A tudomány eszköze: Mi történik, ha felhasítunk egy atomot?

Minden atom középpontjában egy atommag található. Az atommag két dologból, neutronokból és protonokból áll. A neutronoknak nincs töltésük, a protonoknak pedig pozitív töltésük van. A neutronokat és a protonokat együtt nukleonoknak nevezzük. Ezekre a fő részekre összpontosítunk, amikor az atomok felhasadásáról beszélünk, de az atomoknak vannak elektronjaik is. Az elektronok negatív töltéssel rendelkeznek, és nem az atommag belsejében találhatók, hanem körülötte keringenek.

Mi történik, amikor felhasítunk egy atomot?

A nukleonok atommagban való együtt tartásához bizonyos mennyiségű energia szükséges. Ezt nevezzük kötési energiának. Ha az atommagra megfelelő feszültséget gyakorolunk, a kötési energia nem elég nagy ahhoz, hogy mindent együtt tartson, és az atommag kettéhasad.

Az atom hasadásához egy éppen megfelelő sebességgel haladó neutront lőnek az atommagra. Megfelelő körülmények között az atommag két részre hasad, és energia szabadul fel. Ezt a folyamatot nevezzük maghasadásnak.

Az egyetlen atom hasadásakor felszabaduló energia parányi. Amikor azonban az atommag megfelelő körülmények között hasad, néhány kóbor neutron is felszabadul, amelyek aztán további atomok hasadásához vezethetnek, még több energiát és még több neutront szabadítva fel, láncreakciót okozva.

Ez a láncreakció nagyon gyorsan megsokszorozza a hasadt atomok számát és a felszabaduló energia mennyiségét. Megfelelő körülmények között a másodperc töredéke alatt nagy mennyiségű energia szabadulhat fel, ami nukleáris robbanást eredményezhet.

Minden atomot lehet így hasítani?

Elméletileg minden atomot lehet így hasítani, de a valóságban a méret számít. Minél kisebb az atommag, annál több energia szükséges az atom felhasításához. A nagyobb atommaggal rendelkező atomok sikeresebben hasíthatók

ilyen módon.

A vas egy nagyon stabil elem. A vasnál nagyobb atommagú atomokat általában elég nagynak tartják az ilyen módon történő maghasadáshoz. A valóságban csak néhány elemet használnak ténylegesen, az urán a leggyakrabban használt elem az atomreaktorokban.

Kettéhasadás

Az atom hasadásakor nem válik pontosan két félre; az uránnak például 92 proton van az atommagjában. Egy uránatom jellemzően egy kriptonatomra (36 proton) és egy báriumatomra (56 proton) hasad. Ezt nevezzük bináris hasadásnak. Ritkán előfordul, hogy az atomok háromfelé hasadnak, ezt nevezzük terner hasadásnak.

Mi a helyzet az atom hasadásával az űrben?

A NASA már létrehozott egy olyan atomreaktort, amely képes működni az űrben. Ez a kicsi, kompakt reaktor állítólag képes annyi energiát (10 kilowatt villamos energiát) termelni, hogy több átlagos háztartást 10 éven át folyamatosan ellásson energiával.

Az űrben ugyan még nem tesztelték, de egy ilyen energiarendszer kifejlesztése lehetővé teszi, hogy messzebbre utazzunk az űrben, jóval a Holdig tartó jelenlegi felfedezéseinken túl.