kerneenergi

Fission

Fissionsprocessen blev opdaget i 1939 og er den proces, der har gjort den praktiske udnyttelse af kerneenergi mulig. Når en neutron sendes ind i visse meget tunge kerner, spaltes disse i to nye atomkerner. Energiproduktionen ved fission er meget stor. Spaltning af alle atomkerner i 1 kg spalteligt materiale producerer lige så megen energi som forbrænding af 2,5 mio. kg kul.

Ved fission produceres der ikke alene energi; der udsendes også 2-3 nye neutroner. Da der kun kræves én neutron for at fremkalde en fission, kan de nye neutroner fremkalde nye fissioner, dvs. man har mulighed for at etablere en kæde af fissionsprocesser, der virker af sig selv. Dette kaldes en selvvirkende kædereaktion, og det er denne, der er basis for energiproduktionen i kraftreaktorer såvel som i kernevåben.

Kun få tunge kerner kan undergå fission ved indfangning af neutroner; af naturens grundstoffer er det kun visse urankerner. Uran består af to isotoper, uran-235 (0,7%) og uran-238 (99,3%), og kun uran-235 kan spaltes. Det er imidlertid muligt ved neutronbestråling af uran-238 og thorium-232 i reaktorer at producere nye spaltelige kerner, plutonium-239 og uran-233.

Den første anvendelse af kerneenergi i større skala var den atombombe, som eksploderede over Hiroshima i august 1945. Den fredelige anvendelse af kerneenergien kom først senere. Det første egentlige kernekraftværk, Calder Hall, kom i drift i Storbritannien i 1956. Senere er der bygget kernekraftværker i de fleste industrilande.

Fusion

Den anden mulighed for at producere kerneenergi er sammensmeltningsprocesser mellem lette atomkerner som fx deuterium (tung brint) og tritium (supertung brint). For at få disse fusionsprocesser til at forløbe må kernerne bringes meget tæt sammen. Kernerne frastøder imidlertid hinanden pga. deres positive ladning, og brinten må derfor opvarmes til mange millioner grader for at få tilstrækkelig bevægelsesenergi til at overvinde frastødningen. Kerneprocesser ved disse ekstremt høje temperaturer kaldes termonukleare fusionsprocesser. Den første og hidtil eneste anvendelse af kerneenergi fra fusionsprocesser er brintvåben. Her benyttes detonationen af et fissionsvåben til at opvarme brintmaterialerne til så høje temperaturer, at de termonukleare processer kan starte.

Der har i mange år været arbejdet med at udnytte fusionsprocesser til fredelige formål, dvs. til elproduktion, men der er mange problemer at løse. Der er gjort væsentlige fremskridt, men endnu er man ikke nået frem til nettoenergiproduktion i fusionsreaktorer. Se også fusionsenergi.