Nötron emisyonu, fazla nötron içeren atomlarda gerçekleşen radyoaktif bir bozunma tepkimesidir. Bu bozunmada nötron basitçe çekirdekten atılır. Nötron yayan iki izotop örneği helium-5 ve berilyum-13'tür. Ancak helium-5'in bozunumu Alfa bozunumu olarak da geçer.
Birçok ağır izotop, özellikle kaliforniyum-252, başka bir radyoaktif bozunma tepkimesi kendiliğinden fisyonun yanında nötron da yayarlar.
Nötronlar nükleer fisyon süreçlerinde emilir ve yayılır.
Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein'a ait olan E=mc² formülü ile ilişkilidir.
Amerikyum. Periyodik tablonun aktinitler dizisinde yer alan ve yapay olarak elde edilen kimyasal bir element.
Radyoaktivite, radyoaktiflik, ışınetkinlik veya nükleer bozunma; atom çekirdeğinin, daha küçük çekirdekler veya elektromanyetik ışımalar yayarak kendiliğinden parçalanmasıdır. Çekirdek tepkimesi sırasında veya çekirdeğin bozunması ile ortaya çıkar. En yaygın ışımalar alfa(α), beta(β) ve gamma(γ) ışımalarıdır. Bir maddenin radyoaktivitesi bekerel veya curie ile ölçülür.
Nükleer füzyon, nükleer kaynaşma ya da kısaca füzyon; iki hafif elementin nükleer reaksiyonlar sonucu birleşerek daha ağır bir element oluşturmasıdır. Çekirdek tepkimesi olarak da bilinen bu tepkimenin sonucunda çok büyük miktarda enerji açığa çıkar.
İzotoplar, periyodik tabloda aynı atom numarasına ve konuma sahip olan ve farklı nötron sayıları nedeniyle nükleon sayıları bakımından farklılık gösteren iki veya daha fazla atom türüdür. Belirli bir elementin tüm izotopları neredeyse aynı kimyasal özelliklere sahipken, farklı atomik kütlelere ve fiziksel özelliklere sahiptirler. İzotop terimi, "aynı yer" anlamına gelen Yunan kökenli isos ve topos 'den oluşur; isimin anlamı ise, tek bir elementin farklı izotoplarının periyodik tabloda aynı pozisyonda yer alması anlamına gelir. Margaret Todd tarafından 1913 yılında Frederick Soddy'ye öneri olarak sunulmuştur.
Frederick Soddy, İngiliz kimyacı. 1921 Nobel Kimya Ödülü sahibi. Ernest Rutherford ile birlikte yaptığı ortak çalışmayla radyoaktif bozunma kanunlarını keşfetmiştir. Ayrıca izotop kavramını ortaya atmıştır.
Radyoaktif elementlerin kararlı bir element oluşturması işlemi sırasında bunlar birkaç sayıda farklı reaksiyona (tepkimeye) uğrayabilirler. Nükleer fisyon (bölünme) böyle bir reaksiyondur. Atom sayısı 90 'dan büyük olan elementler fisyona uğrayabilirler.
Nötron, sembolü n veya n⁰ olan, bir atomaltı ve nötr bir parçacıktır. Proton ile birlikte, atomun çekirdeğini meydana getirir. Bir yukarı ve iki aşağı kuark ve bunların arasındaki güçlü etkileşim sayesinde oluşur. Proton ve nötron yaklaşık olarak aynı kütleye sahiptir fakat nötron daha fazla kütleye sahiptir. Nötron ve protonun her ikisi nükleon olarak isimlendirilir. Nükleonların etkileşimleri ve özellikleri nükleer fizik tarafından açıklanır. Nötr hidrojen atomu dışında bütün atomların çekirdeklerinde nötron bulunur. Her atom farklı sayıda nötron bulundurabilir. Proton ve nötronlar, kuarklardan oluştukları için temel parçacık değildirler.
Plütonyum, 1940 yılında Glenn T. Seaborg, Edwin M. McMillan, J. W. Kennedy ve A. C. Wahlby tarafından 152 cm'lik siklotron içerisindeki uranyumun döteryum ile bombardımanı sonucunda elde edilmiştir.
