Wat is kernsplijting?
Nucleaire splijting is het splitsen van de kern van een atoom, waardoor twee producten ontstaan met ongeveer de helft van de massa van het origineel. Tijdens het proces komen ook enkele neutronen vrij. Bij dit proces komt een aanzienlijke hoeveelheid energie vrij. Nucleaire splijting is het fysieke proces dat verantwoordelijk is voor alle soorten stroomopwekking, inclusief het proces dat wordt gebruikt in zowel kernwapens als kerncentrales.
Er zijn een aantal elementen die kunnen worden gebruikt bij kernsplijting, maar de meest voorkomende is uranium. Dit materiaal is populair om een aantal verschillende redenen, maar twee van de belangrijkste zijn dat het er in overvloed is, en er zijn isotopen van uranium die gemakkelijk te splitsen zijn. De meest gebruikte isotoop van uranium voor de productie van kernenergie wordt U-235 genoemd. Naast U-235 is plutonium een andere stof die soms wordt gebruikt voor kernenergie.
Voor de opwekking van kernenergie is verrijkt uranium nodig. Dit moet ongeveer 2 tot 3 procent U-235 zijn om te werken zoals het hoort. Het proces van het verrijken van uranium voor wapens is bijna hetzelfde, met één opmerkelijke uitzondering. Voor wapens moet de hoeveelheid U-235 dichter bij 90 procent van het totale uranium liggen.
Om kernsplijting te creëren, moet het materiaal worden verzameld. Een vrij neutron wordt vervolgens in de richting van de kern van het atoom geschoten. De U-235 isotoop absorbeert het neutron in zijn kern, maar dat zorgt ervoor dat de delicate structuur instabiel wordt. Daarom splitst het bijna onmiddellijk. De neutronen die tijdens het proces vrijkomen, zijn wat de energie-afgifte veroorzaakt. Hoewel ze schijnbaar verdwijnen, merkt Einsteins theorie op dat ze niet weg zijn, eenvoudig omgezet in energie.
Problemen met kernsplijting ontstaan voornamelijk door de radioactieve deeltjes die aanwezig zijn nadat het materiaal is gesplitst. De afgegeven straling kan zo hoog zijn dat het levend weefsel kan beschadigen en kanker en andere aandoeningen kan veroorzaken. Hoewel de initiële energievrijgave die wordt gecreëerd door kernsplijting zeer krachtig en gevaarlijk kan zijn, zijn er daarom ook andere gevaren waarmee rekening moet worden gehouden. Een debat, vooral voor kerncentrales, is wat te doen met deze radioactieve elementen. De oplossing die de Amerikaanse regering verkiest, is het materiaal diep onder een berg te begraven, waar het in theorie voldoende geïsoleerd zou zijn om schade te berokkenen.
Nucleaire splijting wordt soms verward met nucleaire fusie. Terwijl de kern van atomen in splijting wordt gesplitst, worden ze samengevoegd in kernfusie. Beide technieken kunnen een aanzienlijke hoeveelheid energie genereren. Nucleaire splijting is een proces dat meerdere kernen en atomen van één creëert. Nucleaire fusie is bijna het tegenovergestelde, waarbij verschillende atomen samenkomen om een enkele zwaardere kern te creëren.