fissioreaktioiden

Fissioreaktiot ovat ydinreaktioita, joissa raskas ydin jakautuu kahdeksi kevyemmäksi ytimeksi ja vapauttaa energiaa sekä useita neutroneja. Tämä voi tapahtua spontaanisti joissakin aineissa tai neutroneilla indusoituina. Ydinfissiossa ydin absorboi neutronin ja hajoaa fissiotuotteiksi sekä neutroneiksi.

Energia vapautuu noin 200 MeV jokaisesta fissiosta, ja syntyy keskimäärin 2–3 neutroneja. Nämä neutronit voivat aiheuttaa lisäfissioita ja siten ketjureaktion. Ketjureaktion voimakkuutta säädellään reaktorissa moderoinnilla ja kontrolliraudoilla, jolloin saadaan haluttu kriittisyystilanne.

Fissileiksi kutsuttuja isotooppeja ovat esimerkiksi U-235, Pu-239 ja U-233; näissä ytimissä fission todennäköisyys on suuri. U-238 fissioituu pääosin nopeilla neutroneilla. Useimmat käytännön fissiot tapahtuvat näissä fissileissä aineissa, kun neutroni osuu ytimeen.

Reaktorin toiminnassa neutroneita hidastetaan moderoinnilla (esim. vedellä, raskasvedellä tai grafiitilla) ja rajoitetaan kontrolliraudoilla. Kun kertoimet ovat lähellä yhtä, järjestelmä on kriittinen; suuremmilla arvoilla se on superkriittinen ja pienemmillä alikriittinen. Näin hallitaan energian ja fission määrän kykyä pysyä vakaana tai kasvaa.

Fission tuotteet ovat yleensä radioaktiivisia ja tuottavat hajotustehoa sekä pitkäaikaisia jätteitä. Näiden tuotteiden hallinta on keskeinen osa ydinvoiman turvallisuutta. Fissioreaktiot ovat sekä energianlähde ydinvoimalle että tutkimukselle, mutta niiden käyttöön liittyy tärkeitä turvallisuus- ja ympäristökysymyksiä.

---