Hoe verklaar je dat energie vrijkomt bij zowel kernfusie als (het tegenovergestelde) kernsplitsing?

In beide processen wordt ongetwijfeld massa omgezet in energie, maar welke massa is dat precies, in beide gevallen?
En in welke vorm komen de twee soorten kernenergie te voorschijn?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Massa wordt niet omgezet in energie, maar massa is een maat voor de inwendige energie van een systeem (atoomkern). Voor elke omzetting van de ene naar de andere vorm van energie kun je dus een soort balans opmaken. Ook als een batterij een lampje laat branden verdwijnt er energie in de vorm van licht. Reken je dat licht nog bij je systeem dan blijft de massa hetzelfde, maar ga je de batterij en het lampje wegen als de batterij leeg is dan zul je zien dat de batterij en het lampje lichter zijn geworden, al naar gelang er lichtenergie is verdwenen. Zo is het ook met de kernreacties, maar de energie van een kernreactie is een miljoen maal groter, zodat het ook daadwerkelijk praktisch wordt om de massa's te bepalen. (Dat kan met een massaspectrometer bijvoorbeeld.). De massaverliezen van een batterij en lampje kunnen we niet bepalen door te wegen, vanwege de zeer kleine verschillen. Bij de atoomkernen kunnen we dat wel als we de eindproducten van de kernfusiereacties vergelijken met de beginproducten dan zijn ze lichter dan we zouden verwachten als we de deeltjes simpelweg aan elkaar hadden geplakt Dit omdat hun energie nu lager is want ze zitten in een gunstiger configuratie. Wat er overblijft aan energie/massa was de kinetische energie van de reactieproducten (bv een afadeeltje en een neutron). In de reactor wordt daarmee de koelvloeistof verwarmd en de helft van deze energie kan worden omgezet in elektriciteit, de ander helft in verwarming van koelwater. Op zich is de ontbrekende massa dus nooit weg, maar we vinden hem niet meer terug in de atoomgewichten. maar in de vorm van hitte of stroom. In de bron staat een grafiek met alle atoomkernen en daarbij de bindingsenergie per kerndeeltje, dit is een berg die aangeeft dat de bindingsenergie het hoogste is bij IJzer. Dit is een beetje een verraderlijke grafiek om te interpreteren. In feite heeft een Ijzerkern de laagste bindingsenergie en kost het energie om er kerndeeltjes bij te doen of er kerndeeltjes af te halen. Andersom geldt dan dat het energie oplevert als je in de richting van het IJzeratoom gaat en dat is het geval bij zowel kernsplitsing als kernfusie. De energie om atomen te maken zwaarder te maken dan IJzer is geleverd tijdens supernovaexplosies, waarbij zeer veel energierijke atomen in hoog tempo tegen de kernen botsten en hun kinetische energie op die manier verloren.

Bij kernfusie komt energie vrij tot er ijzer gemaakt wordt. Kernsplitsing levert energie op bij uranium en hoger. Oftewel, er is een keurige scheiding waar beide processen energie kosten en opbrengen en ze zijn daarbij elkaars spiegelbeeld.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100