Kritisk masse i fysik

Nuklear fission - fysikviden kort præsenteret

• De to kemikere Otto Hahn og Friedrich Straßmann opdagede sammen med fysikeren Liese Meitner i 1939, at en kerne af en bestemt uranisotop (nemlig uran-235) opdelt i to mellemstore ruskerner, når de bombarderes med langsomme neutroner blade. Fissionsprodukterne er for det meste radioaktive (på grund af deres overskud af neutroner).
• Mere detaljerede undersøgelser et stykke tid senere viste, at denne opdeling ikke kun var energider blev lagret i kernen frigives, men også 2-3 neutroner.
• Neutronerne frigivet under nuklear fission kan splitte yderligere urankerner, hvor yderligere neutroner frigives.
• Hvis der er nok urankerner, vokser processen som en lavine - der opstår en kædereaktion, hvor enorme mængder energi frigives (søgeord: atombombe).

Kritisk masse - hvad er det?

• Forudsætningen for den fysiske kædereaktion under fission er naturligvis, at de neutroner, der frigives, igen skiller urankerner.


Hvad er en atombombe lavet af?

Du vil med garanti ikke begå en fejl, når du bliver spurgt, hvad en atombombe er lavet af ...

• For at gøre dette skal visse betingelser imidlertid være opfyldt: Neutronerne må ikke være forårsaget af andre reaktioner (f.eks. B. Fangst af andre atomkerner eller vægfangning) går stadig tabt i det fri, dvs. kan slippe ud af det uranholdige materiale.
• Den enkleste mulighed er derfor at tage så meget sprækkeligt materiale (uran-235), at de neutroner, der produceres, kun bliver ved møde fissilt materiale, dvs. støde på en ny reaktionspartner på vej gennem materialet, før de forlader det eller på anden måde reagere.
• Dette kan naturligvis opnås ved at have en minimumsmængde fissilt materiale.
• Hvis denne masse er sfærisk, er den kritiske masse den mængde fissilt materiale, der i det mindste er nødvendigt for at kædereaktionen kan finde sted.
• Den kritiske masse for rent (!) Uran-235 er ca. 50 kg, beriget fissilt materiale tilsvarende mere.
• Særlige dæksler lavet af neutronreflekterende materiale reducerer naturligvis denne kritiske masse, så omkring 15 kg U-235 og omkring 4,4 kg af det også fissile plutonium som kritisk masse (militærteknisk, dvs. til en atomeksplosion) tilstrækkelig.