Atomkraft

Atomkraft er betegnelsen for den energi der skyldes processer i eller mellem atomkernerne, i modsætning til frigjort kemisk energi, der beror på bindingsforhold og omlejringer mellem elektronerne.

Der er to grundlæggende former for Atomkraft: Fission og fusion - eller med danske termer: Spaltning og sammensmeltning.

Fission foregår ved at tunge atomkerner spaltes til lettere. Typisk anvendes uran. Når en uran-kerne rammes af en neutron initieres fissionen, og resultatet er 2 mindre atomkerner + plus diverse partikler. Massen af partiklerne tilsammen er mindre end den oprindelige kerne. Masseforskellen udgør den frigivne energi og kan findes med Einsteins berømte formel:

10E = mc2

Hvilket vil sige Energien E er lig den manglende masse m gange lysets hastighed c i anden. At få en fissionsproces til at levere energi har været muligt siden 2. verdenskrig, og det er samme proces, der sker i en konventionel atombombe.

Masseforskellen er også finten med den anden metode; fusion. Der er det lette atomkerner, som går sammen til tungere, og derved skaber termisk energi. Det kunne f.eks. være brintatomer, som smelter sammen til helium.

Der findes i dag ikke nogen fungerende fusionsreaktor, men der forskes og eksperimenteres med det via forskellige metoder: På JET-anlægget i England er en lang række lande gået sammen om at skabe fusion i en torus-reaktor, hvor massen fastholdes i et magnetfelt. Massen varmes op til nogle millioner grader, og fusionsprocessen kan derfor foregå. I USA prøver man at fokusere en masse laserstråler på nogle små dråber, og derved skabe tryk og temperatur nok til at starte en fusionsproces. Endelig er der myon-katalyseret fusion, hvor fusionsprocessen sker fordi elektroner erstattes af myoner, og da myoner er tungere end elektroner, så vil myonens bane blive mindre end elektronens, og derved kan atomkernerne komme så tæt på hinanden, at en fusion foregår.

Fusionsprocesser er grundlaget for alt liv på Jorden, da det er fusion, som foregår i Solen: Her smelter brint sammen til helium. Når alt brint er opbrugt om ca. 4 mio. år, så vil Solen begynde at sammensmelte helium til kul, og Solen svulmer op til en rød kæmpe og sluger Jorden og de andre indre planeter.

Fusion anvendes i brintbomber, hvor en konventionel atombombe bruges til at skabe temperaturer og tryk nok til en fusionsproces kan foregå.