For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Tuumalõhustumine.

Tuumalõhustumine

Allikas: Vikipeedia

Tuumalõhustumine tuumareaktsioonina. Aeglane neutron neeldub uraan-235 tuumas, mis seejärel jaguneb kaheks kergemaks elemendiks (tuumalõhustumise jääkproduktiks) ja vabadeks neutroniteks
Tuumalõhustumine tuumareaktsioonina. Aeglane neutron neeldub uraan-235 tuumas, mis seejärel jaguneb kaheks kergemaks elemendiks (tuumalõhustumise jääkproduktiks) ja vabadeks neutroniteks

Tuumalõhustumine ehk tuumafissioon on tuumareaktsioon, mille puhul suur aatomituum laguneb väiksemateks aatomituumadeks. Kui tuumalõhustumine toimub ilma väliste mõjutusteta, siis on tegemist spontaanse tuumalõhustumisega ja selle toimumise tõenäosus on üliväike. Tavaliselt toimub tuumalõhustumine alati välise mõjutuse tulemusena – näiteks vaba neutroni neeldumise tagajärjel.

Kui beetalagunemise tagajärjel jääb nukleonide arv tuumas samaks ja alfalagunemise tulemusena kahaneb tuuma nukleonide arv nelja võrra, siis tuumalõhustumise tagajärjel tekkivad uued tuumad on lõhustuvast tuumast palju väiksemad (lõhustuv tuum läheb enam-vähem ühesuuruste tükkidena "pooleks"). Lisaks tekib tuumalõhustumisel ka paar-kolm vaba neutronit ja eraldub gammakiirgust.

Lõhustumisprotsess

Tuumalõhustumine erineb teistest radioaktiivse lagunemise liikidest selle poolest, et seda saab esile kutsuda ja kontrollida läbi ahelreaktsiooni: ühe tuuma lõhustumise tulemusena tekkinud neutronid käivitavad järgmiste tuumade lagunemise jne. Keemiliste elementide isotoope, mida on võimalik panna ahelreaktsioonina lõhustuma nimetatakse tuumakütusteks. Kõige levinumad tuumakütused on U235 ja Pu239 (uraan aatommassiga 235 ja plutoonium aatommassiga 239). Nende isotoopide tuumad lõhustuvad väiksemateks aatomituumadeks, mille aatommass jääb 90 ja 140 vahele. Enamasti on üks lõhustunud tuuma pool pisut väiksem (90-100) ja teine pisut suurem (130-140).

Tuumalõhustumine on võimalik tänu sellele, et rauast suuremate aatomituumade seoseenergia (energia, mis on vajalik tuumale anda, et tuum lõhkuda) tuuma kasvades kahaneb (mida suurem on tuum, seda altim on ta lõhustumisele). Tuuma seoseenergia määravad ära kaks vastandliku toimega jõudu: prootonite ja neutronite vahelist tõmbejõudu tekitav tuumajõud, mis on tugeva vastastikmõju teisene väljendus ja elektromagnetiline tõukejõud positiivselt laetud prootonite vahel. Tuumajõud on küll elektromagnetilisest jõust ca 100 korda tugevam, kuid tema mõju on piiratud konkreetse nukleoni lähiümbrusega. Elektromagnetilise jõu mõjuraadius ei ole piiratud ning seega mõjutab iga prooton kõiki teisi sama tuuma prootoneid.

Rauast väiksemate aatomituumade puhul "ulatub" tuumajõud enam-vähem üle kogu tuuma ning kõige stabiilsemad on need isotoobid, milles on prootoneid ja neutroneid suhtes 1:1. Rauast suuremate tuumade puhul tuleb tuumale tema stabiliseerimiseks lisada täiendavaid neutroneid, mis tekitavad tuumajõudu, aga ei tekita elektromagnetilist tõukejõudu. Kui tuum lõhustub, siis jääkproduktide tuumad ei vaja täiendavaid neutroneid, mistõttu need "jäävad üle" ning eralduvad tuumalõhustumisel kiirete vabade neutronitena.

Kuna suure aatomituuma kooshoidmiseks oli vaja oluliselt rohkem energiat kui lõhustumise tulemusena tekkinud tuumade kooshoidmiseks tarvis, siis üleliigne energia vabaneb tuumalõhustumise jääkproduktide kineetilise energiana (soojusenergia) ja elektromagnetkiirgusena (peale lõhustumist ergastatud olekusse jäänud aatomituumad kiirgavad põhiolekusse naasmiseks üleliigse energia ära gammakiirgusena). Tulenevalt massi-energia seosest E=mc2 on vabaneva energia võrra väiksem ka tuumalõhustumise jääkproduktide summaarne seisumass võrreldes lõhustunud tuuma algse seisumassiga.

Tuuma lõhustumine on seega eksotermiline reaktsioon, mille tulemusena vabaneb suurtes kogustes energiat. Seda energiat on võimalik kasutada näiteks soojuse (ja elektri) tootmiseks tuumaelektrijaamas, kus tuumalõhustumine toimub juhitava ahelreaktsioonina. Juhitamatu ahelreaktsioonina vabaneb tuumaenergia tuumapommi plahvatusel.

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Tuumalõhustumine
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.