การแยกตัวของนิวเคลียร์เป็นกระบวนการที่นิวเคลียสของอะตอมแบ่งออกเป็นนิวเคลียสที่มีขนาดเล็กกว่าสองนิวเคลียสขึ้นไปพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงาน กระบวนการนี้เป็นกัมมันตภาพรังสีประเภทหนึ่งและนำไปใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และระเบิดปรมาณู
กัมมันตภาพรังสีเป็นกระบวนการที่นิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียรสูญเสียพลังงานโดยการเปล่งรังสี รังสีมีสามประเภทหลัก: อนุภาคอัลฟา อนุภาคบีตา และรังสีแกมมา การปล่อยก๊าซเรือนกระจกเหล่านี้อาจเป็นอันตรายได้ แต่ยังมีประโยชน์ในด้านการแพทย์ อุตสาหกรรม และการผลิตพลังงานอีกด้วย
อะตอมเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของสสาร ประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน และอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียส จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเป็นตัวกำหนดองค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนมีโปรตอนหนึ่งตัว ในขณะที่ยูเรเนียมมีโปรตอน 92 ตัว
ในระหว่างการแยกตัวของนิวเคลียร์ นิวเคลียสของอะตอมหนัก เช่น ยูเรเนียม-235 หรือพลูโทเนียม-239 จะดูดซับนิวตรอน สิ่งนี้ทำให้นิวเคลียสไม่เสถียร ทำให้มันแตกออกเป็นนิวเคลียสที่มีขนาดเล็กกว่าสองตัว เรียกว่าชิ้นส่วนฟิชชัน นอกจากชิ้นส่วนเหล่านี้แล้ว ยังมีการปล่อยนิวตรอนหลายตัวและพลังงานจำนวนมากออกมาด้วย
นิวตรอนที่ปล่อยออกมาระหว่างฟิชชันสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชันในนิวเคลียสใกล้เคียงได้มากขึ้น สิ่งนี้ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ หากมีการควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ก็จะสามารถนำมาใช้เพื่อผลิตพลังงานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้ หากควบคุมไม่ได้ อาจส่งผลให้เกิดการระเบิดได้ เช่น ระเบิดปรมาณู
พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการแตกตัวของนิวเคลียร์มาจากแรงนิวเคลียร์อันแข็งแกร่งที่ยึดนิวเคลียสไว้ด้วยกัน เมื่อนิวเคลียสแตกตัว พลังงานบางส่วนจะถูกแปลงเป็นความร้อนและการแผ่รังสี พลังงานนี้สามารถนำไปผลิตไฟฟ้าได้
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์: ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ปฏิกิริยาฟิชชันที่ควบคุมจะผลิตความร้อนซึ่งใช้ในการสร้างไอน้ำ ไอน้ำขับเคลื่อนกังหันที่ผลิตกระแสไฟฟ้า กระบวนการนี้ไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจก จึงเป็นทางเลือกที่สะอาดกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล
การใช้ประโยชน์ทางการแพทย์: ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่เกิดจากฟิชชันถูกนำมาใช้ในการถ่ายภาพทางการแพทย์และการรักษามะเร็ง ตัวอย่างเช่น ไอโอดีน-131 ใช้รักษามะเร็งต่อมไทรอยด์
ระเบิดปรมาณู: ปฏิกิริยาฟิชชันที่ไม่สามารถควบคุมได้ถูกนำมาใช้ในระเบิดปรมาณู การปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็วทำให้เกิดการระเบิดครั้งใหญ่
คุณสามารถสาธิตปฏิกิริยาลูกโซ่โดยใช้โดมิโน ตั้งแถวโดมิโนยืนตรงปลาย เมื่อคุณล้มโดมิโนตัวแรก มันจะส่งผลให้โดมิโนตัวต่อไปล้ม และต่อๆ ไป ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ สิ่งนี้คล้ายกับวิธีที่นิวตรอนทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชันมากขึ้นในปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์
การแยกตัวของนิวเคลียร์ทำให้เกิดกากกัมมันตภาพรังสี ซึ่งต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงที่จะเกิดอุบัติเหตุอยู่เสมอ เช่น ภัยพิบัติเชอร์โนบิล ซึ่งอาจส่งผลร้ายแรงตามมา
