ผลผลิตจากฟิชชัน

ผลผลิตจากฟิชชัน (อังกฤษ: Fission product) หรือ ผลผลิตจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน (อังกฤษ: Nuclear fission product) เป็นชิ้นส่วนที่เหลือหลังจากนิวเคลียสของอะตอมขนาดใหญ่ผ่านขบวนการ นิวเคลียร์ฟิชชั่น โดยปกตินิวเคลียสขนาดใหญ่เช่นของยูเรเนียมจะทำการ fission โดยแยกออกเป็นสองนิวเคลียสในขนาดที่เล็กกว่า พร้อมกับนิวตรอนไม่กี่ตัว กับการปล่อยพลังงานความร้อน (พลังงานจลน์ของนิวเคลียส) และรังสีแกมมาออกมา ทั้งสองนิวเคลียสในขนาดที่เล็กกว่าดังกล่าวเป็นผลผลิตจากฟิชชัน (โปรดดูเพิ่มเติม ผลผลิตจากฟิชชัน (แบ่งตามองค์ประกอบ))

ประมาณ 0.2% ถึง 0.4% ของการ fissions เป็น fissions แบบไตรภาค (อังกฤษ: ternary fissions) ที่ผลิตนิวเคลียสเบาที่สามเช่นฮีเลียม-4 (90%) หรือทริเทียม (7%)

ตัวผลผลิตจากฟิชชันฟิชชันเอง มักจะไม่เสถียรและแผ่กัมมันตรังสี เนื่องจากมันค่อนข้างจะที่อุดมไปด้วยนิวตรอนสำหรับอะตอมิกนัมเบอร์ของพวกมัน และพวกมันจำนวนมากก็มีการสลายแบบให้อนุภาคบีตา (อังกฤษ: beta decay) ได้อย่างรวดเร็ว การสลายตัวแบบนี้จะปลดปล่อยพลังงานเพิ่มเติมในรูปของอนุภาคบีตา, อนุภาคต้านนิวทริโน (อังกฤษ: antineutrinos), และรังสีแกมมา ดังนั้นเหตุการณ์ฟิชชันตามปกติจะส่งผลให้มีการแผ่รังสีบีตาและ antineutrinos แม้ว่าอนุภาคเหล่านี้จะไม่ได้มีการผลิตโดยตรงจากเหตุการณ์ฟิชชันก็ตาม

หลายไอโซโทป (ธาตุที่มีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกัน มีจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเท่ากันแต่จำนวนนิวตรอนต่างกัน) เหล่านี้มีครึ่งชีวิตที่สั้นมาก ดังนั้นพวกมันจึงปลดปล่อยรังสีออกมาเป็นจำนวนมาก ยกตัวอย่างเช่น strontium-90, strontium-89 และstrontium-94 ทั้งหมดนี้เป็นผลผลิตจากปฏิกิริยาฟิชชั่น พวกมันถูกผลิตออกมาในปริมาณที่คล้ายกัน และแต่ละนิวเคลียสจะสลายตัวโดยการยิงหนึ่งอนุภาคบีตา (อิเล็กตรอน) ออกมา แต่ Sr-90 มีครึ่งชีวิตที่ 30 ปี, SR-89 มีครึ่งชีวิตที่ 50.5 วันและ Sr-94 มีครึ่งชีวิตที่ 75 วินาที เมื่อถูกสร้างเสร็จใหม่ ๆ Sr-89 จะพ่นอนุภาคบีตาเร็วกว่า Sr-90 ถึง 10,600 เท่าและ Sr-94 จะพ่นอนุภาคบีตาเร็วกว่า Sr-90 ถึง 915 ล้านเท่า เป็นเพราะไอโซโทปครึ่งชีวิตสั้นเหล่านี้ที่ทำให้เชื้อเพลิงใช้แล้วเป็นอันตรายอย่างมาก (นอกเหนือไปจากความร้อนที่ถูกสร้างขึ้นอย่างมาก) ทันทีหลังจากที่เครื่องปฏิกรณ์ได้ถูกปิดลง. ข่าวดีก็คือสิ่งอันตรายที่สุดจะจางหายไปอย่างรวดเร็ว หลังจาก 50 วัน Sr-94 มีครึ่งชีวิตที่ 75 วินาที ดังนั้นมันจึงหายหมด 100%; Sr-89 เหลืออยู่ครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม แต่ Sr-90 ยังคงมีอยู่ 99.99% เนื่องจากมีหลายร้อยไอโซโทปที่แตกต่างกันได้ถูกสร้างขึ้น การแผ่รังสีที่สูงในช่วงเริ่มต้นจางหายไปอย่างรวดเร็ว แต่ไม่ได้จางหายหมดไปอย่างสมบูรณ์

อ้างอิง

1. F. William Walker, Dr. George J. Kirouac, Francis M. Rourke. 1977. Chart of the Nuclides, twelfth edition. Knolls Atomic Power Laboratory, General Electric Company.