Fisi nuklir

Dari penangkapan neutron ke dua fragmen fisi

Saat ²³⁵U menyerap neutron, mula-mula terbentuk inti majemuk tereksitasi. Inti dapat berubah bentuk lalu terbelah menjadi dua fragmen utama sambil melepaskan biasanya dua atau tiga neutron. Fragmen bukan satu pasangan tetap; eksperimen menunjukkan distribusi probabilitas.

Persamaan nuklir harus mempertahankan baik nomor massa A maupun nomor atom Z.

Dari mana kira-kira 200 MeV berasal

Fragmen fisi umumnya mempunyai energi ikat per nukleon rata-rata lebih besar daripada inti induk yang sangat berat. Karena itu massa diam total keadaan akhir sedikit lebih kecil; selisihnya muncul sebagai energi kinetik fragmen dan neutron, sinar γ, dan energi peluruhan lanjutan melalui Q=Δmc². Satu fisi tipikal melepaskan sekitar 200 MeV.

Massa tidak menghilang; energi diam berpindah ke bentuk energi lain dalam neraca total yang sama.

Mengapa neutron dapat mempertahankan reaksi berantai

Neutron hasil fisi dapat memicu fisi berikutnya. Faktor penggandaan efektif k membandingkan generasi neutron: k<1 membuat rantai mereda, k=1 mempertahankan rata-rata, dan k>1 menumbuhkannya.

“Kritis” hanya berarti k=1, bukan sinonim ledakan; kebocoran, penyerapan, geometri, dan spektrum neutron juga menentukan.

Komponen cepat dan tertunda

Sebagian besar neutron dilepas hampir seketika sebagai neutron cepat. Sebagian kecil muncul setelah peluruhan β dari produk fisi tertentu, yaitu neutron tunda. Walau fraksinya kecil, neutron tunda memperpanjang skala waktu dinamika sehingga reaktor dapat dikendalikan.

Fragmen fisi biasanya kaya neutron dan selanjutnya mengalami peluruhan β dan γ.

Contoh terbahas

1. Periksa persamaan nuklida

2. Tafsirkan k=0,97

3. Temukan sumber energi