Kernsplijting is een proces waarbij de kern van een atoom zich splitst in twee of meer kleinere kernen, waarbij energie vrijkomt. Dit proces is een vorm van radioactiviteit en wordt in verschillende toepassingen gebruikt, waaronder kerncentrales en atoombommen.
Radioactiviteit is het proces waarbij onstabiele atoomkernen energie verliezen door straling uit te zenden. Er zijn drie hoofdtypen straling: alfadeeltjes, bètadeeltjes en gammastraling. Deze emissies kunnen schadelijk zijn, maar ze hebben ook nuttige toepassingen in de geneeskunde, de industrie en de energieproductie.
Atomen zijn de fundamentele bouwstenen van materie. Ze bestaan uit een kern, die protonen en neutronen bevat, en elektronen die om de kern draaien. Het aantal protonen in de kern bepaalt het element. Waterstof heeft bijvoorbeeld één proton, terwijl uranium 92 protonen heeft.
Tijdens kernsplijting absorbeert de kern van een zwaar atoom, zoals uranium-235 of plutonium-239, een neutron. Dit maakt de kern instabiel, waardoor deze zich in twee kleinere kernen splitst, de zogenaamde splijtingsfragmenten. Samen met deze fragmenten komen verschillende neutronen en een grote hoeveelheid energie vrij.
De neutronen die vrijkomen tijdens de splijting kunnen meer splijtingsreacties veroorzaken in nabijgelegen kernen. Hierdoor ontstaat er een kettingreactie. Als de kettingreactie onder controle is, kan deze worden gebruikt om energie te produceren in een kerncentrale. Als het ongecontroleerd is, kan dit resulteren in een explosie, zoals bij een atoombom.
De energie die vrijkomt bij kernsplijting is afkomstig van de sterke kernkrachten die de kern bij elkaar houden. Wanneer de kern splijt, wordt een deel van deze energie omgezet in warmte en straling. Deze energie kan worden aangewend om elektriciteit op te wekken.
Kerncentrales: In een kerncentrale produceren gecontroleerde splijtingsreacties warmte, die wordt gebruikt om stoom te genereren. De stoom drijft turbines aan die elektriciteit produceren. Bij dit proces komen geen broeikasgassen vrij, waardoor het een schoner alternatief is voor fossiele brandstoffen.
Medisch gebruik: Radioactieve isotopen geproduceerd door splijting worden gebruikt bij medische beeldvorming en de behandeling van kanker. Jodium-131 wordt bijvoorbeeld gebruikt om schildklierkanker te behandelen.
Atoombommen: Ongecontroleerde splijtingsreacties worden gebruikt in atoombommen. Het snel vrijkomen van energie veroorzaakt een enorme explosie.
Je kunt een kettingreactie demonstreren met dominostenen. Zet een rij dominostenen op elkaar. Wanneer je de eerste domino omstoot, zal de volgende vallen, enzovoort, waardoor een kettingreactie ontstaat. Dit is vergelijkbaar met hoe neutronen meer splijtingsreacties veroorzaken in een nucleaire kettingreactie.
Kernsplijting produceert radioactief afval, dat zorgvuldig moet worden beheerd om milieuverontreiniging te voorkomen. Daarnaast bestaat er altijd een risico op ongelukken, zoals de ramp in Tsjernobyl, die ernstige gevolgen kunnen hebben.
