Een stap verder
Na de ontdekking, dat een atoom is opgebouwd uit
een kern met één of meer elektronen er omheen, ging
de wetenschap weer een stap verder. Zij vond dat
ook de atoomkern zèlf niet ondeelbaar is, maar op
zijn beurt weer opgebouwd uit nog kleinere bouw
stenen, de neutronen en de protonen.
Het eenvoudigste atoom dat we kennen, is dat van
waterstof. De kern bestaat hier uit slechts één proton,
waaromheen ook niet meer dan één elektron cirkelt.
Op elke 5000 „gewone" waterstofatomen blijkt er
echter één voor te komen, waarvan de kern niet
bestaat uit één proton alleen, maar uit één proton en
één neutron. Een dergelijk tweeling-atoom heeft men
een isotoop genoemd. Scheikundig is deze isotoop
de zware waterstof niet van de gewone water
stof te onderscheiden; alleen het atoomgewicht is
groter.
Uranium, dé brandstof
Ook bij uranium, de „brandstof" voor de atoomovens,
komen verschillende isotopen voor. Het uranium,
dat voor kernsplitsing wordt gebruikt, heeft een kern
van niet minder dan 92 protonen en 143 neutronen.
Rondom deze 235 kerndeeltjes, die heel dicht opeen-
zitten, bewegen zich op grote afstand 92 elektronen.
Hoe komt nu de kernsplitsing, die hierboven werd
genoemd, tot stand? Dat klinkt op papier eenvoudig
genoeg: men „beschiet" de atoomkern met zg. losse
neutronen, die op verschillende manieren kunnen
worden verkregen. Raakt een neutron de uranium
kern, dan gebeurt het: de zware kern splijt in twee
of meer brokken uiteen. Bij dat uiteenvallen blijkt
een enorme hoeveelheid warmte en ook straling vrij
te komen. Maar er gebeurt meer: bij de splijting
komen uit de kern ook nog twee of drie „losse"
neutronen vrij. Deze vliegen weg en kunnen op hun
beurt weer als projectiel dienen voor andere uranium
kernen in de buurt, die als ze geraakt worden, ook
uiteenvallen. Opnieuw komt er dan warmte en
straling en bovendien een paar „losse" neutronen vrij,
die vervolgens andere kernen doen splijten. Op die
manier ontstaat een zg. kettingreactie, waarbij in
minder dan geen tijd miljarden atomen worden ge
splitst en een onvoorstelbaar grote hoeveelheid
warmte en straling vrijkomt. Bij de volledige splijting
van één kilogram uranium komt evenveel energie vrij
als bij de volledige verbranding van 3.000.000 kg
kolen!
De „Zeta" kernreactor in Engeland
Kernfusie
Bij de atoombom, of nauwkeuriger gezegd de kern-
splijtingsbom, verloopt de vrijmaking van de kern
energie werkelijk zo ongebonden en explosief als
hierboven is verteld. Gelukkig is het heel goed moge
lijk gebleken het proces van de kernsplitsing minder
explosief te doen verlopen. Dit gebeurt in de zg.
kernreactoren, waarin de kettingreactie heel nauw
keurig in de hand kan worden gehouden, zodat men
de mogelijkheid heeft de vrijkomende warmte nuttig
te gebruiken.
Niet alleen bij het uiteenvallen van een zware kern
komen enorme hoeveelheden energie vrij. De samen
smelting (fusie) van twee lichte atoomkernen bij zeer
hoge temperatuur tot één zwaardere kern gaat met
de vrijkoming van nog grotere hoeveelheden energie
gepaard. Wanneer twee atoomkernen van zware
waterstof (bestaande uit een neutron en een proton)
worden samengesmolten, ontstaat een heliumkern
(met twee neutronen en twee protonen).
De mens heeft deze kernfusie toegepast in de ver
schrikkelijke waterstofbom. In tal van laboratoria
ook in Nederland zoekt men thans naar
middelen om „de waterstofbom te temmen", d.w.z.
om het proces van kernversmelting onder controle
te brengen en te beheersen, waardoor een onmetelijke
bron van energie ter beschikking van de mens zou
komen. Aan de samensmelting van lichte atoom
kernen dankt de zon haar gigantische energie.
13
