Reakcja rozszczepienia jądra atomowego

(Przeredagowany na potrzeby internetu tekst broszury Spotkanie z promieniotwórczością).

Podczas reakcji rozszczepienia jądro ciężkiego pierwiastka (o liczbie masowej A > 200) dzieli się spontanicznie lub w sposób wymuszony na dwa (czasem nawet trzy) ciężkie jądra o porównywalnych masach.

Część energii wyzwolonej w tym procesie jest  unoszona przez inne cząstki (np. neutrony) oraz promieniowanie elek­tromagnetyczne (fotony gamma).

Najbardziej typową reakcją rozszczepienia, wykorzystywaną w reaktorach jądrowych, jest reakcja bombardowania 235U neutronami termicz­nymi (tj. neutronami o energii kinetycznej porównywalnej z energią ruchu termicznego cząsteczek powietrza w tem­peraturze pokojowej, co odpowiada energii kinetycznej neutronu 0,0253 eV i prędkości 2200 m/s).

Reakcję roz­szczepienia zapisujemy w następujący sposób:

n + 235U->236U*->X + Y+ (0-8)n + γ + wyzwolona energia

Reakcja rozszczepienia
  • neutron termiczny (n), uderza w jądro izotopu uranu (235U),
  • przez jego pochłonięcie powstaje jądro uranowe o masie 236, z nadmiarem energii - jądro „w stanie wzbudzonym" 236U*,
  • w wyniku rozpadu 236U* otrzymujemy nowe jądra izotopów ciężkich pierwia­stków (X i Y - tzw. fragmenty rozszczepienia). Mogą być nimi np. 90Kr, 97Zr, 99Mo, 137Te, 140Xe, 143Ba i inne,
  • procesowi towarzyszy promieniowanie gamma (γ), a w zależności od masy powstających fragmentów X i Y, uwolnionych zostaje od 0 do 8 neutronów (n), które w pewnych warunkach mogą zainicjować kolejne rozszczepienia,
  • w pojedynczym rozszczepieniu jądra 235U powstaje średnio 2,5 neutronu,
  • „wyzwolona energia" jest sumą energii kinetycznych i energii wzbudze­nia wszystkich produktów reakcji: X, Y, n i γ.
Dziedzina: 
Reakcja rozszczepienia