自發核分裂

自發核分裂 (spontaneous fission)은 매우 무거운 同位元素 의 放射性減衰過程이며, 理論上으로는 100 amu ( 루테늄 近處) 以上인 어떠한 原子核에서도 可能하다. 하지만 實際로, 自發核分裂은 230 amu( 토륨 近處) 以上의 原子質量을 가지는 元素에서 發生한다. 러더포듐 과 같은 超악티늄족 元素 가 가장 自發核分裂이 잘 된다.

우라늄 과 토륨 의 境遇, 自發核分裂은 可能한 崩壞方式이기는 하지만 많이 일어 나지는 않으며, 正確한 崩壞比率等을 必要로 하는 境遇가 아니라면 一般的으로 無視된다. 數學的으로 自發核分裂이 일어날 境界條件은 다음과 같다.

{\hbox{Z}}^{2}/{\hbox{A}}\approx 45.

그러나 오가네손 294 를 除外한 그 어떤 放射性同位元素度 이 값에 到達하지 못한다.

이름이 意味하듯, 核分裂 은 自發核分裂과 完全히 同一한 過程이며 團地自發的이지 않을 뿐인데, 이는 "臨界値"에 到達해서 分裂을 繼續할 만큼의 中性子 다발을 生成하지 않는다는 것이다. 하지만 自發核分裂은 다른 核分裂과 마찬가지로 中性子를 放出하며, 自發核分裂이 어느 程度重要한 崩壞方式의 하나인 放射性同位元素의 境遇에는 중성자원으로 使用될 수 있다. 캘리포늄 -252(半減期 2.645年, 自發核分裂율 3.09%)는 자주 중성자원으로 使用된다. 中性子는 爆發物探知를 위한 航空手荷物의 探索, 道路建設或은 工場建設時土壤內의 濕度測定, 貯藏庫의 貯藏品의 濕度測定等에 使用될 수 있다.

核分裂後에 自發核分裂이 可能한 原子核數가 減少하지 않는다면, 이는 푸아송 過程 이다. 卽 매우 짧은 時間 동안 自發核分裂의 確率은 時間의 길이에 따른다.

우라늄-238 의 自發核分裂은 核分裂의 破片이 決定構造 를 통해 나아감에 따라 우라늄을 가지고 있는 鑛物에 자국을 남긴다. 이러한 자국은 放射性連帶測定法 의 基本이 된다.

自發核分裂比率 [ 編輯 ]

우라늄 -235: 0.2 - 0.3 fissions/s-kg
우라늄 -238: 7 fissions/s-kg
플루토늄 -239: 10 fission/s-kg
플루토늄 -240: 415,000 fission/s-kg

實質的으로, 플루토늄-239는 生成時에 追加로 中性子를 吸收하려는 傾向이 있으므로, 恒常一定量의 플루토늄-240을 包含하고 있다. 플루토늄-240의 높은 自發核分裂比率은 이를 不適切한 混合物이게 한다. 武器로 使用할 만한 플루토늄은 7% 以下의 플루토늄-240을 包含해야 한다.

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自發 核分裂 比率 [ 編輯 ]

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