સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન (Spontaneous fission)

સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન (Spontaneous fission) : બાહ્ય બળો કે સંજોગોથી સ્વતંત્ર રીતે ઉદભવતું વિખંડન. ન્યૂટ્રૉન જેવા શક્તિશાળી કણ અથવા ફોટૉનના આઘાત (impact) વડે તેનો પ્રારંભ થતો નથી. તે એક પ્રકારની રેડિયોઍક્ટિવ પ્રક્રિયા છે. રેડિયોઍક્ટિવિટીના મુખ્ય ઘાતાંકીય ક્ષય નિયમ(exponential decay law)ને તે અનુસરે છે. આ પ્રક્રિયા ખૂબ જ વધુ દળ ધરાવતી ન્યૂક્લિયસમાં જોવા મળે છે.

જેમને માટે Z²/A>17 હોય તેવી ન્યૂક્લિયસની ધરાવસ્થા(ground state)માંથી વિખંડન-અંતરાય(fission barrier)નું સુરંગ પ્રભાવ(tunneling effect)ને પાર થયા બાદ વિખંડન થતું હોય છે. અહીં Z અને A ન્યૂક્લિયસના અનુક્રમે પરમાણુક્રમાંક અને પરમાણુભારાંક છે. સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન માટે અર્ધજીવનકાળ (half life) a-ક્ષયના અર્ધજીવનકાળ કરતાં વધારે હોય છે; જેમ કે, U²³⁵ માટે a-ક્ષયનો અર્ધજીવનકાળ T_1/2 = 7.1  10⁸ વર્ષ અને સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન માટે T_1/2 = 1.8  10¹⁷ વર્ષ છે.

આનુભવિક ન્યૂક્લિયર દળ સમીકરણને આધારે સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડનની આગાહી થઈ શકે છે. આ સમીકરણ દર્શાવે છે કે ન્યૂક્લિયસનું વિપાટન (splitting) એવી રીતે થાય છે કે કુલંબ-ઊર્જા અને પૃષ્ઠઊર્જા ઉપર અસર કરે, જેથી એકમાં થતો ફેરફાર અને બીજામાં થતો ફેરફાર ઓછેવત્તે અંશે એકબીજાને નાબૂદ કરે છે. આમ થવું અપેક્ષિત છે, કારણ કે ન્યૂક્લિયસનું વિભાજન (1) બે પ્રોટૉન-જૂથ વચ્ચેનું વિયોજન વધારે છે અને તે રીતે તેમની કુલંબ-સ્થિતિ ઊર્જામાં ઘટાડો થાય છે. (2) કુલ ન્યૂક્લિયર પૃષ્ઠમાં વધારો કરે છે, જે પૃષ્ઠઊર્જામાં વધારો કરે છે.

પ્રહલાદ છ. પટેલ