Fissionsreaktionerna

Fissionsreaktionerna är kärnklyvningsprocesser där en tung kärna absorberar en neutron och delar sig i två lättare kärnor. Den vanligaste fissila kärnan är uran-235; plutonium-239 kan också klyvas. Vid klyvningen frigörs vanligtvis två eller tre nya neutroner samt energi i form av kinetisk energi hos de nya kärnorna, strålning och neutriner. Energiinnehållet ligger omkring 200 MeV per fission, varav största delen går till de fissionerade fragmenternas kinetiska energi.

Neutronerna som frigörs kan orsaka nya klyvningar i andra kärnor, vilket ger en kedjereaktion. Kedjereaktionens styrning beskrivs av multiplikationsfaktorn k. Om k är lika med 1 är kedjereaktionen kritisk och kan upprätthållas; k < 1 är subkritiskt; k > 1 är överkritiskt.

Fissionsreaktioner kan vara spontana eller orsakas av en neutron. Inom kärnkraftverk används moderatorer som saktar ner neutronerna till så kallad termisk energi, vilket ökar sannolikheten för fission i fissila bränslen som U-235. I snabbreaktorer används främst snabba neutroner och ofta inget modererande material.

Historiskt sett ledde upptäckten av kärnklyvning till livräckande forskning och utveckling under 1930- och 1940-talen. Första kontrollerade kedjereaktionen uppnåddes 1942 i Chicago Pile-1. Fissionsprodukterna är ofta mycket radioaktiva och kräver särskild hantering och slutförvaring. Användningar inkluderar kärnkraft, där fissionen producerar mängder av energi, och utveckling av kärnvapen.

---