Fissió nuclear

Una fissió nuclear és una reacció nuclear mitjançant la qual un nucli atòmic pesant es divideix en dos o més nuclis lleugers i potser altres subproductes, generalment neutrons i fotons, sovint en forma de raigs gamma. La fissió pot ser una reacció molt exotèrmica que alliberi una quantitat substancial d'energia, tant en forma de radiació electromagnètica com en forma d'energia cinètica, que escalfa el material on es produeix. Aquesta energia estava prèviament emmagatzemada com a energia d'enllaç forta entre els nucleons. La fissió nuclear és una forma de transmutació atès que els fragments que es produeixen són elements diferents de l'original.

Representació animada de la fissió nuclear, un neutró impacta amb un nucli i el divideix en dos nuclis més petits, alliberant-se tres neutrons que poden impactar amb d'altres nuclis recomençant el procés.

Central nuclear de fissió

La fissió es pot fer de diverses formes. Generalment hom bombardeja el nucli amb un neutró de l'energia adequada. Aquest neutró lliure és absorbit pel nucli, que esdevé inestable i es divideix en diverses peces (productes de fissió). Aquestes peces generalment consisteixen en dos nuclis més lleugers, dos o tres neutrons lliures i alguns fotons. La fissió nuclear també es pot induir pel bombardeig amb protons, altres nuclis, o fotons molt energètics. En alguns elements, la fissió nuclear pot fins i tot esdevenir de manera espontània. La fissió nuclear és tant més fàcil com més pesant sigui el nucli atòmic original. Els elements més habituals per produir fissió són l'urani i el plutoni.

A la fissió de l'urani 235 es produeixen uns 925 megawatts d'energia. A cada fissió es desprèn un nombre mitjà de 2,42 neutrons de fissió per a una energia neutrònica de 0,025 electró-volts (neutrons lents), o 2'07 neutrons de mitjana per a cada fissió (i majors per a energies neutroniques una mica majors). L'energia cinètica dels neutrons obtinguts per fissió és de l'ordre de dos electró-volts. Més del 99% dels neutrons produïts són instantanis i la resta són neutrons retardats. Tanmateix els productes que genera la fissió nuclear són radioactius i continuen actius durant milers d'anys, cosa que fa que el tractament dels residus radioactius sigui un problema important a considerar. La preocupació per l'acumulació i el tractament dels residus nuclears i també per l'efecte destructiu de les armes nuclears s'oposen als avantatges de l'energia nuclear obtinguda a centrals nuclears com a font d'energia primària i han fet sorgir un debat polític i social sobre la seva conveniència.