Uranium-235, de meest voorkomende isotoop van uranium die wordt gebruikt voor kernreacties, ondergaat splijting via een kettingreactie die wordt geïnitieerd door de absorptie van een neutron. Hier volgt een stapsgewijze uitleg van hoe een uranium-235-kern splijting ondergaat:

1. Neutronenabsorptie: Een langzaam bewegend neutron wordt geabsorbeerd door de kern van een uranium-235-atoom. Dit proces vormt een onstabiele en opgewonden uranium-236-kern.

2. Nucleaire excitatie: De absorptie van het neutron zorgt ervoor dat de uranium-236-kern zeer opgewonden en energiek wordt. Het bereikt een staat van grote instabiliteit en is klaar om in kleinere fragmenten te splitsen.

3. Kernsplijting: De opgewonden uranium-236-kern ondergaat kernsplijting, waarbij hij zich splitst in twee kleinere, stabielere kernen. Deze fragmenten, splijtingsproducten genoemd, zijn doorgaans krypton-92 en barium-141.

4. Vrijgave van neutronen: Tijdens het splijtingsproces komen verschillende neutronen vrij. Gemiddeld worden er per splijtingsgebeurtenis ongeveer 2-3 neutronen geproduceerd. Deze vrijgekomen neutronen zijn cruciaal voor het in stand houden van de kettingreactie.

5. Kettingreactie: De neutronen die vrijkomen bij het splijtingsproces kunnen inslaan en verdere splijtingsgebeurtenissen veroorzaken in naburige uranium-235-atomen. Deze opeenvolging van splijtingsreacties leidt tot een kettingreactie waarbij meerdere uranium-235-kernen splijting ondergaan, waarbij meer neutronen en energie vrijkomen.

6. Kritische massa: Om de kettingreactie zelfonderhoudend te laten zijn, is een kritische massa uranium-235 nodig. Kritische massa verwijst naar de minimale hoeveelheid splijtbaar materiaal die nodig is voor een aanhoudende kettingreactie van splijting. Uranium-235 wordt doorgaans verrijkt om de concentratie van de isotoop te verhogen en kriticiteit te bereiken.

7. Controle van de kettingreactie: In kernreactoren wordt de kettingreactie zorgvuldig gecontroleerd en gemodereerd met behulp van regelstaven. Deze staven absorberen neutronen en regelen zo de snelheid waarmee de kettingreactie verloopt en zorgen voor een veilige en stabiele werking van de reactor.

Het is vermeldenswaard dat uranium-235 niet spontaan splijt. De absorptie van een neutron zorgt voor de nodige energie en instabiliteit om het splijtingsproces op gang te brengen. Bij kernwapens resulteert de snelle en ongecontroleerde splijting van uranium-235 in een plotselinge vrijgave van enorme energie, wat leidt tot de ontploffing van het wapen.