fisjonsprodukter – Store norske leksikon (original) (raw)
Fisjonsprodukter er fragmenter som blir igjen av kjernebrenselet etter en kjernefysisk fisjon, der tunge atomkjerner deler seg i lettere grunnstoffer.
Fisjon
I en fisjon vil en stor nuklide bli spaltet i to mindre nuklider samt noen få nøytroner. Samtidig frigjøres energi. De to mindre nuklidene betegnes som fisjonsprodukter som kan være av ulike slag. Ved spalting av uran (235U) vil fisjonsproduktene i stor grad bestå av isotoper av jod (I), cesium (Cs), strontium (Sr), xenon (Xe) og barium (Ba).
Summen av atomvekten til de to nuklidene er alltid mindre enn atomvekten til atomet som ble spaltet. Dette skyldes at noe masse går tapt som følge av frigitte nøytroner, men også som en følge av at energi blir frigjort. Det siste følger av at masse og energi er ekvivalente størrelser, se massedefekt.
Egenskaper
Fisjonsproduktene er forholdsvis nøytronrike og dermed ofte ustabile, det vil si at de er radioaktive. Mange av isotopene som dannes har en svært kort halveringstid og vil derfor avgi en betydelig mengde stråling. For eksempel er isotoper av strontium (90Sr, 89Sr og 94Sr) fisjonsprodukter som alle gjennomgår en radioaktiv nedbrytning. 90Sr har en halveringstid på 28 år, men halveringstiden til 89Sr er på 50 dager og 94Sr på bare 75 sekunder. Kort tid etter fisjonen vil derfor radioaktiviteten til 89Sr være om lag 10 000 ganger og 94Sr mer enn 900 millioner ganger større enn til 90Sr. Det er disse isotopene med kort halveringstid som gjør det brukte brenslet så farlig i tillegg til at denne radioaktiviteten genererer store mengder med varme, selv etter at reaktoren er stengt. På den annen side vil kort halveringstid medføre at radioaktiviteten, og dermed varmeutviklingen, avtar rask, men aldri fases ut i sin helhet.
Konsekvenser
Fisjonen forgår i kjernebrenselet, og fisjonsproduktene som dannes holdes tilbake i brenselet tett ved der de ble produsert. Fisjonsproduktene bidrar til å forringe brenselet og vil normalt fungere som reaktorgift og dermed ha avgjørende betydning for hvor lenge brenslet kan brukes før det må skiftes ut. Hvis det dannes sprekker i brenselsinnkapslingen, kan fisjonsprodukter lekke ut i kjølemiddelet og dermed bli transportert rundt i kjølesystemet. Under normal drift er denne lekkasjen svært lav.
Fisjonsproduktene representerer et avfallsproblem og må skjermes fra omgivelsene. Noen få av fisjonsproduktene, for eksempel 137Cs, kan imidlertid ha en medisinsk anvendelse og kan også brukes til formål som er nyttig for industrien. I de første hundrede år er fisjonsproduktene den viktigste kilden til radioaktiviteten i det kjernefysiske avfallet fra en kjernereaktor. Deretter, fra omkring 1000 år, domineres radioaktiviteten i avfallet av stråling fra aktinidene.