Ydinfissioon

Ydinfissioon on protsess, mille käigus rasked aatomtuumad, näiteks uraan-235 või plutoonium-239, lõhustuvad neutrooni tabamisel. Fissiooni tulemusena tekivad kaks või enam väiksemat tuuma ning vabaneb märkimisväärne kogus energiat ja neutroneid. Energiavoo suurus ühe fissiooni kohta on umbes 200 MeV (ligikaudu 3,2 × 10^-11 J). Keskmiselt eralduvad umbes kaks neutront, millest osa võib põhjustada täiendavaid fissioone teistes tuumades, moodustades ahelareaktsiooni.

Neutronide käitumine ja kiirus määravad, kas ahelreaktsioon püsib. Kontrollitud ahelreaktsioonides kasutatakse moderatorit (vesi, raske vesi või grafiit) ja reguleerivaid elemente, et hoida reaktsioon kriitilises olekus. Kriitiline olek tähendab, et iga fissioon põhjustab ligikaudu ühe järgmisel fissiooni, mis võimaldab püsivat energiavoo. Üle kriitiline olek kiirendab reaktsiooni; alla kriitiline olek peatab selle.

Rakendused hõlmavad peamiselt elektri tootmist tuumaelektrijaamades ning isotoopide tootmist meditsiini ja tööstuse jaoks. Fissiooniga kaasnevad radioaktiivsed jäätmed ja ohutusnõuded, mis nõuavad spetsiaalset käitlemist ja jäätmete pidamist.

Ajalugu: fissiooni mõiste ja lõhustumine kuulus 1938. aastal Otto Hahnile ja Fritz Strassmannile; Lise Meitner ja Otto Frisch osutasid mehhanismile. Esimene kontrollitud ahelreaktsioon toimus 1942. aastal Chicago Pile-1. Pärast seda on ydinfissiooni kasutatud niienergeetikas kui ka teaduslike ja tehnoloogiliste rakenduste valdkondades.