1933 közepén Enrico Fermi olasz fizikus megfigyelte, hogy amikor bizonyos elemek atommagját neutronok bombázták mérsékelt sebességgel ez a mag befogta a neutronot, gamma-sugárzást (γ) bocsátva ki, amelyet a béta részecske-emisszió sűrített be (-10β) és más elemek új magjait képezte.
Ilyen jellegű kísérleteket Otto Hahn német fizikus végzett, a magyarázatot Lise Meitner osztrák fizikus és unokaöccse, Otoo Robert Frisch fizikus adta meg. Lise erre a jelenségre hivatkozott először a "nukleáris maghasadás". Azt mondta, hogy a maghasadás az volt, amikor nehéz és instabil atommag volt el volt törve a mérsékelt neutronok általi bombázás miatt két új közepes atommag keletkezik, és 2 vagy 3 neutron szabadul fel, ráadásul rendkívül nagy energiamennyiség mellett.
Ez például az urán-235 (92235U). Amikor egy neutron mérsékelt sebességgel bombázza, szétesik, és így több különböző magmag-pár keletkezik. Az urán-235 hasadásakor már 35 kémiai elem mintegy 200 különböző izotópját állították elő. Lásd az alábbi példát, amelyben a bárium-izotópok felszabadulnak (
56142Ba) és kripton (3691Kr), plusz 3 neutron:01n + 92235U → 56142Ba + 3691Kr + 3 01nem
Ne feledje, hogy ha a hasadás során felszabaduló 3 neutron mérsékelt sebességgel rendelkezik, akkor újra reagálhatnak más jelenlévő urán-235 magokkal, és így folytatják a Láncreakció amely folyamatosan növekszik.
Ennek megvalósításához azonban minimális tömegmennyiségre van szükség az urán-235-re. Ezt a legkisebb hasadó tömeget nevezzük, amely fenntartja a láncreakciót kritikus tömeg. Másrészt, ha az urán-235 tömege alacsonyabb, mint ami szükséges a láncreakció kialakulásához, akkor szubkritikus tömeg.
Ne álljon meg most... A reklám után még több van;)
Ezt az ellenőrizetlen láncreakciót alkalmazzák a atombombák, például azokat, amelyeket az Egyesült Államok a második világháborúban indított Hirosima (1945. augusztus 6.) és Nagasaki (három nappal később) városok ellen Japánban. Ennek eredményeként Hirosimában 125 000, Nagasakiban 90 000 ember halt meg.
Amerikai újsághír, amely említi az Egyesült Államok által Hirosimára 1945. augusztus 6-án ledobott atombombát
Ez képet ad a maghasadás során felszabaduló hatalmas mennyiségű energiáról. Ez azt is megmutatja nekünk, hogy a természettudományok, például a kémia és a fizika ismereteinek növekedése óriási károkat okozhat az embereknek, ha nem megfelelően használják őket.
De előnyei is lehetnek. Például a maghasadási reakció jelenleg a legnagyobb mértékben a felszabadult energia felhasználását jelenti az elektromos energia előállítására atomerőművek. Alapvetően a hasadási reakciót ellenőrzött módon hajtják végre, így a felszabadult energiát felhasználják melegítse a vizet, gőzt generálva, amely turbinát hajt, amely elektromos generátort működtet és energiát termel elektromos.
Ha többet szeretne megtudni ennek módjáról, olvassa el a szöveget Nukleáris reaktor.
Atomerőmű, amely a hasadási reakciók során felszabaduló energiát használja fel elektromos energia előállítására
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Hivatkozni szeretne erre a szövegre egy iskolai vagy tudományos munkában? Néz:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Maghasadásos reakciók"; Brazil iskola. Elérhető: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-fissao-nuclear.htm. Hozzáférés: 2021. június 27.
