Kärnklyvning

Kärnklyvning, eller kärnklyvning, är en kärnreaktion där en tung kärna delar sig i två lättare kärnor samtidigt som noder av energi och ofta utsända neutroner frisätts. Den klassiska processen uppträder när en kärna som uran-235 eller plutonium-239 absorberar en neutron och blir instabil, vilket leder till delning i två mindre kärnor och avges flera produkter: vanligtvis två fissionerade fragment, ett par neutroner och energi i form av rörelseenergi och gamma-strålning.

Vid varje klyvning frigörs cirka 200 MeV energi. Den största delen tillfaller de två fissioneringsprodukterna som har stor kinetisk energi och uppvärmer omgivningen i en kärnreaktor. Samtidigt frisätts normalt två till tre neutroner som kan orsaka nya klyvningar i närliggande kärnor, vilket ger upphov till en kedjereaktion. Om kedjereaktionen är kontrollerad, uppnås en stabil effekt, men om den blir oreglerad kan den växa mycket snabbt till en explosion, vilket används i kärnvapen.

Kärnklyvning spelar en central roll i kärnkraftverk. Bränslet, oftast uran-235 eller plutonium-239, placeras i reaktorn tillsammans med en moderator (till exempel vatten eller grafit) och styrstavar som kan absorbera neutroner för att kontrollera kedjereaktionen och hålla den vid eller nära kritikalitet.

Historiskt upptäcktes kärnklyvning 1938 av Otto Hahn och Fritz Strassmann, tolkad av Lise Meitner och Otto Frisch som klyvning av urankärnor. Idag används kärnklyvning både i civila energisystem och i defensiva sammanhang, samtidigt som hantering av avfall och risker för spridning är centrala säkerhetsfrågor. Spontan kärnklyvning förekommer i vissa tätare kärnor såsom uran-238 i mycket liten omfattning.