutbyttet er omtrent 200 MeV per fisjon, hovedsakelig som kinetisk energi til de to fisjonsdelene, i tillegg til stråling og bestråling av nøytroner.

De frigjorte nøytronene kan forårsake nye fisjoner i nærliggende kjerner, og dermed danne en kjedereaksjon. Kritikalitet beskriver hvorvidt kjedereaksjonen vil dø ut, forbli konstant eller vokse. I kjernekraftverk brukes moderatorer (for eksempel vann eller grafitt) og kontrollstaver for å kontrollere hastigheten og antallet fisjoner, slik at reaktoren holder seg kritisk eller subkritisk. I eksplosiver er kjedereaksjonen designet for å være rask og ukontrollert.

Fisjonproduktene er ofte radioaktive og varierer med den opprinnelige kjernen. Eksempler på vanlige produkter er gasser som krypton og xenon, samt radioaktive isotoper som strontium-90 og jod-131. I tillegg kommer en stor andel av energien som varme, og stråling fra de dannede fragmentene. Forsinkede nøytroner, som utsendes av enkelte fragmenter, spiller en viktig rolle i kontrollen av reaktorer og sikkerhet.

Se også: kjernefysikk, kjernespaltning, kritikalitet, kjernekraft.