Vuoden 1933 puolivälissä italialainen fyysikko Enrico Fermi havaitsi, että kun tiettyjen alkuaineiden ydinpommitettiin neutronien avulla kohtuullisella nopeudella tämä ydin sieppasi neutronin, joka lähetti gammasäteilyä (y), joka myöhemmin tiheytettiin beeta-hiukkaspäästöillä (-10β) ja muodostivat uusia ytimiä muista elementeistä.
Tämäntyyppisten kokeiden suoritti saksalainen fyysikko Otto Hahn, ja selityksen antoi itävaltalainen fyysikko Lise Meitner ja myös hänen veljenpoikansa, fyysikko Otoo Robert Frisch. Lise viittasi tähän ilmiöön käyttäen ensimmäistä kertaa termiäydinfissio ". Hän sanoi, että ydinfissio oli silloin, kun raskas ja epävakaa atomiatuma oli rikki kohtalaisten neutronien aiheuttaman pommituksen takia, mikä synnyttää kaksi uutta keskipitkän atomin ydintä ja vapauttaa myös 2 tai 3 neutronia poikkeuksellisen suuren energiamäärän lisäksi.
Tämä tapahtuu esimerkiksi uraani-235: n (92235U). Kun neutroni pommittaa sitä kohtuullisella nopeudella, se hajoaa, jolloin syntyy useita paria erilaisia ytimiä. Noin 200 erilaista 35 kemiallisen alkuaineen isotooppia on jo tuotettu uraani-235: n fissiossa. Katso alla oleva esimerkki, jossa barium-isotooppeja vapautuu (
56142Ba) ja krypton (3691Kr) plus 3 neutronia:01n + 92235U → 56142Ba + 3691Kr + 3 01ei
Huomaa, että jos fissiossa vapautuneet 3 neutronia ovat kohtuullisella nopeudella, ne voivat reagoida uudelleen muiden läsnä olevien uraani-235-ytimien kanssa ja jatkaa siten Ketjureaktio joka jatkaa kasvuaan.
Tämän tapahtu- miseksi tarvitaan kuitenkin uraani-235: n vähimmäismassamäärä. Tätä pienintä halkeamiskelpoista massaa, joka ylläpitää ketjureaktiota, kutsutaan kriittinen massa. Toisaalta, jos uraani-235: n massa on alle sen, mikä tarvitaan ketjureaktion tapahtumiseen, sitä kutsutaan alikriittinen massa.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Juuri tätä hallitsematonta ketjureaktiota käytetään räjähdyksessä atomipommit, kuten Yhdysvaltojen toisessa maailmansodassa käynnistämät kaupungit Hiroshiman (6. elokuuta 1945) ja Nagasakin (kolme päivää myöhemmin) kaupunkeja vastaan Japanissa. Tuloksena oli 125 000 ihmisen kuolema Hiroshimassa ja 90 000 ihmisen kuolema Nagasakissa.
Amerikkalaisen sanomalehden raportissa mainitaan atomipommi, jonka Yhdysvallat pudotti Hiroshimaan 6. elokuuta 1945
Tämä antaa meille käsityksen ydinfissiossa vapautuvasta valtavasta energiamäärästä. Se osoittaa myös, että tieteen, kuten kemian ja fysiikan, tuntemuksen kasvu voi tuottaa valtavaa haittaa ihmisille, jos niitä ei käytetä oikein.
Mutta sillä voi olla myös etuja. Esimerkiksi ydinfissioreaktion suurin sovellus on tällä hetkellä vapautetun energian käyttö sähköenergian tuottamiseen ydinvoimalat. Pohjimmiltaan fissioreaktio tapahtuu hallitusti, joten vapautunut energia käytetään lämmittää vettä ja tuottaa höyryä, joka käyttää turbiinia, joka käyttää sähkögeneraattoria ja tuottaa energiaa sähköinen.
Jos haluat lisätietoja siitä, miten tämä tapahtuu, lue teksti Ydinreaktori.
Ydinvoimala, joka käyttää fissioreaktioissa vapautunutta energiaa sähköenergian tuottamiseen
Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Ydinfissioreaktiot"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-fissao-nuclear.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.
