חומר בקיע

בחומרת גרעין, חומר בקיע (fissile material) הוא איזוטופ רדיואקטיבי שיכול לעבור ביקוע גרעיני. כלומר, גרעין האטום יכול להיפצל ולשחרר נייטרונים וחלק מהאנרגיה שלו. חומר בקיע מסוגל ליצור תגובת שרשרת כאשר קיימת מסה קריטית ממנו, מצב שבו הפיצולים יוצרים פיצולים נוספים ברצף.

לא כל חומר שיכול לעבור ביקוע הוא חומר בקיע. ישנם איזוטופים שזקוקים לנייטרון מהיר כדי להתבקע; מצב כזה נקרא fissionable אך אינו fissile. לדוגמה, אורניום-238 אינו חומר בקיע כי הוא מתבקע בעיקר לאחר פגיעת נייטרון מהיר.

בחומרים בקיעים הסיכוי שנייטרון שנפלט מביקוע יגרום לביקוע נוסף גבוה, ולכן הם מאפשרים תגובת שרשרת יציבה. תכונה זו מקנה להם חשיבות בהפקת אנרגיה בכורים גרעיניים, וגם בקשר לנשק גרעיני.

החומר הבקיע העיקרי בטבע בכמות משמעותית הוא אורניום-235. פלוטוניום-239 נפוץ כמוצר מלאכותי, והוא מיוצר מאורניום-238. גם אורניום-233, פלוטוניום-241 ונפטוניום-237 נחשבים לחומרים בקיעים. כל האיזוטופים הבקיעים המוכרים שייכים לסדרת האקטינידים.

חומר בקיע הוא איזוטופ שמגרעין שלו יכול להיסדק. איזוטופ = גרסה של יסוד עם מספר שונה של נייטרונים (חלקיקים בגרעין).

ביקוע הוא פיצול של גרעין האטום. נייטרון (חלקיק בגרעין, בלי מטען חשמלי) יכול לגרום לפיצול. אם יש מספיק חומר, הפיצולים גורמים לפיצולים נוספים. זה נקרא תגובת שרשרת וזה משחרר הרבה אנרגיה.

אורניום-235 הוא חומר בקיע שקיים בטבע. פלוטוניום-239 לא קיים בכמויות גדולות בטבע, אלא מיוצר מאורניום-238. יש עוד כמה חומרים כאלו, והם שייכים למשפחה שנקראת אקטינידים.

חומרים בקיעים משמשים בכורים גרעיניים ולפעמים גם בהקשרים אחרים.