自發裂變 自發裂變英語spontaneous fission是一種放射性衰變只發生於高原子序的化學元素由於元素的核結合能在原子量約為個原子質量單位u時最高因此更高質量的原子核可能會自發性地分裂為數個較小的原子核以及一些單獨的核子 理論上質量數A大於等於的β衰變穩定同量素英语betadecay stable isobars都可以發生自發裂變包括α衰變 因此理論上能夠自發裂變的最輕天然核素為鈮 Nb 和鉬 Mo 然而在自然界的鈮和鉬同位素中卻都沒有觀測到自發裂變的跡象 目前只有在質量數以上的核素中才實際觀測到自發裂變現象的發生其中最輕的核素為釷 Th 其半衰期大於宇宙的年齡釷是具有發生自發裂變的證據的最輕原始核素英语Primordial nuclide钍鈾 U 及鈾 U 雖然有極低機率發生自發裂變但絕大多數時間都進行α衰變因此這些核素的自發裂變幾乎可以忽略只在使用衰變分支比計算元素的放射性時用到鈾和鈾自發衰變時衰變碎片會在含鈾礦物晶體結構中留下破壞的痕跡這些痕跡稱為裂變徑跡是放射性定年法中裂變徑跡定年法的基礎 鋦 Cm 是已知最輕的以自發裂變為主要衰變模式的核素至於最容易進行自發裂變的元素主要為原子序數為以上的人造錒系元素及錒系後元素例如鍆鐒鑪等 要計算一種原子核是否能自發裂變並其發生時長足夠短以允許現行方法進行觀測能用以下公式約算 Z   A   displaystyle hboxZhboxAgeq  其中Z為原子序而A為原子量 顧名思義自發裂變產物與人工核裂變所產生的相同但是正如其他形式的核衰變自發裂變是由於量子隧穿效應而不像人工核裂變需要以中子或其他粒子撞擊來誘發自發裂變和誘發裂變一樣產生中子因此如果達到了臨界質量自發裂變能夠初始自我維持的連鎖反應另外明顯發生自發裂變的放射性核素能作為中子源例如鉲半衰期年自發裂變分支比約為便有此應用所產生的中子能用以檢查航空行李中是否藏有爆炸品或測量高速公路及建築物土質的溼度 如果自發裂變所減少的原子核數量是可忽略的那該過程能準確地模擬為泊松分佈在這種情況下短時段內發生自發裂變的概率與時長大約成正比