Sommige stoffen zijn van nature splijtbaar. Hoe werkt het precies? Je hebt allereerst twee dingen nodig: een neutron en een splijtbare kern. Doordat het neutron een splijtbare kern raakt, breekt die in twee stukken en komen er meerdere neutronen en energie vrij.
( kernsplijting 2025, )
( Hoe werkt het kernsplijtingsproces?, 2025)
Wat zijn transuranen?
Een reeks chemische elementen met een atoomnummer dat groter is dan dat van uranium (92) worden transuranen genoemd. Ze zijn over het algemeen radioactief en onstabiel.
Hoe werd kernsplijting ontdekt?
Het begon allemaal met de transuranen. Atomen die een hoger atoomnummer hebben dan 92, uranium, worden transuranen genoemd. Ze zijn over het algemeen radioactief en instabiel. Enrico Fermi en zijn medewerkers beschoten in 1934 als eersten uranium met neutronen. Ze dachten toen dat ze transuranen hadden gemaakt, maar dat bleek later niet te kloppen, omdat het eigenlijk splijtingsfragmenten waren (lichtere atoomkernen die overblijven na de splijting van een grotere kern). Hun resultaten pasten niet bij de bestaande kennis over zware elementen, waardoor veel wetenschappers twijfelden of het wel klopte.
In november en december voerden Otto Hahn en Fritz Strassmann een serie nauwkeurige experimenten uit. Ze hielden daarbij contact met Lise Meitner, die uit Duitsland was gevlucht vanwege haar Joodse afkomst. Terwijl ze dit onderzochten, kwamen ze een element tegen dat zich chemisch gedroeg als barium. Maar hoe kon barium ontstaan uit een uraniumkern met 92 protonen, terwijl barium er slechts 56 heeft? Dat begrepen Otto en Fritz ook niet, en dus stuurden ze in een brief hun resultaten naar Lise. Lise Meitner besprak de resultaten met haar neef Otto Frisch, die op dat moment werkte in de onderzoeksgroep van Niels Bohr.
Niels Bohr had het zogenoemde druppelmodel ontwikkeld. Volgens dit model kan een kern, net als een vloeistofdruppel, instabiel worden wanneer hij wordt vervormd. Daarbij kan hij in twee ongeveer even grote delen uiteenvallen. Barium is ongeveer de helft van uranium, dus deze theorie klopte goed. Wat ook bleek, was dat het barium dat zij vonden radioactief was, wat een normaal bariumatoom niet is.
De energie die nodig is voor de splijting wordt verklaard met de formule E = mc². De kleine hoeveelheid massa die verloren gaat, kan toch genoeg energie opleveren om splijting te veroorzaken, omdat c (de lichtsnelheid) zo groot is. Als er één neutron vrijkomt, heeft dat een massa van 1,674 927 498 04 × 10^(-27) kg. Als je dat vermenigvuldigt met de lichtsnelheid in het kwadraat, krijg je de formule:
(1,674 927 498 04 × 10^(-27)) × (2,997 924 58 × 10^8)² = 1,505 349 76 × 10^(-10) joule per neutron.
Op 22 december 1938 schreven Otto Hahn en Fritz Strassmann hierover in het tijdschrift Die Naturwissenschaften, waardoor hun ontdekking wereldwijd bekend werd.
(Ligtenberg, 1988 )
(wikipedia kernsplijting, 2025)
(Bodanis, 2001 )
