Co to jest rozszczepienie jądrowe?
Rozszczepienie jądra atomowego polega na rozszczepieniu jądra atomu, tworząc w ten sposób dwa produkty o masie mniej więcej połowy masy oryginału. Podczas tego procesu uwalniane są również niektóre neutrony. Proces ten uwalnia znaczną ilość energii. Rozszczepienie jądrowe jest fizycznym procesem odpowiedzialnym za wszystkie rodzaje wytwarzania energii, w tym stosowane zarówno w broni jądrowej, jak i elektrowniach jądrowych.
Istnieje wiele elementów, które można wykorzystać w rozszczepieniu jądrowym, ale najczęstszym jest uran. Materiał ten jest popularny z wielu różnych powodów, ale dwa najważniejsze to to, że jest obfity i istnieją izotopy uranu, które można łatwo rozdzielić. Najczęściej stosowany izotop uranu do produkcji energii jądrowej nazywa się U-235. Oprócz U-235 pluton jest inną substancją stosowaną niekiedy w energetyce jądrowej.
Do celów wytwarzania energii jądrowej potrzebny jest wzbogacony uran. Musi to wynosić około 2 do 3 procent U-235, aby działać tak, jak powinno. Proces wzbogacania uranu w broń jest prawie taki sam, z jednym godnym uwagi wyjątkiem. W przypadku broni ilość U-235 musi być zbliżona do 90 procent całkowitego uranu.
Aby stworzyć rozszczepienie jądrowe, materiał musi zostać zebrany. Wolny neutron jest następnie wystrzeliwany w kierunku jądra atomu. Izotop U-235 absorbuje neutron w jądrze, ale powoduje to, że delikatna struktura staje się niestabilna. Dlatego dzieli się niemal natychmiast. Uwolnione w tym procesie neutrony powodują uwalnianie energii. Choć pozornie znikają, teoria Einsteina zauważa, że nie odeszły, po prostu zamieniły się w energię.
Problemy z rozszczepieniem jądrowym wynikają głównie z cząstek radioaktywnych obecnych po rozszczepieniu materiału. Wydzielane promieniowanie może być na tak wysokim poziomie, że może zaszkodzić żywej tkance, powodując raka i inne dolegliwości. Dlatego chociaż początkowe uwalnianie energii powstałe w wyniku rozszczepienia jądra atomowego może być bardzo silne i niebezpieczne, należy pamiętać o innych zagrożeniach. Jedna debata, szczególnie w przypadku elektrowni jądrowych, dotyczy tego, co zrobić z tymi pierwiastkami promieniotwórczymi. Rozwiązaniem preferowanym przez rząd USA jest zakopanie materiału głęboko pod górą, gdzie teoretycznie byłby on wystarczająco izolowany przed szkodą.
Rozszczepienie jądrowe jest czasem mylone z syntezą jądrową. Podczas gdy jądro atomów jest podzielone na rozszczepienie, łączy się je w fuzji jądrowej. Obie techniki mogą wytworzyć znaczną ilość energii. Rozszczepienie jądrowe to proces, który tworzy wiele jąder i atomów z jednego. Fuzja jądrowa jest prawie odwrotna, gdzie kilka atomów łączy się, tworząc jedno cięższe jądro.