Nükleer fisyon, bir atomun çekirdeğinin iki veya daha fazla daha küçük çekirdeğe bölündüğü ve enerjinin açığa çıktığı bir süreçtir. Bu süreç bir tür radyoaktivitedir ve nükleer santraller ve atom bombaları dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda kullanılır.
Radyoaktivite, kararsız atom çekirdeklerinin radyasyon yayarak enerji kaybetmesi sürecidir. Üç ana radyasyon türü vardır: alfa parçacıkları, beta parçacıkları ve gama ışınları. Bu emisyonlar zararlı olabilir ancak aynı zamanda tıpta, endüstride ve enerji üretiminde de yararlı uygulamaları vardır.
Atomlar maddenin temel yapı taşlarıdır. Proton ve nötronları içeren bir çekirdek ve çekirdeğin etrafında dönen elektronlardan oluşurlar. Çekirdekteki proton sayısı elementi belirler. Örneğin hidrojenin bir protonu varken, uranyumun 92 protonu var.
Nükleer fisyon sırasında, uranyum-235 veya plütonyum-239 gibi ağır bir atomun çekirdeği bir nötronu emer. Bu, çekirdeği kararsız hale getirerek fisyon fragmanları adı verilen daha küçük iki çekirdeğe bölünmesine neden olur. Bu parçalarla birlikte çok sayıda nötron ve büyük miktarda enerji açığa çıkar.
Fisyon sırasında açığa çıkan nötronlar, yakındaki çekirdeklerde daha fazla fisyon reaksiyonuna neden olabilir. Bu bir zincirleme reaksiyon yaratır. Zincirleme reaksiyon kontrol edilirse nükleer santralde enerji üretmek için kullanılabilir. Kontrol edilmezse atom bombasında olduğu gibi patlamaya neden olabilir.
Nükleer fisyon sırasında açığa çıkan enerji, çekirdeği bir arada tutan güçlü nükleer kuvvetlerden gelir. Çekirdek bölündüğünde bu enerjinin bir kısmı ısı ve radyasyona dönüşür. Bu enerji elektrik üretiminde kullanılabilir.
Nükleer Enerji Santralleri: Bir nükleer enerji santralinde kontrollü fisyon reaksiyonları, buhar üretmek için kullanılan ısıyı üretir. Buhar, elektrik üreten türbinleri çalıştırır. Bu işlem sera gazı üretmez, bu da onu fosil yakıtlara göre daha temiz bir alternatif haline getirir.
Tıbbi Kullanım Alanları: Fisyonla üretilen radyoaktif izotoplar tıbbi görüntüleme ve kanser tedavisinde kullanılır. Örneğin iyot-131 tiroid kanserini tedavi etmek için kullanılır.
Atom Bombaları: Atom bombalarında kontrolsüz fisyon reaksiyonları kullanılır. Enerjinin hızla serbest bırakılması büyük bir patlamaya neden olur.
Domino taşlarını kullanarak bir zincirleme reaksiyon gösterebilirsiniz. Dik duran bir domino sırası oluşturun. İlk domino taşını devirdiğinizde, bir sonrakinin de düşmesine neden olur ve bu böyle devam ederek zincirleme bir reaksiyon yaratır. Bu, nötronların nükleer zincir reaksiyonunda daha fazla fisyon reaksiyonuna neden olmasına benzer.
Nükleer fisyon, çevresel kirlenmeyi önlemek için dikkatli bir şekilde yönetilmesi gereken radyoaktif atık üretir. Ayrıca Çernobil felaketi gibi ciddi sonuçlara yol açabilecek kaza riski de her zaman vardır.
