Atomkraft og radioaktivitet: teori og kædereaktionseksperiment

Atomkraft teori: De fleste atomkraftreaktorer bruger uran som brændsel. Uran findes i naturen i form af to forskellige isotoper: Uran-235 og Uran-238. For at uran skal kunne bruges i et atomkraftværk, må det indeholde 2-3 % Uran-235. Bag dette hører der en kompliceret og kostbar proces, som i større omfang, foregår i USA, England, Frankrig og Rusland. Varmeudviklingen i en reaktor opstår, når isotopen Uran-235 spaltes i to, samtidig med at der frigives neutroner. De to spaltningsprodukter støder sig sammen med andre atomer, og der udvikles varme. Neutronerne kolliderer med andre atomer og gør, at spaltningen fortsætter i en kædereaktion. Processen kaldes kernespaltning eller bedre kendt som fission. Selve reaktorens kerne er brændslet, moderretoren, kontrolstavene og kølemidlet. Brændslet, moderretoren og kontrolstavene udgør reaktorkernen, som er indeholdt i en reaktortank af stål. Moderretoren skal nemlig sørge for at bremse de neutroner der er lidt for hurtige, der er produceret ved spaltningen, således at de kan blive fanget af andre Uran-235 atomer. Kun de langsomme neutroner kan udgøre en spaltning af Uran-235. En moderretor er nødvendig for at opretholde kædereaktionen. I en letvandsreaktor bruges normalt vand.

Det bliver producerede på et atomkraftværk:På et atomkraftværk produceres elektricitet. Men elektriciteten produceres ikke direkte af atomerne, men af en turbine, der drives af damp på 500-600 grader på Celsius-skalaen. Her kommer atomerne ind i billedet, de opvarmer nemlig vandet via spaltning. Til dette bruges det radioaktive atom Uran. Uran er særligt egnet i forhold til andre udgaver af Uranatomerne, fordi der bliver frigivet 2-3 neutroner. Det vil sige, at hvis man bombarderer et Uran-atom med en neutron, vil Uran-atomet dele sig i to lige store atomer, og frigive 2 nye neutroner der så især spalter et nyt Uran-atom. Ved en kernefission (spaltning af et atom) sker spaltningen så hurtigt, at man bliver nødt til at bremse udviklingen af neutronerne. Det gør man ved hjælp af grafitstænger, som sættes op mellem uranstængerne for at nedsætte farten på de neutroner, der er i overskud. Hvis ikke denne bremsning fandt sted, ville neutronerne varme stængerne så meget, at varmen ikke ville kunne nå at slippe væk, og der ville blive varmere og varmere, indtil der ville være sket en nedsmeltning af kernen.