La fission est la division d'un noyau atomique en deux ou plusieurs noyaux plus légers accompagnés de énergie Libération. L'atome lourd d'origine est appelé noyau parent, et les noyaux plus légers sont des noyaux filles. La fission est un type de réaction nucléaire qui peut se produire spontanément ou à la suite d'une collision d'une particule avec un noyau atomique.
La raison de la fission est que l'énergie perturbe l'équilibre entre la répulsion électrostatique entre les protons chargés positivement et la force nucléaire puissante qui détient les protons et les neutrons ensemble. Le noyau oscille, de sorte que la répulsion peut surmonter l'attraction à courte portée, provoquant la scission de l'atome.
Le changement de masse et la libération d'énergie produisent des noyaux plus petits et plus stables que le noyau lourd d'origine. Cependant, les noyaux filles peuvent encore être radioactifs. L'énergie dégagée par la fission nucléaire est considérable. Par exemple, la fission d'un kilogramme d'uranium libère autant d'énergie que la combustion d'environ quatre milliards de kilogrammes de charbon.
De l'énergie est nécessaire pour que la fission se produise. Parfois, cela provient naturellement de la désintégration radioactive d'un élément. D'autres fois, de l'énergie est ajoutée à un noyau pour surmonter l'énergie de liaison nucléaire qui maintient les protons et les neutrons ensemble. Dans les centrales nucléaires, les neutrons énergétiques sont dirigés vers un échantillon de l'isotope uranium-235. L'énergie des neutrons peut provoquer la rupture du noyau d'uranium de différentes manières. Une réaction de fission courante produit du baryum 141 et du krypton 92. Dans cette réaction particulière, un noyau d'uranium se brise en un noyau de baryum, un noyau de krypton et deux neutrons. Ces deux neutrons peuvent continuer à diviser d'autres noyaux d'uranium, entraînant une réaction en chaîne nucléaire.
Le fait qu'une réaction en chaîne puisse ou non se produire dépend de l'énergie des neutrons qui sont libérés et de la proximité des atomes d'uranium voisins. La réaction peut être contrôlée ou modérée en introduisant une substance qui absorbe les neutrons avant de pouvoir réagir avec plus d'atomes d'uranium.