geschiedenis van het onderzoek en de technologie
De term kernsplijting werd voor het eerst gebruikt door de Duitse natuurkundigen Lise Meitner en Otto Frisch in 1939 om het uiteenvallen van een zware kern in twee lichtere kernen van ongeveer gelijke grootte te beschrijven. De conclusie dat een dergelijke ongebruikelijke kernreactie in feite kan plaatsvinden, was het hoogtepunt van een werkelijk dramatische episode in de geschiedenis van de wetenschap en zette een uiterst intensieve en productieve periode van onderzoek in gang.,
het verhaal van de ontdekking van kernsplijting begon eigenlijk met de ontdekking van het neutron in 1932 door James Chadwick in Engeland. Kort daarna ondernamen Enrico Fermi en zijn medewerkers in Italië een uitgebreid onderzoek naar de nucleaire reacties veroorzaakt door het bombardement van verschillende elementen met dit ongeladen deeltje., In het bijzonder constateerden deze arbeiders (1934) dat ten minste vier verschillende radioactieve soorten het gevolg waren van het bombardement van uranium met langzame neutronen. Deze nieuw ontdekte soorten zonden bètadeeltjes uit en men dacht dat het isotopen waren van onstabiele transuranen met atoomnummers 93, 94 en misschien hoger. Er was natuurlijk grote belangstelling voor het onderzoeken van de eigenschappen van deze elementen, en veel radiochemici namen deel aan de studies., De resultaten van deze onderzoeken waren echter zeer verwarrend, en verwarring bleef tot 1939, toen Otto Hahn en Fritz Straßmann in Duitsland, na een aanwijzing verstrekt door Irène Joliot-Curie en Pavle Savić in Frankrijk (1938), bleek wel dat de zogenaamde transuraniumelementen waren in feite radio-isotopen van barium, lanthaan en andere elementen in het midden van de periodieke tabel.,het idee dat lichtere elementen konden worden gevormd door het bombarderen van zware kernen met neutronen was al eerder geopperd (met name door de Duitse chemicus Ida Noddack in 1934), maar dit idee werd niet serieus overwogen omdat het zo ‘ n brede afwijking van de geaccepteerde opvattingen van de kernfysica inhield en niet werd ondersteund door duidelijk chemisch bewijs., Gewapend met de ondubbelzinnige resultaten van Hahn en Strassmann, beriepen Meitner en Frisch zich echter op het onlangs geformuleerde vloeistofdruppelmodel van de kern om een kwalitatieve theoretische interpretatie van het splijtingsproces te geven en vestigden zij de aandacht op de grote hoeveelheid energie die daarmee gepaard zou moeten gaan. Deze reactie werd bijna onmiddellijk bevestigd in tientallen laboratoria over de hele wereld en binnen een jaar werden meer dan 100 artikelen gepubliceerd waarin de meeste belangrijke kenmerken van het proces werden beschreven., Deze experimenten bevestigden de vorming van Extreem Energetische zware deeltjes en breidden de chemische identificatie van de producten uit.
het chemische bewijs dat zo belangrijk was om Hahn en Strassmann tot de ontdekking van kernsplijting te leiden, werd verkregen door de toepassing van dragertechnieken en tracertechnieken. Aangezien onzichtbare hoeveelheden van de radioactieve soorten werden gevormd, moest hun chemische identiteit worden afgeleid uit de manier waarop zij bekende dragerelementen, aanwezig in macroscopische hoeveelheden, door middel van verschillende chemische operaties volgden., Bekende radioactieve soorten werden ook toegevoegd als tracers en hun gedrag werd vergeleken met dat van de onbekende soorten om te helpen bij de identificatie van deze laatste. In de loop der jaren zijn deze radiochemische technieken gebruikt om ongeveer 34 elementen van zink (atoomnummer 30) tot gadolinium (atoomnummer 64) die als splijtingsproducten worden gevormd, te isoleren en te identificeren. Het brede scala van radioactiviteitengeproduceerd in kernsplijting maakt deze reactie een rijke bron van tracers voor chemisch, biologisch en industrieel gebruik.,hoewel de eerste experimenten betrekking hadden op de splijting van gewoon uranium met langzame neutronen, werd al snel vastgesteld dat de zeldzame isotoop uranium-235 verantwoordelijk was voor dit verschijnsel. De meer overvloedige isotoop uranium-238 zou slechts door snelle neutronen met een energie van meer dan 1 MeV kunnen worden gespleten. De kernen van andere zware elementen, zoals thorium en protactinium, bleken ook splijtbaar te zijn met snelle neutronen; en andere deeltjes, zoals snelle protonen, deuteronen en Alfa ‘ s, samen met gammastralen, bleken effectief te zijn in het induceren van de reactie.,in 1939 ontdekten Frédéric Joliot-Curie, Hans von Halban en Lew Kowarski dat er verschillende neutronen werden uitgestoten bij de splijting van uranium-235, en deze ontdekking leidde tot de mogelijkheid van een zichzelf onderhoudende kettingreactie. Fermi en zijn collega ’s erkenden het enorme potentieel van zo’ n reactie als het gecontroleerd kon worden. Op Dec. 2, 1942, ze erin geslaagd om dit te doen, de exploitatie van ‘ s werelds eerste kernreactor. Bekend als een” stapel, ” dit apparaat bestond uit een reeks van uranium en grafiet blokken en werd gebouwd op de campus van de Universiteit van Chicago.,het secret Manhattan Project, opgericht niet lang nadat de Verenigde Staten de Tweede Wereldoorlog ingingen, ontwikkelde de atoombom. Nadat de oorlog was beëindigd, werden inspanningen geleverd om nieuwe reactortypes te ontwikkelen voor grootschalige energieopwekking, waardoor de kernenergieindustrie ontstond.