Et nøytron er en bitte liten partikkel som i grunnen ligner litt på et proton, bare med den forskjellen at det ikke har noen elektrisk ladning. Det er altså nøytralt og kan derfor bevege seg rundt uten at elektroner og protoner river og sliter i det hele tiden. Nøytronene liker ganske godt å være inne i atomkjernene, og i mange atomer er det like mange nøytroner som protoner. Men nøytronene trives på egen hånd også, og i en kjernereaktor har de en veldig viktig oppgave.
Hva skjer i en kjernereaksjon?
Inne i en atomreaktor fisjonerer atomene, og det betyr at de deler seg i to. Men du må bare ikke tro at det er særlig lett å få dem til å gjøre det. Atomkjernene sitter nemlig som klistret sammen med superlim, og man må være temmelig hardhendt for å brekke dem fra hverandre. En av metodene man kan bruke er å bombardere atomene med nøytroner.
Hvis en for eksempel skyter et nøytron på et uranatom og treffer riktig, deler det seg i to nesten like store deler. I tillegg pælmer det ut en hel masse med energi, og tre nye nøytroner.
Dersom disse tilfeldigvis treffer tre nye uranatomer vil de også dele seg, og sende ut tre nøytroner hver. Dermed er det altså ni nøytroner på frifot, og hvis alle disse treffer nye urankjerner blir det fort 27 nøytrongærninger i omløp. Dette kalles for en kjedereaksjon Fortsetter det fritt kan det ta helt av, og man har plutselig en ukontrollert kjernereaksjon på samvittigheten. Det er noe sånt som skjer i en atombombe, og den slags vil man i grunnen ikke ha noe av. Skal man starte en reaktor må man også holde reaksjonen i sjakk, og på Kjeller vet de akkurat hvordan det skal gjøres.
Hva er en kontrollert kjernereaksjon?
Stoler du på denne mannen?
Skal man hindre reaksjonen i å ta av helt må man sørge for at ikke alle de nye nøytronene treffer nye uranatomer. Inne i reaktoren står det flere staver med uran, og det er der inne reaksjonene skjer. Og når atomene sprekker spytter de ut nøytroner som kan treffe uranet i de andre stavene. Men mellom uranstavene kan man stappe inn staver med andre stoffer som sluker nøytroner, og dermed når de ikke fram til nye uranatomer. Men her gjelder det å holde tunga rett i munnen. Hvis en stopper alle nøytronene går jo hele reaksjonen i stå, og det er jo ikke akkurat det man vil. Stopper en for få nøytroner, tar det helt av. Forskerne på Kjeller balanserer hele greia med å trekke kontrollstavene ut litt etter litt, helt til ett av de tre nøytronene i hver spalting som treffer et nytt uranatom. Dermed går reaksjonen videre med akkurat samme styrke hele tiden. Vil man bremse reaksjonen er det bare å dytte stavene inn igjen. Forskerne har også et par staver i bakhånd, som en slags nødbremse hvis noe går galt og man må stoppe hele greia i en fart.
OK, men hva skal man med dem?
Mange atomreaktorer brukes til å lage energi. Når uranatomene deles spytter de ut haugevis av energi, og det betyr at det blir varmt! Og varme kan man lage strøm av. Da bruker man rett og slett varmen til å koke opp vann som driver en god gammeldags dampturbin. Men det er ikke det man gjør på Kjeller. Her lager man nøytroner!
Se, et molekyl!
Røde nøytroner raser igjennom molekylene
Det er kanskje ikke så lett å tenke seg til at noe så bitte smått som nøytroner kan brukes til noe, men det kan de altså. For eksempel er de temmelig greie å ha hvis man vil finne ut hvordan atomene i et molekyl er bygd sammen. Alle stoffer, selv det tyngste metall, består nemlig for det aller meste av ingenting, og mellom de små atomene som molekylene er bygd opp av er det store tomrom. Når nøytroner sendes mot et stoff, suser de inn i et slags rom fylt av svevende atomballer. Noen av nøytronene flyr bare tvers igjennom, mens andre treffer atomene og spretter i alle retninger. Forskerne kan registrere hvor alle nøytronene ender opp, og ut ifra det kan de regne seg fram til hvordan molekylene egentlig ser ut.
Lag et radioaktivt stoff
Hvor blir det egentlig av safta når den forsvinner ned i bakken?
I reaktoren kan man også gjøre stoffer radioaktive. Og da lurer du nok på hvorfor i granskauen man skulle ønske å gjøre det! Det er et godt spørsmål med ett enda bedre svar. Et radioaktivt stoff pælmer altså ut bitte små strålingspakker fra tid til annen, nesten som en slags snøballer i miniatyr. Dermed gir de på en måte beskjed om hvor de er. Og siden forskjellige stoffer lager ulike snøballer kan man kjenne dem igjen bare ved å se på hva de kaster ut. Det betyr at hvis man for eksempel gjør litt vann radioaktivt, så kan man se hvor det blir av det etter at det har forsvunnet ned i bakken.
Kreft og bitte små bombehunder
I medisinen er slike radioaktive stoffer blitt fryktelig viktig. De kan nemlig hjelpe legene å finne kreftsvulster inne i menneskekroppen. Det finnes nemlig stoffer som liker å være i slike svulster, og akkurat som en slags mikroskopiske bombehunder leter de seg frem for å se om de kan finne en. Men å finne kreften hjelper jo fint lite hvis man ikke kan si fra om hva man har funnet, og det er her reaktoren kommer inn. Hvis man gjør sporhundstoffene radioaktive først kan man nemlig se hvor det blir av dem! Så når man etterpå oppdager at noen sitter ett spesielt sted i kroppen og kaster snøballer som gale, skjønner man at det er noe muffins på gang.
Men er det ikke forskrekkelig farlig?
Å sende radioaktive stoffer inn i kroppen høres unektelig ut som en temmelig dårlig ide. Omtrent like smart som å spise glass, eller spasere på glødende kull. Men forskerne er ikke helt gale. Det gjelder nemlig å sende inn så lite at stoffet bare har noen få snøballer å kaste, og sørge for at de pælmer dem fra seg temmelig kvikt. På den måten gjør de ikke store skaden, og det hele er over på et par timer. Du kan lese mye mer om hvordan radioaktive stoffer funker i Newtonartikkelen ’Et sannhetens ord om snøballer og radioaktivitet’.