مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

بارك الله فيك
و جعلك زخرا للمسلمين

مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

بارك الله فيكِ
شكرا مروركِ الكريم

مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

الدرس الثاني
========

التفاعل النووي المتسلسل
================

أي تفاعل نووي متسلسل
يَحْدثُ
عندما يكون هناك أكثر مِنْ تفاعل نووي واحد
سببه التفاعل النووي الآخرِ

و يكون بالمعدل

مما يُؤدّي إلى زيادةِ أسّيةِ في عددِ التفاعلات النووية

مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

إن التفاعل المتسلسل
لا يمكن السيطرة عليه
ضمن كمية كبيرة كافية مِنْ وقودِ الإنفلاقِ
له ( كتلة حرجة - critical mass )

و يُمْكِنُ أَنْ يُؤدّي ذلك
إلى إطلاقِ طاقةِ متفجّرِة

و هو المفهومُ الكائن وراء إنتاج الأسلحةَ النوويةَ


إن
التفاعل المتسلسل يُمْكِنُ أَنْ يَكُونَ مسيطرَاَ عليه أيضاً
بشكل كافي
و هذا هو المفهومُ الكائن وراء إقامة
(المفاعلات النووية - nuclear reactor )
بغرض الحصول علي الطاقة

مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

التفاعل النووي المتسلسل المكتف ذاتيا
=======================
هذا
و لنعلم أن
التفاعل النووي الوحيد
الذي تم في الطبيعة
كان في ( أوكلو – Oklo )
بالجابون

أما التفاعل الإصطناعي الأول فقد كان بالمختبرِ المعادنيِ
تحت قيادة (فرمي إنريكو (Stagg
في جامعة شيكاغو
في ( ديسمبر/ كانون الأول من عام 1942)
أثناء مشروعِ مانهاتن

مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

إنّ عاملَ ضربِ النيوترونِ الفعّالِ
k
العددُ المتوسطُ للنيوترونِ
الناتج مِنْ ردّ فعل إنشطار نووي
يكون بمثابة ردِّ فعل لإنفلاقِ آخرِ

و يكون ذلك مقابل النيوترون الذي أنتجَت بالإنفلاقِ
أو التي أمتَصُّت بدون أن تتسبّب في إنفلاق جديد

يُمْكِنُنا من هذا المنطلق أَنْ نُميّزَ الحالاتَ التاليةَ

• k <1 (كتلة حرجة فرعية)
بادِئه بإنفلاقِ واحد
و يكون ذلك في معدل ما
1/(1-k) من الإنفلاقات

• k =1 (كتلة حرجة)
بادِئه بإنفلاقِ واحد
و يكون في المعدل إنفلاق واحد للّوقتِ الواحد
و هذا الوقت الواحد وحدةِ زمنية مِنْ الوقتِ
بعدها يبدأ النيوترونَ في ضَرْب نواةِ أخرى
إنّ المسافةَ هنا شيءُ مهم
فهي كالقنطرِة التي تعدها الكتلة الحرجة
ومثال على ذلك
السرعة قَدْ تَكُون10000 كيلومترَ/s و المسافة 10 سنتيمترَ ليصبح الوقت 10 ns.


• k> 1 (كتلة فوق الحرجة - super-critical mass )
بادِئ بإنفلاقِ واحد
و يكون المعدل في كُلّ جيل من التفاعل المتسلسلِ
مرَّة في كلِّ ثانيةً 10 ns
و يضرب عددِ الإنفلاقاتِ مِن قِبل العامل a
لكن هذا لن يستمر
لأن k يَنْقصُ

فعندما تتناقص كميةَ مادّةِ الإنفلاقِ
أَو عندما تكون مادّة الإنفلاقِ الباقيةِ مقسمه

و يقوم السلاح النووي وفق هذا المنطلق

ومثال على ذلكُ
يَحْدثُ إنتاج 80 جيل مِنْ 10 ns
عندما تكون هناك إنفلاقات 800 ns

http://www.geocities.com/no1_uname/mo3adla.gif

و عندما تكون قيمة k قريبة من 1

ملحوظه
يُبالغُ هذا الحسابِ بعض الشّيء
في ' نسبة المضاعفة '

مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

و عندما تَمتصُّ نواة يورانيومِ نيوترونا
يدْخلُ النيترون حالة من الحماّسة قصيرة الأجل جداً
و سرعان ما تَفْسدُ هذه الحماسة
بعِدّة طرق إحتماليه


و نموذجياً يحدث التحلل
نتيجة أمرين
هما
الإنفلاقِ
و الأشعاع

يحدث هذا نموذجياً في اليودِ والسيزيومِ
بطردِ عدد مِنْ النيوترونِ

إنّ مُنتَجاتَ الإنفلاقَ
نفسها تكون مزعزعه الأستقرار
مَع تشكيلة واسعة من أعمارِ النصف

لكن نموذجياً ما هي إلا عِدّة ثواني
و يحدث الإنحطاط
و يُنتجُ نيوتروناً آخراً

تنتج النيوترونِات علي شاكلتين
neutrons متعاجل
و neutrons أَخّرَ نموذجياً

' أَخّرَ كسرَ للنيوترونِ '
يكون كاملا
آي أقل مِنْ 1 بالمائة

في المفاعلات النووية
يكون المتغيّر k نموذجياً
حولي 1
أو يخضع لعملية ثابتة
عند قيمة k =1

و هنا يتم أنتاجَ النيوترونات
بأعتبار ردَّ الفعل 'الحرج'

هذه الحالةُ تنجز في المفاعلات النوويه

إنّ التغييراتَ الكهربائيةَ هنا تكون بطيئة
وموجّهه بأذرعِ تحكم ماصه للنيترونات

ومثال على ذلك
عندما k = 1
يحسب فقط عدد النيوترونُات 'المتعاجلُة'

و يقال أن ردّ الفعل جاء ' متعاجلا '
حرج
و ذلك في النِسَب المضاعفة الأقصرِ
حيث يُمْكِنُ أَنْ يتمّ ذلك إعتِماد على criticality

فيكون الفائض
(k-1)
هو مقدار التغيير في التفاعليةِ
و يحتاجَ ذلك لكتلة حرجة
من أجل دَفْع حرجِ

هنا يكون
( كسر النيوترونِ المتأخرِ ie )
مُعَرَّفُ كـ a


و تكون قيمةَ k متزايدةُ
مِن قِبل عاكس النيوترونِات
الذي يحيطُ بالمادّةَ الإنشطاريةَ

وأيضاً بزيَاْدَة كثافةِ المادّةِ الإنشطاريةِ_ probablity

لترتفع النسبة
بمعدل
نيوترون لكلّ سنتيمترِ

مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

تحسب النيترونات التي تسافر
لضَرْب نواة
بالنسبةُ إلى الكثافةِ

بينما المسافة المقطوعة من قبل النظامِ
تخفّض فقط بالجذر التكعيبي مِنْ الكثافةِ

في طريقةِ implosion للأسلحةِ النوويةِ
يَحْدثُ التفجيرَ
بزيَاْدَة الكثافةِ مَع المادّة
من متفجّرة تقليدية

مشاركة: مجموعة دروس عن الكتلة الحرجة
 

بارك الله فيك