Sredinom 1933. talijanski fizičar Enrico Fermi primijetio je da kada su atomsku jezgru određenih elemenata bombardirali neutroni u umjerenom brzinom, ova je jezgra uhvatila neutron, emitirajući gama zračenje (γ), koje je naknadno denzitizirano emisijom beta čestica (-10β) i stvorili su nove jezgre ostalih elemenata.
Eksperimente ove prirode izveo je njemački fizičar Otto Hahn, a objašnjenje je dao austrijski fizičar Lise Meitner i također njegov nećak, fizičar Otoo Robert Frisch. Lise se pozvala na ovaj fenomen prvi put koristeći izraz "nuklearna fizija". Rekla je da nuklearna fisija bila je kada je teška i nestabilna atomska jezgra bilo je slomljeno zbog bombardiranja umjerenim neutronima, dovodeći do dvije nove srednje atomske jezgre i također oslobađajući 2 ili 3 neutrona, uz izvanredno veliku količinu energije.
To se događa, na primjer, s jezgrom urana-235 (92235U). Kad ga bombardira neutron umjerenom brzinom, on se raspada i nastaje nekoliko parova različitih jezgri. U cijepanju urana-235 već je proizvedeno oko 200 različitih izotopa od 35 kemijskih elemenata. Pogledajte primjer u nastavku, u kojem se oslobađaju izotopi barija (
56142Ba) i kripton (3691Kr), plus 3 neutrona:01n + 92235U → 56142Ba + 3691Kr + 3 01Ne
Imajte na umu da ako su 3 neutrona puštena u fisiji umjerenom brzinom, oni mogu ponovno reagirati s ostalim prisutnim jezgrama urana-235 i tako nastaviti Lančana reakcija koji će i dalje progresivno rasti.
Međutim, da bi se to dogodilo potrebna je minimalna masna količina urana-235. Ova najmanja fisiona masa koja održava lančanu reakciju naziva se kritična masa. S druge strane, ako je masa urana-235 ispod onog što je potrebno za pojavu lančane reakcije, naziva se podkritična masa.
Ta se nekontrolirana lančana reakcija koristi u eksploziji atomske bombe, poput onih koje su Sjedinjene Države pokrenule u Drugom svjetskom ratu protiv gradova Hirošime (6. kolovoza 1945.) i Nagasakija (tri dana kasnije) u Japanu. Rezultat je bila smrt 125.000 ljudi u Hirošimi i 90.000 u Nagasakiju.
Izvještaj američkih novina u kojem se spominje atomska bomba koju su Sjedinjene Države bacile na Hirošimu 6. kolovoza 1945. godine
To nam daje predodžbu o kolosalnoj količini energije koja se oslobađa u nuklearnoj fisiji. Također nam pokazuje da povećanje znanja iz znanosti, poput kemije i fizike, može donijeti ogromnu štetu ljudima ako se ne koriste pravilno.
Ali to može imati i koristi. Na primjer, trenutno je najveća primjena reakcije nuklearne fisije u korištenju njene oslobođene energije za generiranje električne energije u nuklearne elektrane. U osnovi se reakcija cijepanja vrši na kontroliran način, pa se oslobođena energija koristi za zagrijava vodu stvarajući paru koja pokreće turbinu, koja pokreće električni generator i proizvodi energiju električni.
Da biste razumjeli više o tome kako se to radi, pročitajte tekst Nuklearni reaktor.
Nuklearna elektrana koja koristi energiju koja se oslobađa u fisionim reakcijama za stvaranje električne energije
Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-fissao-nuclear.htm