Přístroj vědy: Co se stane, když rozdělíte atom?

Každý atom má ve svém středu jádro. Jádro se skládá ze dvou věcí, neutronů a protonů. Neutrony nemají žádný náboj a protony mají kladný náboj. Společně se neutrony a protony nazývají nukleony. To jsou hlavní části, na které se zaměřujeme, když mluvíme o štěpení atomů, ale atomy mají také elektrony. Elektrony mají záporný náboj a nenacházejí se uvnitř jádra, ale krouží kolem něj.

Co se stane při štěpení atomu?

Udržení všech nukleonů v jádře pohromadě vyžaduje určité množství energie. Tato energie se nazývá vazebná energie. Pokud na jádro vyvineme správné napětí, vazebná energie není dostatečně velká, aby udržela vše pohromadě, a jádro se rozštěpí.

K rozštěpení atomu se na jádro vystřelí neutron, který se pohybuje správnou rychlostí. Za správných podmínek se jádro rozdělí na dvě části a uvolní se energie. Tento proces se nazývá jaderné štěpení.

Energie uvolněná při štěpení pouze jednoho atomu je nepatrná. Když se však jádro za správných podmínek rozštěpí, uvolní se také několik zbloudilých neutronů, které pak mohou pokračovat ve štěpení dalších atomů, čímž se uvolní více energie a více neutronů, což způsobí řetězovou reakci.

Tato řetězová reakce velmi rychle znásobí množství rozštěpených atomů a množství uvolněné energie. Za správných podmínek se může během zlomku sekundy uvolnit velké množství energie, což vede k jadernému výbuchu.

Může být takto rozštěpen každý atom?

Teoreticky může být takto rozštěpen každý atom, ale ve skutečnosti záleží na velikosti. Čím menší je jádro, tím více energie je potřeba k rozštěpení atomu. Atomy s většími jádry lze tímto způsobem úspěšněji rozštěpit

.

Železo je velmi stabilní prvek. Atomy s jádry většími než jádra železa se obecně považují za dostatečně velké pro jaderné štěpení tímto způsobem. Ve skutečnosti se skutečně používá jen několik prvků, nejčastěji se v jaderných reaktorech používá uran.

Štěpení na dvě části

Při štěpení se atom nerozdělí na dvě přesné poloviny, například uran má v jádře 92 protonů. Atom uranu se obvykle rozštěpí na atom kryptonu (36 protonů) a atom barya (56 protonů). Tomuto procesu se říká binární štěpení. Ve vzácných případech se atomy mohou rozštěpit na tři, tomu se říká ternární štěpení.

A co štěpení atomu ve vesmíru?

NASA již vytvořila jaderný reaktor, který může pracovat ve vesmíru. Tento malý, kompaktní reaktor je údajně schopen vytvořit dostatek energie (10 kilowattů elektřiny) pro nepřetržité napájení několika průměrných domácností po dobu 10 let.

Ačkoli tento druh energetického systému zatím nebyl ve vesmíru vyzkoušen, byl vyvinut tak, aby nám umožnil cestovat dále do vesmíru, daleko za hranice našich současných výzkumů Měsíce.