Jedrska cepitev
Jedrska fisija je vrsta jedrske reakcije. Pri njej atom razpade na manjše atome. Pri nekaterih cepitvenih reakcijah se sprosti veliko energije, zato se uporabljajo v jedrskem orožju in jedrskih reaktorjih. Jedrsko cepitev sta decembra 1938 odkrila nemški jedrski kemik Otto Hahn in njegov pomočnik Fritz Strassmann v Berlinu.
Atom je najmanjši delec, ki sestavlja kemijski element (npr. vodik, kisik, magnezij). Vsi atomi so zelo majhni. Atomi so sestavljeni iz treh sestavin ali delcev: Protone, nevtrone in elektrone. Protoni in nevtroni so združeni v kroglico, imenovano jedro, ki je v središču vsakega atoma. Elektroni krožijo okoli jedra v "elektronskem oblaku". Elementi z velikimi jedri, kot sta uran in plutonij, se lahko cepijo.
Če (relativno) zelo veliko atomsko jedro zadene počasi premikajoči se nevtron, včasih postane nestabilno in razpade na dve jedri. Ko jedro razpade (ali se cepi), se sprosti energija, večinoma v obliki žarkov gama in toplote. Pri tem se iz jedra sprosti tudi nekaj nevtronov.
Pri nekaj izotopih (atom z enako količino protonov, vendar različno količino nevtronov) se lahko pri taki cepitvi sprosti veliko nevtronov. Če ti nevtroni zadenejo druge atome, se ti razcepijo. To se lahko zgodi vedno znova. Temu pravimo jedrska verižna reakcija, pri kateri se lahko zelo hitro sprostijo ogromne količine energije. Količina energije, ki se sprosti pri jedrski verižni reakciji, se meri v kilotonah. En kiloton je enak energiji tisoč ton TNT (trinitrotoluena).
V jedrski bombi se mora to zgoditi zelo hitro, da pride do zelo velike eksplozije. V jedrskem reaktorju se to dogaja počasi, da nastane toplota. Toplota se uporabi za kuhanje vode v paro, ki obrača parno turbino in proizvaja električno energijo.
Diagram jedrske cepitve prikazuje nevtron, ki ga absorbira jedro urana, ki nato postane nestabilno in se razcepi na dva nova atoma, pri čemer se sprostita energija in še nekaj nevtronov.
Predvajanje medijev Uvodni videoposnetek o jedrski cepitvi.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je jedrska fisija?
O: Jedrska fisija je vrsta jedrske reakcije, pri kateri atom razpade na manjše atome in pri tem sprosti energijo.
V: Kdo je odkril jedrsko cepitev?
O: Jedrsko cepitev sta decembra 1938 odkrila nemški jedrski kemik Otto Hahn in njegov pomočnik Fritz Strassmann v Berlinu.
V: Iz česa so sestavljeni atomi?
O: Atomi so sestavljeni iz treh komponent ali delcev - protonov, nevtronov in elektronov. Protoni in nevtroni so združeni v kroglo, imenovano jedro, v središču vsakega atoma, medtem ko elektroni krožijo okoli jedra v "elektronskem oblaku".
V: Pri katerih elementih lahko pride do cepitve?
O: Elemente z velikimi jedri, kot sta uran in plutonij, lahko pripravimo do cepitve.
V: Kako pride do verižne reakcije pri jedrski cepitvi?
O: Če (relativno) zelo veliko atomsko jedro zadene počasi premikajoči se nevtron, včasih postane nestabilno in razpade na dve jedri. Pri tem se sprosti energija in nekaj nevtronov iz jedra. Če ti nevtroni nato zadenejo druge atome, se tudi ti razcepijo, kar povzroči verižno reakcijo, pri kateri se lahko sprostijo ogromne količine energije.
V: Kaj se meri pri merjenju energije, ki se sprosti ob eksploziji jedrske bombe? O: Količina energije, ki se sprosti ob eksploziji jedrske bombe, se meri v kilotonah; ena kilotona ustreza energiji tisoč ton TNT (trinitrotoluena).
V: Kako se uporablja toplota, ki nastane pri jedrski cepitvi?
O: V jedrskem reaktorju se mora toplota, ki nastane med jedrsko cepitvijo, odvijati počasi, da se ustvari toplota, ki se nato uporabi za kuhanje vode v paro, ki obrača parne turbine za proizvodnjo električne energije.
