Ydinfissio

Ydinfissio on ydinreaktio, jossa raskaan ytimen ydin jakautuu kahdeksi tai useammaksi kevyemmäksi ytimeksi. Tämän jakautumisen yhteydessä vapautuu energiaa sekä neutroneita ja gamma-säteilyä. Fissio on mahdollinen erityisesti fissileille ytimille, kuten uraani-235 (U-235) ja plutonium-239 (Pu-239). Reaktio voi olla indusoitu neutronin vaikutuksesta tai spontaani, mikä on harvinaisempaa.

Kun fissio tapahtuu, syntyy kaksi fissiotuotetta ja noin kaksi–kolme neutronia. Vapautuvan energian määrä on noin 200 MeV per fissio, suurin osa energiasta on fissiotuotteiden liikemääräenergiana, lisäksi vapautuu gamma-säteilyä ja osuutta lämpönä. Neutronit voivat käynnistää uusia fissioita, mikä mahdollistaa ketjureaktion, joka on perusta sekä ydinvoimaloiden toiminnalle että ydinaseiden voimakkaille reaktioille, käytännössä riippuen reaktorin suunnittelusta ja hallinnasta.

Käytettyjä fissilejä ovat muun muassa U-235 ja Pu-239. Uraania käytetään sekä ydinvoimaloissa että tutkimuskäytössä; U-238 on yleisesti reagoiva mutta vaatii erityisolosuhteet. Fissioidut ydinpitoisuudet ja neuklionien määrä määräävät ketjureaktion mahdollisuuden ja sen hallinnan.

Historia: ydinfission löytö tapahtui vuonna 1938, kun Otto Hahn ja Fritz Strassmann osoittivat fission ilmenemisen; tulkinnan teki Lise Meitner ja Otto Frisch. Ensimmäinen kontrolloitu ketjureaktio rakennettiin Chicagossa CP-1:ssä vuonna 1942 Manhattan-projektin yhteydessä. Ydinfissio on ollut keskeinen teknologia sekä energiantuotannossa että turvallisuudessa, ja sen käyttöön liittyy voimakkaita sääntely- sekä ympäristökysymyksiä.