Nuklearna fisija je proces u kojem se jezgra atoma dijeli na dvije ili više manjih jezgri, uz oslobađanje energije. Ovaj proces je vrsta radioaktivnosti i koristi se u raznim primjenama, uključujući nuklearne elektrane i atomske bombe.
Radioaktivnost je proces kojim nestabilne atomske jezgre gube energiju emitirajući zračenje. Postoje tri glavne vrste zračenja: alfa čestice, beta čestice i gama zrake. Ove emisije mogu biti štetne, ali također imaju korisnu primjenu u medicini, industriji i proizvodnji energije.
Atomi su osnovne građevne jedinice materije. Sastoje se od jezgre, koja sadrži protone i neutrone, i elektrona koji kruže oko jezgre. Broj protona u jezgri određuje element. Na primjer, vodik ima jedan proton, dok uran ima 92 protona.
Tijekom nuklearne fisije, jezgra teškog atoma, kao što je uran-235 ili plutonij-239, apsorbira neutron. To čini jezgru nestabilnom, uzrokujući njezino cijepanje u dvije manje jezgre, koje se nazivaju fisijski fragmenti. Zajedno s tim fragmentima oslobađa se nekoliko neutrona i velika količina energije.
Neutroni koji se oslobađaju tijekom fisije mogu uzrokovati više reakcija fisije u obližnjim jezgrama. Ovo stvara lančanu reakciju. Ako se lančana reakcija kontrolira, može se koristiti za proizvodnju energije u nuklearnoj elektrani. Ako je nekontrolirana, može rezultirati eksplozijom, kao kod atomske bombe.
Energija koja se oslobađa tijekom nuklearne fisije dolazi od jakih nuklearnih sila koje drže jezgru na okupu. Kada se jezgra razdvoji, dio te energije se pretvara u toplinu i zračenje. Ta se energija može iskoristiti za proizvodnju električne energije.
Nuklearne elektrane: U nuklearnim elektranama kontrolirane reakcije fisije proizvode toplinu koja se koristi za stvaranje pare. Para pokreće turbine koje proizvode električnu energiju. Ovaj proces ne proizvodi stakleničke plinove, što ga čini čišćom alternativom fosilnim gorivima.
Medicinska upotreba: Radioaktivni izotopi proizvedeni fisijom koriste se u medicinskim slikama i liječenju raka. Na primjer, jod-131 se koristi za liječenje raka štitnjače.
Atomske bombe: Nekontrolirane reakcije fisije koriste se u atomskim bombama. Brzo oslobađanje energije uzrokuje masivnu eksploziju.
Možete demonstrirati lančanu reakciju pomoću domina. Postavite liniju domina koje stoje na kraju. Kada srušite prvu dominu, to će uzrokovati pad sljedeće, i tako dalje, stvarajući lančanu reakciju. To je slično načinu na koji neutroni uzrokuju više reakcija fisije u nuklearnoj lančanoj reakciji.
Nuklearna fisija proizvodi radioaktivni otpad, s kojim se mora pažljivo upravljati kako bi se izbjegla kontaminacija okoliša. Osim toga, uvijek postoji rizik od nesreća, kao što je černobilska katastrofa, koja može imati teške posljedice.
