Fisio nuklearra: deskribapena, adibideak eta aplikazioak

Fisio nuklearra

Deskribapena eta adibideak

DEFINIZIOA. Fisio nuklearra erreakzio nuklear bat da, non masa handiko nukleo bat neutroiez bonbardatuz, nukleo hori zatitu eta bi nukleo arin sortzen diren. Prozesu horretan neutroi batzuk eta energia kantitate handia askatzen dira. Fisiorako gehien erabiltzen diren nukleoak uranio-235 eta plutonio-239 isotopoak dira. Adibide bat: (irudia)

Aktibazio-energia

Fisio erreakzioan sortzen diren produktuak hasierako U-235 baino egonkorragoak dira; hala ere, uranio atomoa ez da berez zatitzen, aktibazio-energia deritzon energia kantitate bat behar du, neutroi batez bonbardatzean lortzen duena. Horrela, U-236 bitarteko produktu bat eratzen da: uranioaren nukleoak neutroia xurgatzen du, eta horrek ekartzen du energia; ondorioz, atomoa berehala zatitzen da.

Erreakzioa behin hasita, hainbat neutroi askatzen dira. Neutroi horietako bakoitzak beste uranio nukleo baten fisioa eragiten du, eta erreakzioa azkar azeleratzen da; kate-erreakzioa gertatzen da. (irudia)

Prozesu ez-kontrolatuak

Prozesu hauetan sortutako neutroiak ez dira kontrolatzen eta erreakzioak leherketa eragiten du, energia handia, erradiazioa eta hondakin erradioaktiboak sortuz. Prozesu hori da bonba atomikoan gertatzen dena.

Prozesu kontrolatuak

Askatutako neutroien abiadura moteldu egiten da substantzia egokiak (moderatzaileak) tartekatuz, hala nola, ura, ur pisutsua, grafitoa… Horrela erreakzioaren abiadura kontrolatzen da, ez da eztandarik gertatzen eta askatutako energia aprobetxa daiteke. Hori da zentral nuklearretan egiten dena.

Masa-galera eta energia

Fisio erreakzioetan askatzen den energia erreakzio horietan gertatzen den masa galeraren ondorioa da. A + B --- C + D + Energia

Hasierako substantzien masa eta amaierako substantzien masa neurtzen baditugu, produktuen masa erreaktiboena baino txikiagoa dela ikusiko dugu: ma + mb > mc + md. Masa-galera = Δm = (ma + mb) - (mc + md)

Galtzen den masa hori energia bihurtzen da, eta Einsteinen ekuazioaren bitartez kalkulatzen da: E = mc²

Adibidez, U-235 atomo baten fisioan, masa-galera 0,2154 u-koa da eta askatutako energia 200 MeV ingurukoa da.