Nükleer reaksiyon veya çekirdek tepkimesi, iki atom çekirdeğinin veya bir atom çekirdeğiyle atom dışından bir atomaltı parçacığın çarpışarak bir veya daha fazla yeni nüklide dönüşmeleri. Bu gibi reaksiyonlarda yer alan atomaltı parçacıklar proton, nötron veya yüksek enerjili elektron olabilir. Kimyasal reaksiyondan farkı, kimyasal reaksiyonların atomların elektronları arasında gerçekleşmesidir. Çekirdek tepkimesi sonucunda eğer proton sayısı değişiyor ise farklı bir elemente ait bir tanecik oluşmuş olur. Bir reaksiyonun nükleer reaksiyon sayılabilmesi için en az bir nüklidin başka bir nüklide dönüşmesi gerekir; böyle bir dönüşüm gerçekleşmezse yaşanan çarpışma sürecine saçılma adı verilir. Spontane olarak gerçekleşen radyoaktif bozunma, nüklit değişimine yol açsa da nükleer reaksiyon olarak kabul edilmez.
Nüklit ya da nükleer tür; atom numarası (Z), kütle numarası (A) ve nükleer enerji durumuna göre nitelenen herhangi bir atom türüdür. Bu nitelemede; atom numarasını oluşturan proton sayısı ve proton sayısıyla birlikte kütle numarasını oluşturan nötron sayısı (N) değerlendirilirken, söz konusu enerji durumunun yarı ömrü de gözlem yapmayı sağlayacak kadar (genellikle 10-10 saniyeden) uzun olmalıdır.
Plütonyum-239, plütonyumun bir izotopudur. Plütonyum-239, nükleer silah üretiminde kullanılan birincil fisil izotoptur ancak uranyum-235 de bu amaç için kullanılır. Plütonyum-239 aynı zamanda uranyum-235 ve uranyum-233 ile birlikte termal spektrumlu nükleer reaktörlerde yakıt olarak kullanılabilen üç ana izotoptan biridir. Plütonyum-239'un yarı ömrü 24.110 yıldır.
Uranyum-235 (kim. simge 235U), 1935 yılında Amerikalı nükleer fizikçi Arthur Jeffrey Dempster tarafından keşfedilen, 92 proton ve 143 nötronlu bir Uranyum izotopudur. Bu izotopu bir başka radyoaktif Uranyum izotopu olan 238U'den ayıran en önemli özelliği doğada ekonomik miktarlarda bulunması ve zincirleme fisyon reaksiyonu yaratabilmesidir. 235U'in yarılanma zamanı (yarı ömrü) 7.038·108 yıldır ve radyoaktif bozunma sonucu Toryum-231 izotopunu oluşturur. Bir mol 235U atomunun fisyonundan 200 MeV = 3.2 × 10−11 J, yani 18 TJ/mol = 77 TJ/kg'lik enerji açığa çıkar. Doğadaki toplam doğal uranyumun kütle olarak yalnızca %0.72'si U-235'dir, geri kalanın çoğu U-238'dir. En önemli kullanım alanları nükleer silahlar ve elektrik santralleridir.
Uranyum-238, (kim. simge 238U veya U-238), 92 proton ve 146 nötronu ile doğada en sık rastlanan (tümü içindeki oranı %99,284) Uranyum izotopudur. 238U'in yarılanma zamanı (yarı ömrü) 4.46 × 109 (4,46 milyar) yıldır ve radyoaktif ışıma yaparak (doğal ışıma enerjisi 4,267 MeV) sırasıyla bir başka uranyum izotopu olan 239U, Neptünyum 239Np ve Plütonyum 239Pu'a indirgenir. Silah sanayiinde zırh ve zırh delici mermilerde sıklıkla kullanılan Zayıflatılmış uranyum içerisinde bol miktarda 238U izotopu bulunurken, nükleer silah yapımında kullanılan Zenginleştirilmiş uranyum ise yüksek oranda 235U izotopundan oluşur. 238U direkt nükleer yakıt olarak kullanıma uygun değildir, ancak reaktör ortamında fisyon özelliği bulunan plütonyum elementinin üretiminde kullanılabilir.
Nükleer fizik veya çekirdek fiziği, atom çekirdeklerinin etkileşimlerini ve parçalarını inceleyen bir fizik alanıdır. Nükleer enerji üretimi ve nükleer silah teknolojisi nükleer fiziğin en çok bilinen uygulamalarıdır fakat nükleer tıp, manyetik rezonans görüntüleme, malzeme mühendisliğinde iyon implantasyonu, jeoloji ve arkeolojide radyo karbon tarihleme gibi birçok araştırma da nükleer fiziğin uygulama alanıdır.
