V polovici roku 1933 taliansky fyzik Enrico Fermi spozoroval, že keď bolo atómové jadro určitých prvkov bombardované neutrónmi v r. pri strednej rýchlosti toto jadro zachytilo neutrón a emitovalo gama žiarenie (γ), ktoré bolo následne zhustené emisiou beta častíc (-10β) a vytvorili nové jadrá ďalších prvkov.
Pokusy tohto charakteru uskutočňoval nemecký fyzik Otto Hahn a vysvetlenie podala rakúska fyzikka Lise Meitnerová a tiež jeho synovec, fyzik Otoo Robert Frisch. Lise sa o tomto fenoméne zmienila tým, že po prvýkrát použila výraz „jadrové štiepenie". Povedala, že jadrové štiepenie bolo keď ťažké a nestabilné atómové jadro bol zlomený z dôvodu bombardovania miernymi neutrónmi, pri ktorých vznikli dve nové stredné atómové jadrá a ktoré okrem mimoriadne veľkého množstva energie tiež uvoľnili 2 alebo 3 neutróny.
K tomu dochádza napríklad pri jadre uránu-235 (92235U). Keď je bombardovaný neutrónom pri strednej rýchlosti, rozpadne sa a vznikne niekoľko párov rôznych jadier. Pri štiepení uránu-235 sa už vyrobilo asi 200 rôznych izotopov z 35 chemických prvkov. Pozri príklad nižšie, v ktorom sa uvoľňujú izotopy bária (
56142Ba) a kryptón (3691Kr), plus 3 neutróny:01n + 92235U → 56142Ba + 3691Kr + 3 01č
Upozorňujeme, že ak sú 3 neutróny uvoľnené pri štiepení miernou rýchlosťou, môžu znova reagovať s ďalšími prítomnými jadrami uránu-235, a tak pokračovať v Reťazová reakcia ktorá bude aj naďalej postupne rásť.
Na to však je potrebné minimálne množstvo uránu 235. Táto najmenšia štiepna hmota, ktorá udržuje reťazovú reakciu, sa nazýva kritické množstvo. Na druhej strane, ak je hmotnosť uránu-235 nižšia ako je potrebné na uskutočnenie reťazovej reakcie, nazýva sa to podkritická hmotnosť.
Práve táto nekontrolovaná reťazová reakcia sa používa pri výbuchu atómové bomby, ako napríklad tie, ktoré USA zahájili v druhej svetovej vojne proti mestám Hirošima (6. augusta 1945) a Nagasaki (o tri dni neskôr) v Japonsku. Výsledkom bola smrť 125 000 ľudí v Hirošime a 90 000 v Nagasaki.
Správa amerických novín spomínajúca atómovú bombu, ktorú USA zhodili na Hirošimu 6. augusta 1945
To nám dáva predstavu o kolosálnom množstve energie uvoľnenej pri štiepení jadra. Ukazuje nám tiež, že nárast vedomostí z prírodných vied, ako je chémia a fyzika, môže ľudským bytostiam spôsobiť obrovské škody, ak sa nebudú správne používať.
Môže to mať však aj výhody. Napríklad v súčasnosti je najväčšou aplikáciou reakcie na jadrové štiepenie využitie jej uvoľnenej energie na výrobu elektrickej energie v jadrové elektrárne. Štiepna reakcia sa v zásade uskutočňuje riadeným spôsobom, takže použitá energia sa používa na ohrievajte vodu a generujte paru, ktorá poháňa turbínu, ktorá prevádzkuje elektrický generátor a vyrába energiu elektrický.
Ak sa chcete dozvedieť viac o tom, ako sa to deje, prečítajte si text Nukleárny reaktor.
Jadrové zariadenie, ktoré využíva energiu uvoľnenú pri štiepnych reakciách na výrobu elektrickej energie
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-fissao-nuclear.htm
