Fission

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
För svenska death metal-bandet, se Fission (band). För den biologiska betydelsen, se Fission (biologi).
Schematisk bild av en fissionsprocess. uranatom bombarderas med en neutron mot den klyvningsbara atomkärnan. Kärnan blir då instabil, vilket leder till att atomkärnan går i bitar.

Fission betyder klyvning, inom fysiken klyvningen av atomkärnor, kärnklyvning. Vid fission frigörs energi, vilket under vissa förutsättningar leder till en kedjereaktion där enorma energimängder frisätts i form av värme, partikelstrålning och elektromagnetisk strålning. Sådana kedjereaktioner ligger till grund för kärntekniken. Fission utnyttjas så i kärnkraftverk och kärnvapen. I regel används isotoperna uran-235 och plutonium-239. Avfallet, materialet som direkt och indirekt uppstår vid fission, är radioaktivt i tusentals år. Motsatsen till fission är fusion, sammanslagning av atomkärnor.

Kärnklyvning[redigera | redigera wikitext]

Atomkärnan hos vissa isotoper av grundämnen som plutonium och uran kan om de bombarderas med neutroner fånga in en neutron och därigenom bli så instabila att de klyvs.[1] I processen frigörs neutroner som i sin tur kan klyva fler atomkärnor och därigenom hålla igång en kedjereaktion. Därutöver bildas nya, mindre atomkärnor, och stora mängder energi frigörs som rörelseenergi hos klyvningsprodukterna samt gammastrålning.[1][2] Det som händer vid fission som inducerats på detta sätt är att de repellerande krafterna mellan protonerna i kärnan med den extra neutronen blir större än de sammanhållande kärnkrafterna. När atomen klyvs stöts därför delarna isär med våldsam kraft och repulsionen omvandlas till rörelseenergi. När denna rörelseenergi sprids i omgivande gods, genom att partiklarna krockar med omkringliggande atomer, upplever vi det som värme.

Isotoper som ofta används i kärnkraftverk och vid kärnvapentillverkning är uran-235 och plutonium-239.[1] En möjlig sådan process är:

235U + 1 neutron → 236U → 92Kr + 141Ba + 3 neutroner + 200 Mev energi + γ-strålning

Klyvningsprodukterna från fissionen blir här krypton och barium, två ämnen som är starkt radioaktiva. Andra klyvningsprodukter kan vara 131I (Jod-131), 137Cs (Cesium-137) och 90Sr (Strontium-90).

Fission i kärnvapen[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel: kärnvapen

Vissa typer av kärnvapen bygger på en okontrollerad fissionär kedjereaktion. I vätebomber kan en fissionssprängladdning användas för att utlösa en fusionsreaktion.

Fission i kraftverk[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel: kärnkraft
Reaktor 4 på Tjernobyls kärnkraftverk som exploderade 1986. Tusentals människor dog och miljontals utsattes för strålning.[2]

Atomklyvningen i kärnkraftverk är till skillnad från den i kärnvapen kontrollerad. De ämnen som skall klyvas utgörs av bränslestavar ihopsatta i knippen. Moderatorer som vatten eller grafit används för att tvinga ner hastigheten på neutronerna, och vid behov bromsas hela kedjereaktionen. Den frigjorda energin samlas i kylvatten i form av värme. Ur värmen hämtas rörelseenergi som driver turbiner och generatorer.[2]

Se även[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ [a b c] Ellenberger, Bengt; Hasselqvist, Per Johan; Lång, Öjevind; Nyqvist, Per; Tunek, Viveka (2009). Hammarström, Stina. red. Allt du behöver veta för att överleva i det 21:a århundradet. Italien: Prisma. Sid. 151. ISBN 978-91-518-5098-6 
  2. ^ [a b c] Ellenberger, Bengt; Hasselqvist, Per Johan; Lång, Öjevind; Nyqvist, Per; Tunek, Viveka (2009). Hammarström, Stina. red. Allt du behöver veta för att överleva i det 21:a århundradet. Italien: Prisma. Sid. 173. ISBN 978-91-518-5098-6 

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]