Videnskabens redskab: Hvad sker der, når man deler et atom?

Alle atomer har en kerne i deres centrum. Kernen består af to ting, neutroner og protoner. Neutroner har ingen ladning, og protoner har positive ladninger. Sammen kaldes neutroner og protoner for nukleoner. Det er de vigtigste dele, vi fokuserer på, når vi taler om at splitte atomer, men atomer har også elektroner. Elektroner har negative ladninger, og de findes ikke inde i kernen, de kredser rundt om den.

Hvad sker der, når man splitter et atom?

Der er en vis mængde energi involveret i at holde alle nukleonerne samlet i kernen. Dette kaldes bindingsenergien. Hvis vi lægger den rette belastning på kernen, er bindingsenergien ikke stor nok til at holde det hele sammen, og kernen splittes.

For at splitte et atom skyder man en neutron, der bevæger sig med den rette hastighed, mod kernen. Under de rette betingelser splittes kernen i to stykker, og der frigives energi. Denne proces kaldes kernespaltning.

Den energi, der frigives ved spaltning af blot ét atom, er meget lille. Men når kernen spaltes under de rette betingelser, frigøres der også nogle omstrejfende neutroner, og disse kan så fortsætte med at spalte flere atomer, hvorved der frigives mere energi og flere neutroner, og der opstår en kædereaktion.

Denne kædereaktion mangedobler meget hurtigt antallet af spaltede atomer og den frigjorte energimængde. Under de rette betingelser kan der frigives en stor mængde energi i løbet af en brøkdel af et sekund, hvilket resulterer i en kerneeksplosion.

Kan alle atomer spaltes på denne måde?

I teorien kan alle atomer spaltes på denne måde, men i virkeligheden er størrelsen afgørende. Jo mindre kernen er, jo mere energi skal der til for at splitte atomet. Atomer med større kerner kan med større held spaltes

på denne måde.

Iron er et meget stabilt grundstof. Atomer med kerner, der er større end jernkerner, anses generelt for at være store nok til at kunne kernespaltes på denne måde. I virkeligheden er det kun få grundstoffer, der rent faktisk bruges, Uran er det mest almindelige, der bruges i atomreaktorer.

Spaltning i to

Når atomet spaltes, spaltes det ikke i to nøjagtige halvdele; uran har f.eks. 92 protoner i sin kerne. Et atom af uran deler sig typisk i et atom af krypton (36 protoner) og et atom af barium (56 protoner). Dette kaldes binær spaltning. I sjældne tilfælde kan atomer spaltes i tre, det kaldes ternær fission.

Hvad med at splitte et atom i rummet?

NASA har allerede skabt en atomreaktor, der kan fungere i rummet. Denne lille, kompakte reaktor siges at kunne skabe energi nok (10 kilowatt elektricitet) til at forsyne flere gennemsnitlige husstande med strøm uafbrudt i 10 år.

Og selv om den endnu ikke er afprøvet i rummet, er denne form for energisystem blevet udviklet for at give os mulighed for at rejse længere ud i rummet, langt ud over vores nuværende udforskninger til Månen.