1933. aasta keskel täheldas Itaalia füüsik Enrico Fermi, et kui teatud elementide aatomituuma pommitasid neutronid mõõduka kiirusega haaras see tuum neutroni, emiteerides gammakiirgust (γ), mis seejärel tihendati beetaosakeste emissiooniga (-10β) ja moodustasid muudest elementidest uued tuumad.
Sellist laadi katseid viis läbi saksa füüsik Otto Hahn, selgituse andis Austria füüsik Lise Meitner ja ka tema vennapoeg, füüsik Otoo Robert Frisch. Lise viitas sellele nähtusele, kasutades esimest korda mõistet “tuuma lõhustumine ". Ta ütles, et tuuma lõhustumine oli siis, kui raske ja ebastabiilne aatomituum oli katki mõõdukate neutronite poolt pommitamise tõttu, mis põhjustas lisaks erakordselt suurele energiahulgale kaks uut keskmise aatomituuma ja vabastades ka 2 või 3 neutronit.
See juhtub näiteks uraan-235 (92235U). Kui seda pommitab neutron mõõduka kiirusega, laguneb see laiali, tekitades mitu paari erinevaid tuuma. Uraani-235 lõhustumisel on juba toodetud umbes 200 erinevat isotoopi 35 keemilisest elemendist. Vaadake allpool toodud näidet, milles eralduvad baariumisotoopid (
56142Ba) ja krüpton (3691Kr) pluss 3 neutronit:01n + 92235U → 56142Ba + 3691Kr + 3 01ei
Pange tähele, et kui lõhustumisel vabanenud 3 neutronit on mõõduka kiirusega, võivad nad reageerida uuesti teiste olemasolevate uraan-235 tuumadega ja jätkata nii Ahelreaktsioon mis kasvab järk-järgult.
Kuid selleks on vaja minimaalset uraan-235 massikogust. Seda väiksemat lõhustuvat massi, mis hoiab ahelreaktsiooni, nimetatakse kriitiline mass. Teisest küljest, kui uraan-235 mass on väiksem kui ahelreaktsiooni toimumiseks vajalik, nimetatakse seda subkriitiline mass.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Selle plahvatuses kasutatakse seda kontrollimatut ahelreaktsiooni aatomipommid, näiteks need, mille USA käivitas Teises maailmasõjas Hiroshima (6. august 1945) ja Nagasaki (kolm päeva hiljem) linnade vastu Jaapanis. Tulemuseks oli Hiroshimas 125 000 ja Nagasakis 90 000 inimese surm.
Ameerika ajalehe aruanne mainib aatomipommi, mille USA heitis 6. augustil 1945 Hiroshimale
See annab meile aimu tuumalõhustumise käigus vabanenud tohutu energiahulgast. See näitab meile ka, et teaduste, nagu keemia ja füüsika, teadmiste suurenemine võib inimestele tohutut kahju tekitada, kui neid ei kasutata õigesti.
Kuid sellel võib olla ka eeliseid. Näiteks on tuumalõhustumisreaktsiooni suurim rakendamine vabanenud energia kasutamisel elektrienergia tootmiseks aastal tuumaelektrijaamad. Põhimõtteliselt toimub lõhustumisreaktsioon kontrollitult, seega kasutatakse vabanenud energiat soojendage vett, tekitades auru, mis juhib turbiini, mis töötab elektrigeneraatoriga ja toodab energiat elektriline.
Selle toimingu kohta lisateabe saamiseks lugege teksti Tuumareaktor.
Tuumajaam, mis kasutab lõhustumisreaktsioonides eralduvat energiat elektrienergia tootmiseks
Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Tuuma lõhustumise reaktsioonid"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-fissao-nuclear.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.
