Spontaanne lõhustumine
Spontaanne lõhustumine on üks radioaktiivse lagunemise vorm, mis on iseloomulik väga rasketele isotoopidele ja mille puhul laguneb aatomituum kaheks enam-vähem võrdseks tükiks. Erinevalt tuumalõhustumisest toimub spontaanne lõhustumine ilma välise mõjuta (neutroni neelamiseta lõhustuva tuuma poolt).
Sarnaselt tuumalõhustumisega vabaneb spontaanse lõhustumise käigus vabu neutroneid, mis võivad omakorda algatada tuumalõhustumise ahelreaktsioonina. Kui tuumkütuse mass ületab kriitilise massi, siis võib üks spontaanne lõhustumine algatada ahelreaktsiooni, mis kasvab eksponentsiaalselt ja tekitab tuumaplahvatuse.
Spontaanselt lõhustuvad elemendid
muudaTeoreetiliselt on spontaanne lõhustumine võimalik aatomituumadel, mille aatommass ületab 100 u (ruteenium). Praktikas on spontaanne lõhustumine energeetiliselt võimalik siiski elementide puhul, mille aatommass ületab 230 u (toorium).
Isotoope, mille spontaanse lõhustumise tõenäosus on suur, kasutatakse tihti neutronkiirguse allikana. Näiteks kalifornium-252 (poolestusajaga 2,645 aastat ja spontaanse lõhustumise haru tõenäosusega kõigist lagunemisteedest 3,09%) on selleks sobivaim materjal.
| Nukliid | Poolestusaeg | Lõhustusmise tõenäosus lagunemise kohta (%) |
Neutroneid lõhustumise kohta |
Neutroneid grammi kohta sekundis |
|---|---|---|---|---|
| Uraan-235 | 7,04x108 aastat | 7,0x10−9 % | 1,86 | 1,0x10−5 |
| Uraan-238 | 4,47x109 aastat | 5,4x10−5 % | 2,07 | 0,0136 |
| Plutoonium-239 | 2,41x104 aastat | 4,4x10−10 % | 2,16 | 2,2x10−2 |
| Plutonium-240 | 6569 aastat | 5,0x10−6 % | 2,21 | 920 |
| Kalifornium-252 | 2,638 aastat | 3,09 % | 3,73 | 2,3x1012 |