fissilipiteettiin

Fissiliteetti on ydinfysiikassa käytetty termi, jolla tarkoitetaan aineen tai isotoopin kykyä osallistua fissioitumiseen neutroneiden vaikutuksesta ja mahdollistaa ketjureaktion, jossa syntyvät neutronit voivat aiheuttaa uusia fissioita. Fissilisiksi kutsutaan sellaisia isotooppeja, jotka voivat ylläpitää tätä ketjua erityisesti lämpöneutronaaleilla (termaalineutronaaleilla).

Tunnetuimpia fissileja isotooppia ovat esimerkiksi uraani-235 (U-235), plutonium-239 (Pu-239) ja uraani-233 (U-233). Nämä isotoopit voivat käynnistää ja ylläpitää fissioitumisreaktioita ilman tarvetta suurille neutronien energiaskalaarin muutoksille. Vastakohtana ovat isotopit, joita pidetään fissionableiksi tai fissioitumattomina; osa niistä voi fissionoitua vain suurilla neutronien nopeuksilla eikä siten ylläpidä ketjureaktiota termisissä oloissa.

Käytännössä fissiliteetti liittyy kriittiseen massaan, neutronien kiertoon ja reaktorin tai hyödyntämisjärjestelmän geometrian vaikutukseen. Kriittinen tilanne saavutetaan, kun neutronien keskimääräinen määrä uutta fissioitumista vastaa neutronien poistumaa – tällöin ketjureaktio on itsekestävää. Eri materiaalien fissiliteetti ja mahdollisuus ylläpitää ketjureaktiota riippuvat muun muassa neutronien energia- jakaumasta, materiaalin rakenteesta ja ympäröivästä moderoinnista.

Sovelluksiltaan fissilit materiaalit ovat keskeisiä sekä ydinvoimaloissa että ydinaseissa, mutta niiden käsittelyyn liittyy tiukat turvallisuus- ja sääntelyvaatimukset. Kansainväliset organisaatiot, kuten Kansainvälinen atomienergiatehdas (IAEA), ohjaavat kriittisyyden hallintaa, turvallisuutta sekä valvontaa erityisesti materiaalin valmistuksessa, varastoinnissa ja käytössä.