Fissio

Fissio tarkoittaa raskaiden atomiytimien kuten uraanin halkeamista keskiraskaiksi ytimiksi. Näiden halkeamistuoteytimien lisäksi fissiossa vapautuu neutroneja, jotka voivat aiheuttaa uusia fissioita pitäen yllä jatkuvaa ketjureaktiota. Halkeamistuotteiden ja neutronien yhteenlaskettu massa on hiukan pienempi kuin alkuperäisen raskaan ytimen massa. Ainetta on muuttunut energiaksi.

Syntynyt energia esiintyy aluksi halkeamistuotteiden ja neutronien liike-energiana, mutta muuttuu vähitellen lämpöenergiaksi hiukkasten ja ympäröivän aineen atomien välisissä törmäyksissä. Tätä lämpöenergiaa hyödynnetään ydinvoimalaitoksessa sähkön tuottamiseen höyryturpiinin ja sähkögeneraattorin avulla.

Yhdessä uraaniytimen fissiossa vapautuva lämpöenergia on luonnollisesti pieni, onhan kysymys atomimaailman tapahtumasta: yhden watin suuruisen tehon ylläpitäminen edellyttää 31 miljardia fissiota sekunnissa. Toisaalta fissiossa vapautuva energiamäärä on tapahtumaan liittyvään massan määrään verrattuna suuri: yksi gramma fissiokelpoista ainetta vastaa 24 000 kilowattituntia energiaa.

Historiaa

Fission löysivät saksalaiset kemistit Otto Hahn ja Fritz Strassman vuonna 1939. He pommittivat uraania sisältävää liuosta neutroneilla ja havaitsivat, että siihen syntyi sellaisia aineita, joita liuoksessa ei alkuaan ollut, muun muassa bariumia. Arvoituksen ratkaisivat vähän myöhemmin fyysikot Lise Meitner ja Otto Frisch, jotka päättelivät, että uraaniydin voi hajota kahteen likimain yhtä suureen osaan neutronin osuessa siihen.

Neutronin olemassaolon oli vuonna 1932 todennut englantilainen fyysikko James Chadwick ja pian huomattiin, että neutronilla oli erikoisasema alkeishiukkasten joukossa. Sähköisesti neutraalina sitä voidaan käyttää ammuksena, joka pystyy tunkeutumaan atomiytimeen aiheuttaen siinä erilaisia reaktioita.