Fissió ternaria

La fissió ternaria és un tipo comparativament rar (0,2 a 0,4% dels events) de fissió nuclear, en el que es produïxen tres núcleus en càrrega en lloc de dos. Com en atres processos de fissió nuclear, en la fissió ternaria es produïxen atres partícules sense càrrega, com a múltiples neutrons i rajos gamma.

La fissió ternaria pot produir-se durant la fissió induïda per neutrons o durant la fissió espontànea (abdós tipos processos de desintegració radiactiva). Es produïx aproximadament un 25% més d'events de fissió ternaria en el cas de la fissió espontànea en comparació al mateix sistema de fissió activat per mig de la captura de neutrons tèrmics, lo que ilustra que estos processos seguixen sent físicament llaugerament diferents, inclús despuix de l'absorció dels neutrons, possiblement per l'energia adicional present en els processos nuclears de fissió induïts per neutrons tèrmics.

També es coneix la fissió cuaternaria, en un promig d'1 event per cada 10 millons de fissions (vore més avall).

Productes

Archiu:ThermalFissionYield.svg

Els productes segons la seua massa resultants de la fissió de la mescla d'U-233 en Pu-239 per mig de neutrons tèrmics (una combinació habitual en els reactors nuclears moderns), i d'U-235 utilisat en el cicle del tori

El procés de fissió nuclear més comuna és la fissió binaria, en la que es generen dos productes de fissió en càrrega asimètrics, en una màxima provabilitat per a núcleus de 95 ± 15 i 135 ± 15 o'' de massa atòmica. No obstant, en esta fissió convencional de grans núcleus, el procés binario ocorre simplement perque és el més provable des del punt de vista energètic.

En un reactor nuclear, entre 2 i 4 fissions de cada 1000, el procés de fissió ternaria alternatiu produïx tres fragments carregats positivament (més neutrons, que no estan carregats i no es conten en este càlcul). El més chicotet dels productes en càrrega pot variar des d'una sola càrrega i massa tan chicotetes com un sol protón (Z=1), fins a un fragment tan gran com un núcleu d'argón (Z=18).

Encara que en la fissió ternaria habitual es poden produir com a producte en càrrega més chicotet (el tercer) partícules tan grans com a núcleus de argón, els menuts fragments més comuns de la fissió ternaria són els núcleus d'heli-4, que constituïxen al voltant del 90% de la fissió ternaria. Esta alta incidència està relacionada en l'estabilitat (alta energia d'enllaç) de les partícules alfa, lo que fa que hi haja més energia disponible per a la reacció. Les segones partícules més comunes produïdes en la fissió ternaria són núcleus de triti, que constituïxen el 7% del total de fragments menuts, i les terceres són els núcleus d'heli-6 (que es desintegren en aproximadament 0,8 segons fins a convertir-se en liti-6). Els protones i els núcleus més grans es troben en una chicoteta fracció (<2%) que constituïx el restant dels productes en càrrega menuts. Les dos partícules en càrrega més grans producte de la fissió ternaria, particularment quan es generen partícules alfa, són prou similars en distribució de tamany a les produïdes en la fissió binaria.

Energies del producte

L'energia del tercer producte, molt més menut, sol oscilar entre 10 i 20 MeV. D'acort en el seu orige, les partícules alfa produïdes per la fissió ternaria solen tindre energies miges d'aproximadament 16 MeV (energies tan grans mai s'observen en la desintegració alfa). Ya que estes solen tindre significativament més energia que les partícules alfa de 5 MeV pròpies de la desintegració alfa, li les denomina partícules alfa de llarc alcanç (en referència al seu major alcanç en l'aire o atres mijos).

Els atres dos fragments més grans es duen, en les seues energies cinètiques, el restant de l'energia cinètica de la fissió (que normalment totalisa 170 MeV en la fissió d'elements pesats) que no apareix com l'energia cinètica de 10 a 20 MeV que es du el tercer producte més menut. Per lo tant, els fragments més grans en la fissió ternaria són cada u menys energètics, en un ranc típic de 5 a 10 MeV com els que apareixen en la fissió binaria.

Importància

Encara que el procés de fissió ternaria és menys comuna que el procés binario, aplega a produir una important acumulació de gas heli-4 i de triti en les barres de combustible dels reactors nuclears moderns. Este fenomen es va detectar inicialment en 1957, en les afores del Laboratori Nacional del Riu Savannah.

Verdadera fissió ternaria

Un tipo molt rar de procés de fissió ternaria que a voltes es denomina fissió ternaria verdadera, genera tres fragments en càrrega de tamany casi igual (Z 30), pero solament ocorre en aproximadament 1 de cada 100 millons d'events de fissió. En este tipo de fissió, els núcleus producte dividixen l'energia de fissió en tres parts casi iguals i tenen energies cinètiques de 60 MeV. Fins ara, la verdadera fissió ternaria solament s'ha observat en núcleus bombardejats per ions pesats i d'alta energia.

Fissió cuaternaria

Un atre procés de fissió poc comuna, que ocorre en aproximadament 1 de cada 10 millons de fissions, és la fissió cuaternaria. És anàloga a la fissió ternaria, llevat que es generen quatre productes en càrrega. Normalment dos d'ells són partícules llaugeres, sent el modo més comú de fissió cuaternaria aparentment dos partícules grans i dos partícules alfa (en lloc d'una alfa, el modo més comú de fissió ternaria).