Hoe een atoom te splitsen

Atomen kunnen energie krijgen of verliezen wanneer een elektron vanuit een hogere of lagere baan rond de kern beweegt. Het verdelen van de kern van een atoom geeft echter aanzienlijk meer energie vrij dan dat van een elektron dat vanuit een hogere naar een lagere baan terugkeert. Een atoom splitsen wordt kernsplijting genoemd en de herhaalde verdeling van atomen wordt een kettingreactie genoemd. Dit is geen proces dat thuis kan worden gedaan. U kunt alleen kernsplitsing uitvoeren in een laboratorium of nucleaire installatie die naar behoren is uitgerust.

stappen

2

Zorg voor voldoende isotoop om ervoor te zorgen dat de splitsing doorgaat nadat het eerste atoom is verdeeld. Dit vereist een bepaalde minimale hoeveelheid van de splijtbare isotoop om de splijtingsreactie te verduurzamen, wat de kritische massa wordt genoemd. Om een ​​kritische massa te bereiken, is een voldoende hoeveelheid van het originele materiaal voor de isotoop nodig om de kans op splijting te vergroten.

3

Schiet een atoomkern van dezelfde isotoop tegen een andere. Omdat subatomaire deeltjes moeilijk te verkrijgen zijn, is het vaak noodzakelijk om ze uit de atomen waarvan ze deel uitmaken te verdrijven. Een methode om dit te doen is om atomen van een bepaalde isotoop te schieten tegen andere atomen van diezelfde isotoop.

4

Bommen splijtbare isotoopkernen met subatomaire deeltjes. Een enkel subatomair deeltje kan een U-atoom raken, door het in twee afzonderlijke atomen van andere elementen te verdelen en drie neutronen vrij te geven. Deze deeltjes kunnen afkomstig zijn van een gematigde bron (bijvoorbeeld een neutronenkanon) of ze kunnen worden gegenereerd wanneer de kernen botsen. Drie soorten subatomaire deeltjes worden vaak gebruikt.

2

Verrijkt de isotoop. Soms is het nodig om de relatieve hoeveelheid van de splijtbare isotoop in een monster te verhogen om ervoor te zorgen dat er een duurzame splijtingsreactie plaatsvindt. Dit wordt verrijking genoemd. Er zijn verschillende manieren om verrijk radioactieve materialen. Sommige hiervan zijn de volgende:

3

Knijp het atomaire monster uit om de splijtbare atomen dichterbij te brengen. Soms breken de atomen te snel alleen af ​​om op elkaar te schieten. In dit geval verhoogt het dichterbij brengen van de atomen de mogelijkheid dat de subatomaire deeltjes die vrijkomen andere atomen raken en verdelen. Dit kan worden gedaan door explosieven te gebruiken om te zorgen dat splijtbare atomen dichterbij komen.

2

Wek de elektronen op met een laserlicht. Met de ontwikkeling van de petawatt (10 watt) lasers, is het nu mogelijk om de atomen te splitsen door laserlicht te gebruiken om de elektronen te prikkelen in metalen die een radioactieve stof bedekken. Op dezelfde manier zou je een 50 terawatt (5 x 10 watt) laser kunnen gebruiken om de elektronen in het metaal te exciteren.

3

Stop de laser Wanneer de elektronen terugkeren naar hun normale banen, geven ze een hoogenergetische gammastraling af die de koper- en goudkernen doordringt. Dit zal de neutronen uit die kernen vrijmaken. Vervolgens botsen deze neutronen tegen het uranium onder het goud en verdelen de uraniumatomen.