I mitten av 1933 observerade den italienska fysikern Enrico Fermi att när atomkärnan i vissa element bombades av neutroner i vid en måttlig hastighet fångade denna kärna neutronen och emitterade gammastrålning (γ), som därefter tätades av betapartikelemission (-10β) och bildade nya kärnor av andra element.
Experiment av denna art utfördes av den tyska fysikern Otto Hahn och förklaringen gavs av den österrikiska fysikern Lise Meitner och även av hans brorson, fysikern Otoo Robert Frisch. Lise hänvisade till detta fenomen och använde för första gången termen ”Kärnfission". Hon sa att kärnklyvning var när en tung och instabil atomkärna var trasig på grund av bombardemanget av måttliga neutroner, vilket ger upphov till två nya medium atomkärnor och också släpper ut 2 eller 3 neutroner, förutom en utomordentligt stor mängd energi.
Detta sker till exempel med kärnan i uran-235 (92235U). När den bombarderas av en neutron i måttlig hastighet bryts den isär och ger upphov till flera par av olika kärnor. Cirka 200 olika isotoper med 35 kemiska element har redan producerats i klyvning av uran-235. Se ett exempel nedan, där bariumisotoper frigörs (
56142Ba) och krypton (3691Kr), plus 3 neutroner:01n + 92235U → 56142Ba + 3691Kr + 3 01Nej
Observera att om de 3 neutroner som släpps ut i klyvningen är i måttlig hastighet kan de reagera igen med andra uran-235-kärnor som finns och så fortsätt en Kedjereaktion som kommer att fortsätta växa successivt.
För att detta ska ske krävs dock en minsta massmängd uran-235. Denna minsta klyvbara massa som upprätthåller kedjereaktionen kallas kritisk massa. Å andra sidan, om massan av uran-235 är under vad som behövs för att kedjereaktionen ska inträffa, kallas den subkritisk massa.
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
Det är denna okontrollerade kedjereaktion som används vid explosionen av atombomber, som de som lanserades av USA under andra världskriget mot städerna Hiroshima (6 augusti 1945) och Nagasaki (tre dagar senare) i Japan. Resultatet var 125 000 folks död i Hiroshima och 90 000 i Nagasaki.
Amerikansk tidningsrapport som nämner atombomben som USA släppte på Hiroshima den 6 augusti 1945
Detta ger oss en uppfattning om den kolossala mängden energi som släpps ut vid kärnklyvning. Det visar oss också att den ökade kunskapen om vetenskap, såsom kemi och fysik, kan orsaka enorma skador på människor om de inte används korrekt.
Men det kan också ha fördelar. För närvarande är till exempel den största tillämpningen av kärnklyvningsreaktionen användningen av dess frigjorda energi för att generera elektrisk energi i kärnkraftverk. I grund och botten sker klyvningsreaktionen på ett kontrollerat sätt, så den frigjorda energin används till värma upp vattnet, generera ånga som driver en turbin, som driver en elektrisk generator och producerar energi elektrisk.
Läs texten för att förstå mer om hur detta görs Kärnreaktor.
Kärnkraftverk som använder den energi som frigörs i klyvningsreaktioner för att generera elektrisk energi
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi
Vill du hänvisa till texten i en skola eller ett akademiskt arbete? Se:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Kärnklyvningsreaktioner"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-fissao-nuclear.htm. Åtkomst den 27 juni 2021.