En basit çekirdek olan hidrojen çekirdeği hariç bütün çekirdeklerde nötron ve proton bulunur. Nötronların protonlara oranı hafif izotoplarda birebir oranındayken periyodik tablonun sonundaki ağır elementlere doğru bu oran gittikçe artmaktadır. Bu oran daha da artarak nüklitin artık kararlı olmadığı bir noktaya gelir. Daha ağır nüklitler, dışarıya verecekleri fazla enerjileri olduğundan kararsızlardır. Bunlara radyonüklit denir. Bu süreçte radyonüklid radyoaktif bozunmaya uğrar ve bu esnada gama ışını ve/veya atom altı parçacıklar yayabilir. Bu parçacıklar iyonlaştırıcı radyasyonu oluştur. Radyonüklidler doğada bulunabildikleri gibi yapay yollarla da üretilebilirler.
Nükleosentez, daha önceden var olan çekirdek parçacıklarından, esasen proton ve nötronlardan, yeni atomik çekirdeklerin yaratılması sürecidir. İlk atomik çekirdekler, Büyük Patlama'dan yaklaşık üç dakika sonra, Büyük Patlama nükleosentezi olarak bilinen sürecin sonunda oluşmuştur. Hidrojen ve helyumun ilk yıldızların bileşenlerini oluşturması ve kainatın bugünkü hidrojen/helyum oranı o zamanlara dayanır.
Nükleer dönüşüm, bir kimyasal element ya da bir izotopun birbirine dönüşmesidir. Her element atomlarındaki proton sayılarıyla tanımlanırlar. Başka bir deyişle, atom çekirdeği içindeki proton ya da nötron sayısında değişim gerçekleştiğinde nükleer dönüşüm meydana gelir.
Argon tarihlendirme yöntemi kuvaterner ve öncesi jeolojik dönemlere ait volkanik malzemelerin yaşlandırılmasında kullanılan radyometrik yaşlandırma yöntemidir. Aynı zamanda jeolojik ve jeomorfolojik olayların tarihlendirilmesi amacıyla da kullanılır. Argon tarihlendirme yönteminde iki farklı yaklaşım vardır. Bunlardan biri Potasyum-Argon (40K-40Ar),diğeri ise Argon-Argon (40Ar-39Ar) tayinidir. Potasyum - argon olarak bilinen yaklaşım Potasyum 40 (40K) izotopunun, Argon40 (40Ar) gazına radyoaktif bozunumunu esas alan tarihlendirme yöntemidir. Argon tarihlendirme yöntemindeki ikinci yaklaşım ise Argon-Argon(40 Ar-39Ar) yöntemidir. Argon -Argon(40Ar-40Ar) yöntemi, Potasyum-Argon (40K-40Ar)'un yerini almak için icat edilen bir tarihlendirme yöntemidir. Argon-Argon yönteminin Potasyum-Argon yönteminden farkı yaşlandırma yapılırken yalnızca bir kaya parçası veya mineral gerekir ve tek bir ölçüm yeterlidir; Potasyum-Argon yönteminde ise ayrı ayrı iki ölçüm gereklidir .Bu iki yöntemin temelinde Potasyum-40 (40K)'ın radyoaktif bozunumu ile Argon-40 (40Ar)'a dönüşmesi yer alır. Argon gazının asal gaz olması,dolayısıyla başka iyonlarla bileşik yapma durumunun bulunmayışı ve kolay ölçülebilmesi bu yöntemin ortaya çıkışında önemli avantaj olmuştur.
Uranyum (92U), kararlı izotopu olmayan, doğal olarak oluşan radyoaktif bir elementtir. Uzun yarı ömürleri olan ve Dünya'nın kabuğunda kayda değer miktarda bulunan iki ilkel izotopu vardır: uranyum-238 ve uranyum-235. Uranyum-233 gibi diğer izotoplar üretken reaktörlerinde üretilmiştir. Doğada veya nükleer reaktörlerde bulunan izotoplara ek olarak, 214U ile 242U arasında çok daha kısa yarı ömre sahip birçok izotop üretilmiştir. Doğal uranyumun standart atom ağırlığı 238,02891(3)' tür.