Јадрено цепење
From Wikipedia, the free encyclopedia
Јадрено цепење или нуклеарна фисија — јадрена реакција или процес на радиоактивно распаѓање, при кој атомско јадро со голема маса се цепи на помали делови (полесни јадра). Притоа честопати се добиваат слободни неутрони и фотони (во вид на гама-зрачење), а истовремено се ослободува голема количина енергија.
Цепењето на тешки елементи е откриена на 17 декември 1938 г. од Ото Хан и неговиот помошник Фриц Штрасман, а теоретски ја објаснила Лиза Мајтнер со внукот Ото Роберт Фриш во јануари следната година. Името на овој процес му го дал Фриш според простата делба на клетката. Цепењето е егзотермна реакција при која можат да се ослободат големи количества енергија и како електромагнетно зрачење и како кинетичка енергија на деловите (загревање на материјата). За цепењето да резултира со ослободување енергија, вкупната енергија на сврзување на добиените елементи мора да биде понегативна (повисока) од онаа на почетниот хемиски елемент.
Цепењето е вид јадрена трансмутација поради тоа што добиените хемиски елементи се разликуваат од првобитниот атом. Двете нови јадра имаат мали разлики во големината, со однос меѓу масите 3:2 кај честите фосилни изотопи.[1][2] Најголемиот дел од јадрените цепења се бинарни (се расцепуваат два наелектризирани дела), но повремено (2 до 4 пати на 1000 случаи), се добиваат три нови (позитивно наелектризирани) јадра со третично цепење. Големината на најмалото од нив се движи меѓу онаа на протон и јадро на аргон.
Како јадрено цепење се класифицира и спонтаната природна радиоактивност кај изотопи со многу висок масен број. Спонтаното цепење го откриле Фљоров, Петржак и Курчатов во 1940 година во Москва, кога решиле да ја потврдат претпоставката на Бор дека стапката на цепење на ураниумот без неутронско бомбардирање е занемарливо мала, но се покажало спротивното.[3]
Непредвидливиот состав на производите го издвојува цепењето од чисто квантно-тунелските процеси како протонско распаѓање, алфа-распаѓање и распаѓање на тешки честички, при кои секогаш се добиваат истите производи. Со јадреното цепење се добива јадрена енергија која управува со експлозијата на јадреното оружје. Двете употреби ги овозможува својството на т.н. јадрени горива да подлегнат на цепење при судир со неутрони, па како што се распаѓаат емитираат други неутрони. На овој начин се овозможуваат самоодржувачки верижни јадрени реакции кои ослободуваат енергија во јадрен реактор со контролирано темпо или во јадрено оружје, неконтролирано.
Количината на слободна енергија во јадрено гориво е милиони пати поголема од онаа која се содржи во иста маса хемиско гориво (како бензинот), значи јадреното цепење е солиден извор на енергија. Меѓутоа, производите на јадреното цепење се многу порадиоактивни и тоа значително подолго време од тешките елементи кои се добиваат со цепење на хемиските горива, што значи дека се штетни за околината. Сепак, зголемената загриженост за натрупувањето јадрен отпад и деструктивниот потенцијал на јадреното оружје ги засенуваат квалитетите на цепењето како енергетски извор. Тоа истовремено предизвикува постојана политичка дебата околу спорноста на јадрената енергија.