Avaa päävalikko

Muutokset

4 merkkiä lisätty ,  9 kuukautta sitten
p
kh
[[Kuva:Nuclear_fission.svg|230px|thumb|Fissioreaktio, jossa U<sup>235</sup> halkeaa termisen neutronin osuttua siihen. Lopputuotteina syntyvät [[krypton]]in ja [[barium]]in isotoopit <sup>92</sup>Kr ja <sup>141</sup>Ba.]]
__NOTOC__
'''Fissio''' on ilmiö tai [[Fysiikka|ydinfysiikan]] reaktio, jossa raskaan [[atomi]]n [[atomiydin|ydin]] hajoaa kahdeksi tai useammaksi pienemmäksi tytärytimeksi ja samalla vapautuu [[energia]]a (ja muita hiukkasia). Energia on ns. [[Sidosenergia|sidosenergiaa]], sen määrä vastaa lähtöytimen ja tytärydinten välistä [[Massavaje|massavajetta]]. Fissiolle vastakkainen reaktio on [[fuusioreaktio|fuusio]], jossa taas kevyet [[atomi]]en [[atomiydin|ytimet]] fuusioituvat raskaammaksi ytimeksi.<ref>Benson s. 913-916913–916</ref>
 
Monissa aineissa atomiytimien hajoamisia tapahtuu luonnostaan hitaasti kaiken aikaa. Tällaisiä aineita kutsutaan [[radioaktiivisuus|radioaktiiviseksi]]. Yleensä raskaistakin ytimistä kuitenkin irtoaa vain pieni osanen kuten [[alfahiukkanen]]. Jotkin raskaat atomiytimet, esimerkiksi [[uraani-235]]-neutronin ydin, voivat myös hajota spontaanisti suunnilleen keskeltä kahtia kahdeksi keskiraskaaksi ytimeksi, jolloin samalla vapautuu [[neutroni|neutroneja]]. Ilmiötä sanotaan ''spontaaniksi fissioksi''. Kuitenkin myös U-235-atomeista paljon pienempi osa fissioituu spontaanisti kuin hajoaa alfahajoamisella. Tietyissä olosuhteissa tällainen ytimien hajoaminen aiheuttaa kuitenkin vuorostaan yhä useampia uusia hajoamisia, jolloin syntyy [[ketjureaktio (fysiikka)|ketjureaktio]].
Fissiolle ei voi esittää yhtä yksiselitteistä [[reaktioyhtälö]]ä, vaan se voi tapahtua monella tavalla. Kun U-235-ytimeen osuu [[neutroni]], se voi fissioitua esimerkiksi seuraavasti: <sup>235</sup><sub>92</sub>U + <sup>1</sup><sub>0</sub>n ⇒ <sup>92</sup><sub>36</sub>Kr + <sup>141</sup><sub>56</sub>Ba + 3 <sup>1</sup><sub>0</sub>n. Syntyvät fissiotuotteet voivat olla muitakin kuin [[krypton]] (Kr) ja [[barium]] (Ba), kunhan niiden [[massaluku]]jen summa vapautuvat neutronit mukaan luettuina on 236 ja [[järjestysluku (kemia)|järjestyslukujen]] summa 92. Fissiotuotteina syntyvät ytimet ovat yleensä [[beetahajoaminen|beeta-aktiivisia]], joten ne muuttuvat vähitellen toisiksi [[nuklidi|nuklideiksi]], joilla on sama [[massaluku]] mutta korkeampi [[järjestysluku (kemia)|järjestysluku]]. Useimmat fissiotuotteista ovat varsin lyhytikäisiä, mutta esimerkiksi [[cesium-137]]:n ja [[strontium-90]]:n puoliintumisajat ovat kymmeniä vuosia.
 
[[Otto Hahn]] ja [[Fritz Strassmann]] havaitsivat ensimmäisinä vuonna 1939, että uraanin pommittaminen neutroneilla tuottaa todellakin alkuaine bariumia, eikä vain jotain jolla on samankaltaisia kemiallisia ominaisuuksia. Tämän perusteella [[Lise Meitner]] ja [[Otto Robert Frisch|Otto Frisch]] esittivät samana vuonna, että uraaniydin halkeaa kahteen lähes yhtä suureen osaan. Termi ''fissio'' on lainattu biologian [[solunjakautuminen|solunjakautumista]] koskevasta käsitteestä.<ref>Krane s. 478</ref><ref>Benson s. 913-914913–914</ref>
 
Ketjureaktio johtuu siitä, että spontaanissa fissiossa ytimestä vapautuu 1–5 (luonnon uraanille keskimäärin 2,5<ref>Krane s. 501</ref>) vapaata neutronia. Neutronien osuessa uusiin ytimiin, halkeavat ne myös vapauttaen lisää vapaita neutroneja ja runsaasti energiaa sekä lämmön että [[gammasäteily]]n muodossa. Jos fissiokelpoista ainetta on vähän, suurin osa neutroneista joutuu kappaleen ulkopuolelle eikä saa aikaan uusia fissioita. Mutta jos sellaista ainetta on riittävästi, [[kriittinen massa|kriittistä massaa]] suurempi määrä, ketjureaktio jatkuu yhä useamman ytimen haljetessa niin, että voi tapahtua jopa [[ydinräjähdys]].