Kernsplijting - Radioactiviteit - Fysica - Theorie - Toelatingsexamen arts en tandarts

Kernsplijting

Men kan radioactiviteit opwekken door een kern met deeltjes te beschieten.
Als men U-235 met een neutron beschiet, valt het uiteen in Ba-144, Kr-89 en 3 neutronen (zgn. secundaire neutronen).
Deze 3 neutronen kunnen dan weer U-235 atomen aanvallen en deze uiteen doen vallen, waardoor een kettingreactie ontstaat, waarbij steeds meer U-235 atomen vervallen.
Ba-144

Kernsplijting

Bij elk verval van een U-235 kern komt energie vrij.
De vrijgekomen energie wordt berekend door het verschil in massa van de splijtingsproducten en dat van de oorspronkelijke stof te nemen.
Dit verschil in massa, het massadefect, wordt vermenigvuldigd met de lichtsnelheid in het kwadraat om de vrijgekomen energie te bepalen (E = Dmc2).

Kernsplijting

Dit soort kernsplijting wordt gebruikt in kernreactoren en de vrijgekomen energie wordt omgezet in elektriciteit, door water te verhitten tot stoom, wat turbines in gang zet.
Om te beletten dat het proces steeds feller verloopt (er komen per neutron steeds weer 3 neutronen vrij), moet men dit proces onder controle houden door secundaire neutronen weg te vangen.
Dit gebeurt door regelstaven (boor of cadmium) minder of meer in de reactor te schuiven.
Een moderator (bvb. grafietstaven) versnelt de neutronen zodat er meer kans is dat ze een splijting van U-235 zullen veroorzaken.

Kernreactor

U = staven splijtstof (uranium)
M = moderator
(blok grafiet)
R = regelstaven (cadmium)
K = koelmiddel
(water, gasvormig CO2,…)
W = warmteuitwisselaar
Circulatiepomp
Stoom (naar turbine)