Fusion och Fission av atomkärnor

En kärnreaktion kan ske spontant om partiklarna hamnar i ett lägre energitillstånd efter kärnreaktionen, dvs blir mer stabila. Detta sker genom att energi frigörs i reaktionen. Energin som avges vid en kärnreaktion motsvarar massdefekten. För att avgöra vilka reaktioner som frigör energi kan vi använda grafen över genomsnittlig bindningsenergi per nukleon hos olika atomslag, som vi presenterade i en tidigare lektion.

I denna graf har ämnena som ligger högst upp i  $y$y-led en stor bindningsenergi per nukleon, vilket innebär att nukleonerna är hårt bundna till varandra. Dessa atomer är därför väldigt stabila. Ämnet med störst bindningsenergi per nukleon är järn. Med hjälp av grafen kan vi se att ämnen till höger om järn, dvs ämnen med större atomkärnor, kan frigöra energi genom att sönderfalla. Denna process kallas fission. Vi kan också se att ämnen till vänster om järn, dvs ämnen med mindre atomkärnor, kan frigöra energi genom att slås samman och bilda större kärnor. Denna process kallas fusion.

Ett exempel på en fusionsprocess är sammanslagningen av väteisotoperna väte-2 och väte-3:

Resultatet av denna sammanslagning är en större atomkärna (He-4), en fri neutron och överskottsenergi, främst som rörelseenergi hos partiklarna, men även gammastrålning.

Ett exempel på en fissionsprocess är klyvningen av uran-235:

Resultatet av denna klyvning är två mindre atomkärnor (Kr-92 och Ba-141), tre fria neutroner och överskottsenergi, främst som rörelseenergi hos partiklarna, men även gammastrålning.

Kommentarer