¿Bajo qué circunstancias ocurre la fisión nuclear?

Answer 1

Pasa todo el tiempo. Todo alrededor tuyo. Su capacidad para percibir los colores se basa, en parte, en esto.
Si te refieres a … Nuclear Fission A-La-Uranium … lo mismo.
El uranio (y otros elementos radiactivos) generalmente son cálidos al tacto … eso se debe a que se está produciendo un * gran * número de eventos de fisión (por supuesto, dependiendo del material, podría estar recibiendo una lluvia de partículas Alfa, partículas Beta, rayos Gamma, Neutrones térmicos, neutrones rápidos, etc., que NO es bueno para su salud.)
Si te refieres a la criticidad … quieres suficiente material, en un espacio lo suficientemente cerca, para que los neutrones que se desprenden de 1 fisión realmente penetren en otro átomo y lo hagan fisión (antes lo habría hecho, dejado a sus propios dispositivos) hay un lugar feliz, donde el material está disparando neutrones y aceptando neutrones entrantes, y disparando … etcétera etcétera… . Este punto, llamado Criticalidad, es bueno. Este es un proceso que libera una TONELADA de calor, pero es manejable. Si tiene una pila de reactor (manojo de material radiactivo en 1 lugar) con barras de control (barras de un material que absorbe los neutrones para que no puedan pasar a otras partículas radiactivas), entonces puede ralentizar una reacción empujándolas hacia adentro (todos los neutrones son absorbidos por las barras, no es divertido para las partículas radiactivas) O sacarlos del camino … Puede eliminar el calor diciendo … agua en circulación … agua fría, MUY MUY caliente.
Use esta agua caliente para calentar otra agua … Use eso para alimentar un barco o generar electricidad.
La última opción es … bueno … una bomba.
Hay un montón de respuestas a preguntas de ese tipo por todas partes, así que lo dejaré como un ejercicio para el lector.

Answer 2

La fisión puede ser tanto un proceso de desintegración radiactiva espontánea como un proceso inducido en el que un núcleo pesado se divide en dos o, a veces, tres núcleos más pequeños y varios neutrones libres.

Muchos núcleos pesados ​​son inestables con respecto a la fisión, y en algunos casos domina otros tipos de desintegración (típicamente desintegración alfa). El uranio-238 es un ejemplo común de un núcleo que a veces se descompone por fisión. Alrededor de una fisión por gramo por minuto ocurre en el uranio natural debido a este proceso. El isótopo sintético Cf-252 está hecho para uso industrial como fuente de neutrones debido a su propensión a la descomposición por fisión espontánea.

Como proceso inducido, la fisión a veces ocurre cuando los núcleos pesados ​​son bombardeados por partículas que se mueven rápidamente o por radiación electromagnética energética. En los núcleos que se dice que son fisibles , la fisión ocurre después de la captura de un neutrón de baja energía. La fisión inducida por colisiones de alta energía compite con la espalación, (x, n), (x, p) y otros resultados.

Un par de ejemplos cotidianos (y uno no tan cotidiano) de fisión inducida:

Au-198 (e, f) Ru-102 Un electrón secundario de rayos cósmicos de varios cientos de MeV golpea una moneda de oro, causando fisión por un proceso fotonuclear general. Como todos los eventos de fisión, los productos siguen distribuciones estadísticas, y el isótopo estable rutenio-102 es un producto probable. A diferencia de los núcleos más pesados, aquellos en el rango de masa de Au no tienden a fisión en una distribución de masa bimodal; es más probable que se dividan en dos trozos relativamente masivos. Si también obtenemos 2 neutrones y asumimos un evento de fisión binaria, el otro producto nuclear es Br-94 (que es radiactivo y se descompone rápidamente).

U-238 (g, f) Cs-137 Su madre recibe terapia contra el cáncer en un acelerador de tratamiento que utiliza colimadores de uranio empobrecido. Algunas de las radiografías de alta energía de la máquina golpean el DU, causando fisión. En este ejemplo, un producto de fisión es el isótopo de larga duración y alto rendimiento Cs-137. (Suponiendo fisión binaria y dos neutrones, el otro producto sería Rb-99.) La fisión de uranio produce una distribución masiva de productos fuertemente bimodal “de doble joroba”.

Pb-208 (n, f) Tc-110 Los ladrillos de plomo se utilizan como blindaje en una gran instalación de aceleradores de investigación. Algunos neutrones de alta energía (docenas de MeV) golpean el plomo, causando fisión inducida. En este ejemplo, he elegido el ejemplo de Tc-110 como un producto probable (el otro sería Y-97 si se emiten dos neutrones). Los productos de fisión del plomo muestran cierta distribución masiva de “doble joroba”. Pb-208 es en realidad un núcleo bastante estable porque es “mágico” (proyectiles nucleares llenos), pero si se golpea con suficiente fuerza, otra partícula puede romperlo por fisión.

Am-241 (n, f) Ba-141 Una niña ambiciosa lanza un proyecto de feria de ciencias para construir un reactor nuclear, pero nadie venderá su uranio. Se las arregla para recolectar diez mil millones de detectores de humo de ionización, reconociendo que el material fuente en ellos, Am-241, es fisible (fisiones al capturar neutrones térmicos) al igual que U-235 y Pu-239. Desarma las alarmas de humo en su tiempo libre después de la escuela, extrae el americio en una mezcla de agua regia y HF (¡bajo estricta supervisión de los padres ya que estos son productos químicos agresivos!), Lo aísla en una columna de resina Dowex y lo mezcla con suficiente agua en una cubeta de pintura de cinco galones para formar un conjunto crítico homogéneo acuoso térmico. (Ella es DQ’d de la feria regional de ciencias por una violación técnica de seguridad, pero sus padres reconocen un gran esfuerzo y le compran el pony que siempre rogó).