Welche Beispiele für Quanten-Tunneling-Prozesse gibt es?
What are the examples of  quantum tunneling processes?
proton emission, alpha decay, and cluster decay.
Protonenemission, Alpha-Zerfall und Cluster-Zerfall.
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Neben der durch ein Neutron ausgelösten Spaltung, die vom Menschen genutzt wird, gibt es auch eine natürliche Form des spontanen radioaktiven Zerfalls (der kein Neutron erfordert), die als Spaltung bezeichnet wird und vor allem bei Isotopen mit sehr hoher Massezahl auftritt. Die Spontanspaltung wurde 1940 von Flyorov, Petrzhak und Kurchatov in Moskau in einem Experiment entdeckt, das bestätigen sollte, dass die Spaltrate von Uran ohne Neutronenbeschuss vernachlässigbar ist, wie von Niels Bohr vorhergesagt; sie war nicht vernachlässigbar.

Die unvorhersehbare Zusammensetzung der Produkte (die in einem breiten Wahrscheinlichkeitsbereich und etwas chaotisch variieren) unterscheidet die Kernspaltung von reinen Quantentunnelprozessen wie Protonenemission, Alphazerfall und Clusterzerfall, die immer die gleichen Produkte ergeben. Die Kernspaltung erzeugt Energie für die Atomkraft und treibt die Explosion von Atomwaffen an. Beides ist möglich, weil bestimmte Stoffe, die Kernbrennstoffe genannt werden, spalten, wenn sie von Spaltneutronen getroffen werden, und ihrerseits Neutronen aussenden, wenn sie auseinanderbrechen. Dadurch wird eine sich selbst erhaltende nukleare Kettenreaktion möglich, die in einem Kernreaktor kontrolliert oder in einer Kernwaffe sehr schnell und unkontrolliert Energie freisetzt.

Die Menge an freier Energie, die in Kernbrennstoff enthalten ist, ist millionenfach höher als die Menge an freier Energie, die in einer vergleichbaren Menge an chemischem Brennstoff wie Benzin enthalten ist, was die Kernspaltung zu einer sehr dichten Energiequelle macht. Die Produkte der Kernspaltung sind jedoch im Durchschnitt weitaus radioaktiver als die schweren Elemente, die normalerweise als Brennstoff gespalten werden, und bleiben dies auch für lange Zeit, was zu einem Atommüllproblem führt. Die sieben langlebigen Spaltprodukte machen jedoch nur einen kleinen Teil der Spaltprodukte aus. Die Neutronenabsorption, die nicht zur Spaltung führt, erzeugt Plutonium (aus 238
U) und kleinere Aktiniden (sowohl aus 235
U und 238
U), deren Radiotoxizität weit höher ist als die der langlebigen Spaltprodukte. Die Besorgnis über die Anhäufung von Atommüll und das zerstörerische Potenzial von Atomwaffen steht dem friedlichen Wunsch entgegen, die Kernspaltung als Energiequelle zu nutzen. Der Thorium-Brennstoffkreislauf produziert so gut wie kein Plutonium und viel weniger kleinere Aktiniden, aber 232
U - oder vielmehr seine Zerfallsprodukte - sind ein wichtiger Gammastrahlenemitter. Alle Aktinide sind spaltbar und können in schnellen Brutreaktoren gespalten werden, wenn auch nur in bestimmten Konfigurationen. Die nukleare Wiederaufbereitung zielt darauf ab, aus abgebrannten Brennelementen verwertbares Material zu gewinnen, um die Uran- (und Thorium-) Vorräte zu verlängern und die Menge an "Abfall" zu reduzieren. Der Industriebegriff für ein Verfahren, bei dem alle oder fast alle Aktiniden gespalten werden, ist "geschlossener Brennstoffkreislauf".
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