Medio 1933 merkte de Italiaanse natuurkundige Enrico Fermi op dat wanneer de atoomkern van bepaalde elementen werd gebombardeerd door neutronen in met een matige snelheid ving deze kern het neutron op en straalde gammastraling (γ) uit, die vervolgens werd verdicht door de emissie van bètadeeltjes (-10β) en vormden nieuwe kernen van andere elementen.
Dergelijke experimenten werden uitgevoerd door de Duitse natuurkundige Otto Hahn en de verklaring werd gegeven door de Oostenrijkse natuurkundige Lise Meitner en ook door zijn neef, de natuurkundige Otoo Robert Frisch. Lise verwees naar dit fenomeen en gebruikte voor het eerst de term “kernsplijting". Ze zei dat de kernsplijting was toen een zware en onstabiele atoomkern was kapot door het bombardement met matige neutronen, waardoor twee nieuwe middelgrote atoomkernen ontstaan en ook nog eens 2 of 3 neutronen vrijkomen, naast een buitengewoon grote hoeveelheid energie.
Dit gebeurt bijvoorbeeld met de kern van uranium-235 (92235u). Wanneer het met matige snelheid door een neutron wordt gebombardeerd, valt het uiteen, waardoor verschillende paren verschillende kernen ontstaan. Bij de splijting van uranium-235 zijn al ongeveer 200 verschillende isotopen van 35 chemische elementen geproduceerd. Zie hieronder een voorbeeld waarin bariumisotopen vrijkomen (
56142Ba) en krypton (3691Kr), plus 3 neutronen:01n+ 92235U → 56142Ba+ 3691Kr + 3 01Nee
Merk op dat als de 3 neutronen die vrijkomen bij de splijting met een matige snelheid zijn, ze opnieuw kunnen reageren met andere aanwezige uranium-235-kernen en dus een voortzetting van een Kettingreactie die geleidelijk zal blijven groeien.
Hiervoor is echter een minimale massahoeveelheid uranium-235 vereist. Deze kleinste splijtbare massa die de kettingreactie in stand houdt, heet kritieke massa. Aan de andere kant, als de massa van uranium-235 lager is dan wat nodig is om de kettingreactie te laten plaatsvinden, wordt dit genoemd subkritische massa.
Het is deze ongecontroleerde kettingreactie die wordt gebruikt bij de explosie van atoombommen, zoals die welke door de Verenigde Staten in de Tweede Wereldoorlog zijn gelanceerd tegen de steden Hiroshima (6 augustus 1945) en Nagasaki (drie dagen later) in Japan. Het resultaat was de dood van 125.000 mensen in Hiroshima en 90.000 in Nagasaki.
Amerikaans krantenbericht waarin melding wordt gemaakt van de atoombom die op 6 augustus 1945 door de Verenigde Staten op Hiroshima is gevallen
Dit geeft ons een idee van de kolossale hoeveelheid energie die vrijkomt bij kernsplijting. Het laat ons ook zien dat de toename van kennis van wetenschappen, zoals scheikunde en natuurkunde, enorme schade kan toebrengen aan de mens als ze niet correct worden gebruikt.
Maar het kan ook voordelen hebben. Op dit moment is bijvoorbeeld de grootste toepassing van de kernsplijtingsreactie het gebruik van de vrijgekomen energie om elektrische energie op te wekken in kerncentrales. Kortom, de splijtingsreactie gebeurt op een gecontroleerde manier, dus de vrijgekomen energie wordt gebruikt voor: verwarm het water, genereer stoom die een turbine aandrijft, die een elektrische generator aandrijft en energie produceert elektrisch.
Om meer te weten te komen over hoe dit wordt gedaan, lees de tekst Kernreactor.
Kerncentrale die de energie die vrijkomt bij splijtingsreacties gebruikt om elektrische energie op te wekken
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-fissao-nuclear.htm