Izotopy rozszczepialne

Zjawisko rozszczepienia charakterystyczne jest dla izotopów ciężkich pierwiastków. Do pierwiastków tych zaliczamy przede wszystkim uran, pluton, tor, kaliforn, ameryk, kiur czy neptun. W praktyce izotopem wykorzystywanym w reaktorach jądrowych jest uran-235 z uwagi na jego dostępność w przyrodzie, wysokie prawdopodobieństwo rozszczepienia i możliwość stosunkowo łatwego kontrolowania całej reakcji.

Jądra atomowe mogą ulec rozszczepieniu samoczynnie bądź w wyniku indukcji zewnętrznej. Przykładowym izotopem, który z dużym prawdopodobieństwem ulega rozszczepieniu spontanicznemu (samorzutnemu) jest kaliforn-252. Także popularne izotopy uranu-235 i 238 mogą z niewielkim prawdopodobieństwem ulec takiemu rozpadowi, lecz znacznie częściej wykorzystuje się ich zdolność do rozszczepienia indukowanego (wymuszonego).

Rozszczepienie wymuszone

Wymuszone rozszczepienie jądra atomowego występuje w wyniku oddziaływania jądra z neutronem, który zazwyczaj wytracił swoją pierwotną energię w materiale lekkim, bogatym w wodór (zwanym moderatorem), takim jak np. woda. W wyniku rozszczepienia, oprócz powstania dwóch (lub więcej) jąder porozpadowych (tzw. fragmentów rozszczepienia), emitowane są także dodatkowe neutrony oraz fotony gamma. W efekcie nowo powstałe neutrony w pewnych warunkach mogą powodować rozszczepianie kolejnych jąder, co powoduje powstanie kolejnych neutronów i tak dalej. Proces ten zwany jest reakcją łańcuchową i wykorzystywany jest m.in. do produkcji energii w reaktorach jądrowych.