נסביר תחילה מהו ביקוע גרעיני. ביקוע גרעיני הינו מצב בו גרעין אטום מתפצל לגרעינים קטנים יותר תוך פליטה של נייטרונים. תופעה זו מתרחשת בגרעינים של יסודות כבדים ומלווה בשחרור של אנרגיה רבה, הנפלטת בצורת אנרגיה קינטית של תוצרי הביקוע וקרני גמא.
חומר בקיע (באנגלית: Fissile) הוא רדיואיזוטופ שיכול לעבור ביקוע גרעיני ויש לו אפשרות ליצור תגובת שרשרת גרעינית כאשר קיימת מסה קריטית שלו.
אנו יודעים שגרעינים של יסודות כבדים אינם יציבים כמו אלה של יסודות קלים יותר. הכוח שמחזיק ביחד את הפרוטונים והנייטרונים בגרעין הוא כוח קצר טווח, שדועך בחדות לעומת הכוח האלקטרומגנטי שגורם לדחייה בין הפרוטונים בגרעין. בגרעינים כבדים הדחיה החשמלית מתגברת על המשיכה של הכוח קצר הטווח, והם מתפרקים. ההתפרקות הנפוצה היא התפרקות אלפא, בה נפלט מהגרעין המקורי גרעין של חלקיק אלפא, שהוא גרעין של האיזוטופ הליום-4. בגרעינים כבדים במיוחד, קורה שהגרעין הכבד מתפרק לשני גרעינים קלים יותר (המכונים "תוצרי ביקוע") ולמספר נייטרונים. תהליך כזה מכונה ביקוע גרעיני. ביקוע גרעיני יכול להתרחש באופן ספונטני. אך חשוב לאמר כי החשיבות של התופעה היא התרחשותה כתוצאה מפגיעה של נייטרון בגרעין. הנייטרון נבלע בגרעין, והופך אותו לאיזוטופ אחר, בעל מספר מסה גבוה יותר, ובדרך כלל לא במצב היסוד אלא במצב מעורר. עבור גרעינים מסוימים לגרעין מעורר זה יש סיכוי גבוה להתפרק בביקוע גרעיני.
קיימים איזוטופים רבים שיכולים לעבור ביקוע גרעיני בעקבות פגיעה של נייטרון. חומר בקיע יכול לעבור ביקוע גרעיני גם כתוצאה מפגיעת נייטרון בעל אנרגיה קינטית אפסית, ועל כן לא כל חומר שיכול לעבור ביקוע גרעיני (fissionable) הוא חומר בקיע (fissile). לדוגמא, אורניום-238 אינו חומר בקיע; הוא יעבור ביקוע רק כאשר יפגע בו נייטרון מהיר, ורוב הנייטרונים שמשתחררים בביקוע לא יגרמו לביקוע של אטומים נוספים.
תמונה נלקחה מויקיפדיה.
חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
