samorzutne rozszczepienie jądra atomowego

Samorzutne rozszczepienie jądra atomowego (nazywane również spontanicznym, oznaczane z języka angielskiego skrótem SF od spontaneous fission) – forma rozpadu promieniotwórczego (przemiany jądrowej) charakterystyczna dla bardzo ciężkich jąder atomowych. Pierwiastkami najbardziej podatnymi na ten rodzaj rozpadu są ciężkie aktynowce, np. mendelew lub lorens, i transaktynowce, np. rutherford. W uranie lub torze (ostatnimi pierwiastkami praktycznie występującymi w przyrodzie) spontaniczne rozszczepienie zachodzi, jednak z tak małym prawdopodobieństwem, że zazwyczaj jest pomijane przy podawaniu sposobów rozpadu danego izotopu pierwiastka (z wyjątkiem bardzo dokładnych obliczeń aktywności próbek zawierających te nuklidy). Matematycznie kryterium możliwości zajścia rozszczepienia spontanicznego określa wzór: gdzie Z jest liczbą atomową nuklidu, zaś A jego liczbą masową (np. dla uranu-238 jest to Z = 92 oraz A = 238). Jak wskazuje nazwa, samorzutne rozszczepienie kończy się podziałem jądra (tak jak i wymuszone rozszczepienie), jednak występuje bez zderzenia neutronu czy innej cząstki z ciężkim jądrem. Spontaniczne rozszczepienie uwalnia neutrony, tak jak wymuszone rozszczepienia, więc w przypadku zgromadzenia odpowiedniej masy danego nuklidu ulegającemu tej przemianie w odpowiedniej geometrii (masa krytyczna), może dojść do samopodtrzymującej się reakcji łańcuchowej. Z tej samej przyczyny radionuklidy dla których ten kanał rozpadu nie jest zaniedbywalny, mogą być używane jako źródła neutronów; np. kaliforn-252 (czas połowicznego rozpadu 2,645 roku, prawdopodobieństwo zajścia rozszczepienia spontanicznego 3,09%) jest często używanym silnym źródłem neutronów (patrz tabela niżej). Przykładowym zastosowaniem neutronów z takiego źródła jest inspekcja bagażu lotniczego pod kątem ukrytych materiałów wybuchowych, pomiar wilgotności gleby w przemyśle budowlanym, budowie dróg lub poszukiwaniu złóż surowców naturalnych, czy też pomiar wilgotności materiałów składowanych w silosach. Dopóki samorzutne rozszczepienie skutkuje zaniedbywalnie małą zmianą liczby jąder jemu ulegających, jest ono procesem poissonowskim: dla krótkich odstępów czasu prawdopodobieństwo spontanicznego rozszczepienia jest proporcjonalne do długości interwału czasowego. Spontaniczne rozszczepienie uranu-238 pozostawia ślady uszkodzenia w minerałach zawierających uran, gdyż fragmenty rozszczepienia doznają odrzutu, a będąc w strukturze krystalicznej, niszczą uporządkowanie na swej drodze. Te ślady fragmentów rozszczepienia stanowią podstawę techniki bezwzględnego datowania radiometrycznego znaną jako datowanie metodą trakową.