Energie uit atoomkernen - Kernsplijting & kernfusie

KERNSPLIJTING
&
KERNFUSIE

Inhoud

Kernsplijting (fissie)

Je berekende al dat er een massadefect is als atoomkern spontaan radioactief verval ondergaat. Dat geldt ook voor zware atoomkernen die spontaan uit elkaar vallen.

Van dat proces maken onze kerncentrales gebruik want de verloren massa werd omgezet naar energie volgens de massa-energierelatie (E=mc²). Kernsplijting levert ons ook radio-isotopen die gebruikt worden in de medische wereld.

TERMINOLOGIE - KERNSPLIJTING

KERNSPLIJTING (of FISSIE) is het proces waarbij zware atoomkernen worden gesplitst in lichtere delen.

Bij dit proces verlies je massa. Er komt dus energie vrij volgens de massa-energierelatie.

ZWARE KERNEN SPLITSEN = ENERGIE KRIJGEN

OEFENING

Wanneer U-235 een neutron vangt, is deze kernsplijting een van de kernreacties die kan voorkomen:

U-235 + n → [U-236] → Ba-141 + Kr-92 + 3 n

Het massadefect (Δm) bij deze kernreactie is 3,0889541684∙10-28 kg
(Verifieer dat met behulp van de data.)

BEREKEN hoeveel energie die hierbij vrij komt.

Strategie

Bereken met de massa-energierelatie hoeveel energie vrij kwam.

E = Δm∙c² = 2,7762135558∙10-11 J = 173 MeV

OPDRACHT

Wanneer U-235 een neutron vangt, is deze kernsplijting uit de vorige oefening één van de vele mogelijkheden.

In de figuur vind je de verdeling van de isotopen volgens massagetal die ontstaan bij deze kernsplijting.

Zoek online nog 3 andere kernreacties die veel voorkomen bij de kernsplijting van U-235.

Kernfusie

Je berekende al dat er een massadefect is als lichte atoomkernen of losse kerndeeltjes fusioneren tot een nieuwe atoomkern.

Dit is het proces dat in de zon gebeurt. De verloren massa werd omgezet naar energie volgens de massa-energierelatie (E=mc²). Kernfusie levert ons ook radio-isotopen die gebruikt worden in de medische wereld en voor wetenschappelijk onderzoek.

TERMINOLOGIE - KERNFUSIE

KERNFUSIE is het proces waarbij lichte atoomkernen worden samengevoegd tot een zwaardere kern.

Bij dit proces verlies je massa. Er komt dus energie vrij volgens de massa-energierelatie.

LICHTE KERNEN FUSIONEREN = ENERGIE KRIJGEN

OEFENING

Wanneer deuterium (H-2) en tritium (H-3) fusioneren is dit de kernreacties:

H-2 + H-3 → He-4 + n

Het massadefect (Δm) bij deze kernreactie is 3,1355775008∙10-29 kg
(Verifieer dat met behulp van de data.)

BEREKEN hoeveel energie die hierbij vrij komt.

OPLOSSING

Bereken met de massa-energierelatie hoevele energie vrij kwam.

E = Δm∙c² = -2,8181165171∙10-12 J = 17,6 MeV