Definitie en voorbeelden van kernsplijting

Splijting is het splitsen van een atoomkern in twee of meer lichtere kernen die daarbij horen energie vrijlating. Het oorspronkelijke zware atoom wordt de moederkern genoemd en de lichtere kernen zijn dochterkernen. Splijting is een type nucleaire reactie die spontaan kan optreden of als gevolg van een deeltje dat een atoomkern raakt.

De oorzaak van splijting is dat energie de balans tussen de elektrostatische afstoting verstoort tussen positief geladen protonen en de sterke kernkracht die protonen en neutronen vasthoudt samen. De kern oscilleert, dus de afstoting kan de aantrekkingskracht op korte afstand overwinnen, waardoor het atoom splitst.

De massaverandering en het vrijkomen van energie leveren kleinere kernen op die stabieler zijn dan de oorspronkelijke zware kern. De dochterkernen kunnen echter nog steeds radioactief zijn. De energie die vrijkomt bij kernsplijting is aanzienlijk. Bij de splijting van een kilogram uranium komt bijvoorbeeld evenveel energie vrij als bij het verbranden van zo'n vier miljard kilo steenkool.

instagram viewer

Er is energie nodig om splijting te voorkomen. Soms wordt dit op natuurlijke wijze geleverd door radioactief verval van een element. Andere keren wordt energie aan een kern toegevoegd om de nucleaire bindingsenergie te overwinnen die de protonen en neutronen bij elkaar houdt. In kerncentrales worden energetische neutronen in een monster van geleid de isotoop uranium-235. De energie van de neutronen kan ervoor zorgen dat de uraniumkern op een aantal verschillende manieren breekt. Een veel voorkomende splijtingsreactie produceert barium-141 en krypton-92. Bij deze specifieke reactie breekt één uraniumkern in een bariumkern, een kryptonkern en twee neutronen. Deze twee neutronen kunnen andere uraniumkernen splitsen, wat resulteert in een nucleaire kettingreactie.

Of er al dan niet een kettingreactie kan optreden, hangt af van de energie van de neutronen die vrijkomen en hoe dicht de naburige uraniumatomen zijn. De reactie kan worden gecontroleerd of gematigd door een stof te introduceren die neutronen absorbeert voordat ze kunnen reageren met meer uraniumatomen.