شکافت هسته ای یا فیژن ( به انگلیسی: Nuclear fission ) فرایندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبک تر تبدیل می شود. وقتی هسته ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود، بر پایه فرمول انیشتین، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل می شود. از این انرژی در تولید برق ( در نیروگاه هسته ای ) یا تخریب ( سلاح های هسته ای ) استفاده می شود.
برای ایجاد شکافت هسته ای نیاز به بمباران نوترونی است؛ یعنی نوترونی را که سرعت آن ( تقریباً ) با سرعت نور برابری می کند با روش هایی مانند استفاده از آبهای سنگین یا سبک کاهش سرعت پیدا کند تا بعد از ناپایدار شدن هسته اتم، اتم تجزیه شود. ( در اورانیوم پس از تجزیه عناصر باریم و کریپتون. ۲ یا ۳ عدد نوترون پس داده می شود. ) [ ۱]
اوتو هان زمانی که قصد داشت از بمباران اورانیوم با نوترون آن را به رادیم تبدیل کند، دریافت که به اتم بسیار کوچک تری دست یافته است. در تمام واکنش هسته ای که تا آن زمان شناخته شده بود تنها ذرات کوچک از هسته جدا می شدند اما این بار یک تقسیم بزرگ رخ داده بود. لیزه مایتنر و اوتو رابرت فریش دریافتند که فراوردهٔ این بمباران نوترونی باریم است و جرم هر اتم اورانیم هنگام تبدیل شدن به ذرات کوچک تر به اندازهٔ یک پنجم جرم یک پروتون کاهش می یابد و این جرم مطابق رابطهٔ انیشتین E=mc² به انرژی تبدیل شده است. به خاطر شباهت این پدیدهٔ تقسیم هسته با تقسیم سلولی مایتنر و فریش آن را شکافت نامیدند. مقالهٔ این یافته در یازدهم فوریه ۱۹۳۹ در نشریهٔ نیچر با عنوان «واکنش هسته ای نوع جدید» منتشر شد.
در تصویر اتم اورانیم - ۲۳۵ دیده می شود که پس از برخورد یک نوترون به ایزوتوپ اورانیوم - ۲۳۶ تبدیل شده و به سرعت متلاشی شده و پرتوهای رادیو اکتیو از خود ساطع می کند. سپس به دو عنصر باریم - ۱۴۱ و کریپتون - ۹۲ باریم - ۱۴۱ به لانتان - ۱۴۱ واپاشی می شود و لانتان - ۱۴۱ سریم - ۱۴۱ و به پرازئودیمیم - ۱۴۱ تقسیم شده و به پایداری می رسد و کریپتون - ۹۲ به روبیدیم - ۹۲ واپاشی شده و روبیدیم - ۹۲ به استرانسیم - ۹۲ و استرانسیم به ایتریم - ۹۲ و ایتریم به زیرکونیم - ۹۲ می رسد و پایدار می شود. در ضمن ۲/۵ عدد نوترون دیگر آزاد می کند که هر یک موجب شکافت یک هستهٔ اورانیوم دیگر می شوند و این واکنش زنجیره ای مرتب ادامه پیدا می کند.
در سلاح های هسته ای واکنش زنجیره ای بدون کنترل ادامه می یابد تا بیش ترین انرژی ممکن در لحظه تولید شود. طی این واکنش زنجیره ای که در طی چند میلیونیم ثانیه رخ می دهد تعداد رویداد شکافت هسته ای به سرعت افزایش می یابد. در راکتورهای هسته ای سرعت نوترون ها را با استفاده از مواد کند کننده کاهش می دهند تا واکنش زنجیره ای کنترل شود.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفبرای ایجاد شکافت هسته ای نیاز به بمباران نوترونی است؛ یعنی نوترونی را که سرعت آن ( تقریباً ) با سرعت نور برابری می کند با روش هایی مانند استفاده از آبهای سنگین یا سبک کاهش سرعت پیدا کند تا بعد از ناپایدار شدن هسته اتم، اتم تجزیه شود. ( در اورانیوم پس از تجزیه عناصر باریم و کریپتون. ۲ یا ۳ عدد نوترون پس داده می شود. ) [ ۱]
اوتو هان زمانی که قصد داشت از بمباران اورانیوم با نوترون آن را به رادیم تبدیل کند، دریافت که به اتم بسیار کوچک تری دست یافته است. در تمام واکنش هسته ای که تا آن زمان شناخته شده بود تنها ذرات کوچک از هسته جدا می شدند اما این بار یک تقسیم بزرگ رخ داده بود. لیزه مایتنر و اوتو رابرت فریش دریافتند که فراوردهٔ این بمباران نوترونی باریم است و جرم هر اتم اورانیم هنگام تبدیل شدن به ذرات کوچک تر به اندازهٔ یک پنجم جرم یک پروتون کاهش می یابد و این جرم مطابق رابطهٔ انیشتین E=mc² به انرژی تبدیل شده است. به خاطر شباهت این پدیدهٔ تقسیم هسته با تقسیم سلولی مایتنر و فریش آن را شکافت نامیدند. مقالهٔ این یافته در یازدهم فوریه ۱۹۳۹ در نشریهٔ نیچر با عنوان «واکنش هسته ای نوع جدید» منتشر شد.
در تصویر اتم اورانیم - ۲۳۵ دیده می شود که پس از برخورد یک نوترون به ایزوتوپ اورانیوم - ۲۳۶ تبدیل شده و به سرعت متلاشی شده و پرتوهای رادیو اکتیو از خود ساطع می کند. سپس به دو عنصر باریم - ۱۴۱ و کریپتون - ۹۲ باریم - ۱۴۱ به لانتان - ۱۴۱ واپاشی می شود و لانتان - ۱۴۱ سریم - ۱۴۱ و به پرازئودیمیم - ۱۴۱ تقسیم شده و به پایداری می رسد و کریپتون - ۹۲ به روبیدیم - ۹۲ واپاشی شده و روبیدیم - ۹۲ به استرانسیم - ۹۲ و استرانسیم به ایتریم - ۹۲ و ایتریم به زیرکونیم - ۹۲ می رسد و پایدار می شود. در ضمن ۲/۵ عدد نوترون دیگر آزاد می کند که هر یک موجب شکافت یک هستهٔ اورانیوم دیگر می شوند و این واکنش زنجیره ای مرتب ادامه پیدا می کند.
در سلاح های هسته ای واکنش زنجیره ای بدون کنترل ادامه می یابد تا بیش ترین انرژی ممکن در لحظه تولید شود. طی این واکنش زنجیره ای که در طی چند میلیونیم ثانیه رخ می دهد تعداد رویداد شکافت هسته ای به سرعت افزایش می یابد. در راکتورهای هسته ای سرعت نوترون ها را با استفاده از مواد کند کننده کاهش می دهند تا واکنش زنجیره ای کنترل شود.
wiki: شکافت هسته ای