O urânio-235, o isótopo mais comum do urânio usado em reações nucleares, sofre fissão por meio de uma reação em cadeia iniciada pela absorção de um nêutron. Aqui está uma explicação passo a passo de como um núcleo de urânio-235 é submetido à fissão:

1. Absorção de nêutrons: Um nêutron lento é absorvido pelo núcleo de um átomo de urânio-235. Este processo forma um núcleo de urânio-236 instável e excitado.

2. Excitação Nuclear: A absorção do nêutron faz com que o núcleo do urânio-236 fique altamente excitado e energético. Atinge um estado de grande instabilidade e está pronto para se dividir em fragmentos menores.

3. Fissão Nuclear: O núcleo excitado de urânio-236 sofre fissão nuclear, onde se divide em dois núcleos menores e mais estáveis. Esses fragmentos, chamados de produtos de fissão, são tipicamente criptônio-92 e bário-141.

4. Liberação de nêutrons: Durante o processo de fissão, vários nêutrons são liberados. Em média, cerca de 2-3 nêutrons são produzidos por evento de fissão. Esses nêutrons liberados são cruciais para sustentar a reação em cadeia.

5. Reação em cadeia: Os nêutrons liberados no processo de fissão podem atacar e causar novos eventos de fissão em átomos vizinhos de urânio-235. Esta sequência de reações de fissão leva a uma reação em cadeia onde múltiplos núcleos de urânio-235 sofrem fissão, liberando mais nêutrons e energia.

6. Massa Crítica: Para que a reacção em cadeia se torne auto-sustentável, é necessária uma massa crítica de urânio-235. Massa crítica refere-se à quantidade mínima de material físsil necessária para uma reação em cadeia de fissão sustentada. O urânio-235 é normalmente enriquecido para aumentar a concentração do isótopo e atingir a criticidade.

7. Controle da reação em cadeia: Nos reatores nucleares, a reação em cadeia é cuidadosamente controlada e moderada por meio de barras de controle. Essas hastes absorvem nêutrons, regulando assim a taxa de progressão da reação em cadeia e garantindo a operação segura e estável do reator.

Vale a pena notar que o urânio-235 não sofre fissão espontânea. A absorção de um nêutron fornece a energia e a instabilidade necessárias para iniciar o processo de fissão. Nas armas nucleares, a fissão rápida e descontrolada do urânio-235 resulta numa libertação repentina de enorme energia, levando à detonação da arma.