Avaa päävalikko

Muutokset

32 merkkiä lisätty, 8 vuotta sitten
p
linkin suoristus
Fissiolle ei voi esittää yhtä yksiselitteistä [[reaktioyhtälö]]ä, vaan se voi tapahtua monella tavalla. Kun U-235-ytimeen osuu [[neutroni]], se voi fissoitua esimerkiksi seuraavasti: <sup>235</sup><sub>92</sub>U + <sup>1</sup><sub>0</sub>n ⇒ <sup>92</sup><sub>36</sub>[[krypton|Kr]] + <sup>141</sup><sub>56</sub>[[barium|Ba]] + 3 <sup>1</sup><sub>0</sub>n. Syntyvät fissiotuotteet voivat olla muitakin, joiden [[massaluku]]jen summa vapautuvat neutronit mukaanluettuina 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.
 
Ketjureaktio johtuu siitä, että spontaanissa fissiossa ytimestä vapautuu 1-51–5 (keskimäärin kolme) 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]].
 
[[Ydinvoima|Ydinvoimaloiden]] sähköntuotanto perustuu tällaisesta ketjureaktiosta saadun lämpöenergian hyväksikäyttöön hallituissa olosuhteissa. Jos ketjureaktio pääsee jostain syystä kiihtymään liiaksi, lämmöntuotanto kasvaa hyvin nopeasti. Tehon hallitsematon nousu on kaupallisessa energiantuotannossa käytetyissä kevytvesireaktoreissa estetty perustavanlaatuisilla luonnollisilla takaisinkytkennöillä siten, että lämpötilan nousu hidastaa välittömästi ketjureaktiota ja teho pienenee. Reaktorin jäähdytyksen menettäminen kuitenkin saattaa pahimmillaan aiheuttaa ydinvoimalan reaktorisydämen sulamisen, eli ns. [[Sydämen sulamisonnettomuus|kiina-ilmiöilmiön]]n. Syynä tähän on jälkilämpö, jota fissioissa syntyneiden kevyempien ytimien [[beetahajoaminen]] ja [[gammasäteily]] tuottavat ketjureaktion sammuttamisen jälkeen merkittäviä määriä 1-21–2 vuorokauden ajan. Jäähdytysvesikierron estyminen voi tällöin aiheuttaa sydämen ylikuumenemisen ja vaurioitumisen. Jäähdytysveden saatavuuden turvaaminen kaikissa olosuhteissa onkin yksi nykyaikaisten tehoreaktorien pääsuunnitteluperusteista.
 
Fissioon pohjautuvat [[ydinase]]et ovat erityistapaus. Niissä fissio-olosuhteita eli reaktiivisuutta nostetaan äärimmäisen nopeasti jolloin lyhyessä ajassa ehtii vapautua erittäin suuria määriä energiaa. Fissiossa vapautuva energia on laskettavissa kaavalla [[E=mc²]].
20 332

muokkausta