rozszczepienie jądra
 
Encyklopedia PWN
rozszczepienie jądra,
fiz. rozpad promieniotwórczy jądra, polegający na podzieleniu się jądra na 2 lub więcej porównywalnych co do wielkości części (fragmentów rozszczepienia).
Występuje dla jąder ciężkich i zachodzi z większym prawdopodobieństwem w stanie wzbudzonym (rozszczepienie pobudzone) niż w stanie podstawowym jądra (rozszczepienie samorzutne). Wzbudzenie jądra można uzyskać przez naświetlanie neutronami, kwantami γ lub innymi cząstkami (w ten sposób można doprowadzić do rozszczepienia także jąder lżejszych, w których się rozszczepienia samorzutnego nie obserwuje). Największe jest prawdopodobieństwo rozszczepienia na 2 fragmenty (rozszczepienie podwójne); stosunkowo znaczne jest również prawdopodobieństwo rozszczepienia, w którym oprócz 2 ciężkich fragmentów powstaje dodatkowo cząstka α (trypartycja). Ponieważ rozszczepiające się jądra ciężkie są bogate w neutrony (stosunek liczby neutronów (N) do protonów (Z) N/Z ≈ 1,6, dla jąder średnich N/Z ≈ 1,3), zatem i fragmenty rozszczepienia mają znaczną przewagę neutronów nad protonami. Fragmenty te, powstające w stanach silnie wzbudzonych, emitują neutrony bezpośrednio po utworzeniu się (neutrony natychmiastowe), w liczbie średnio ok. 2,5 na jeden akt rozszczepienia, a także po rozpadzie β (neutrony opóźnione). Emisja neutronów, które mogą z kolei powodować rozszczepienie innych jąder, stwarza możliwość reakcji jądrowej łańcuchowej (wykorzystywanej w energetyce jądr. i w wybuchach jądr. — broń jądr.). W każdym akcie rozszczepienia wyzwala się duża (ok. 200 MeV) energia, w ok. 80% w postaci energii kinetycznej fragmentów rozszczepienia. Wyzwalanie się energii przy rozszczepieniu jest możliwe dzięki temu, że jądra ciężkie są słabiej związane niż jądra o średniej masie, na które się rozpadają. Proces rozszczepienia polega na deformowaniu się jądra od kształtu kulistego (lub prawie kulistego) przez coraz bardziej wydłużony z przewężeniem w środku, aż do uformowania się i rozdzielenia 2 fragmentów; zgodnie z kroplowym modelem jądra całkowita energia potencjalna jądra jest sumą energii powierzchniowej i energii kulombowskiej; dla małych deformacji przyrost energii powierzchniowej jest większy od ubytku energii kulombowskiej; dla dużych zaś — odwrotnie; zatem całkowita energia początkowa wzrasta, następnie maleje wraz ze wzrostem deformacji jądra; powstaje więc bariera potencjału, przez którą jądro musi przenikać, aby się rozszczepić. Wysokość bariery potencjału szybko maleje ze wzrostem liczby atomowej Z jądra, co (oprócz rozpadu α) objaśnia fakt niewystępowania w przyrodzie jąder o dowolnie dużym Z (nie istnieje bariera na rozpad takich jąder — rozpadają się one natychmiast). Opisu rozszczepienia jądra dostarcza model kroplowy jądra, uzupełniony modelem powłokowym. Pierwszą reakcję rozszczepienia jądra przeprowadzili O. Hahn i F. Strassmann (1938), a poprawnie zinterpretowali ją L. Meitner i O.R. Frisch (1939).
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia