Kernenergie: Kernsplijting en Kernfusie

Bij kernenergie wordt energie verkregen uit kernreacties, reacties waarbij atoomkeren betrokken zijn. Kernenergie bestaat uit twee onderdelen, kernsplijting (of kernsplitsing) en kernfusie. Kernsplijting is een variant waar veel kritiek op is, door het gevaar en door de radioactieve bijproducten(afval). Kernfusie is een veelbelovende techniek voor de toekomst.

Kernsplijting

Bij kernsplijting wordt een onstabiele atoomkern zich deelt in 2 of meer andere atomen. Hierbij komen ook energie en neutronen vrij. Het bekendste splijtbare atoom is Uranium, en dan de isotoop Uranium-235. Er wordt dan een neutron met de juiste kinetische energie, de energie die een voorwerp met snelheid bevat, op een Uranium-235 kern afgeschoten, welke vervolgens door de kern wordt ingevangen. Dit wordt wel gestimuleerde splijting genoemd.

Er bestaat ook spontane splijting, waarbij de atoomkern uit zichzelf splijt. Een voorbeeld hiervan is Plutonium-236.

De energie

Een kern van een atoom blijkt meer massa te hebben dan som van de massa's van de neutronen, protonen en elektronen. Volgens Einstein is de massa uitwisselbaar met de energie: E=mc^2. De energie die deze extra massa vertegenwoordigt wordt ook wel de bindingsenergie genoemd. Dit is de energie die nodig is om het atoom volledig uit elkaar te halen. Als een uranium kern gespleten wordt dan wordt er massa omgezet in energie. De reactieproducten hebben dan uiteindelijk minder massa dan het gespleten atoom. Deze vrijgekomen energie wordt in de kerncentrales omgezet naar elektriciteit.

Nadelen

Er kleven verschillende voordelen en nadelen aan de kernsplijting. Het voordeel is dat er geen uitlaatgassen zoals CO2 vrijkomen, hetgeen goed is voor de bestrijding van het broeikaseffect. Het grootste nadeel is dat er radioactieve stoffen ontstaan, die schadelijk zijn voor mens en milieu. Het duurt enorm lang voordat deze stoffen weer veranderen in onschadelijke stoffen. Deze schadelijke stoffen kunnen wel goed worden opgeslagen, maar het is altijd een vervelende erfenis voor later generaties. Een ander probleem is dat kerncentrales enorm gevaarlijk zijn, zoals gebleken is bij de ramp in Tsjernobyl.

Kernfusie

Bij kernfusie gebeurt in feite hetzelfde als op de zon. Het grote voordeel van kernfusie is dat er geen radioactieve stoffen ontstaan. Deuterium(waterstof met een extra neutron) en tritium(waterstof met twee extra neutronen) fuseren namelijk tot helium, waarbij energie en een neutron vrijkomen.

De energie

Hier gebeurt eigenlijk het tegenovergestelde van kernsplijting. De massa van Helium en het neutron is lager dan de massa van de deuteriumkern en de tritiumkern. Hierdoor komt er bij deze kernfusie juist energie vrij.

De toekomst

De toekomst ligt zeer waarschijnlijk bij de kernfusie, omdat deze veel schoner is dan de kernsplijting. Het probleem is voorlopig echter dat men er nog niet in is geslaagd om uiteindelijk energie over te houden aan de fusie. Dit moet dus nog een stuk efficiënter worden.