[ناصر اللحياني]

الأنشطار النووي

اكتشاف الانشطار النووي :
ظهر هذا التفاعل ليعزز فكرة أن المصادر النووية أحد الخيارات المهمة أمام العالم نظراً للكمية الهائلة من الطاقة التي يمكن الحصول عليها من الوقود النووي القليل الذي يستهلك في مثل الانشطار النووي وبغض النظر عما قد يسببه التسرب النووي من خطر كبير على حياة البشر ، وقد أكتشف الانشطار النووي في ديسمبر 1938أي بعد حوالي 42 عاما من اكتشاف النشاط الإشعاعي وذلك عندما حاول العلماء استحداث نظير لعنصر اليورانيوم (235 U) ذو العدد الذرى 92 و الذي تحتوي نواته علي 143 نيوترون وذلك بإضافة نيوترون جديد إلى نواته ليصبح يورانيوم (235 U) .

وهذا النظير غير مستقر فيتفتت إلى وحدات صغيرة لعناصر جديدة ويكون مصاحبا لانبعاث طاقة حرارية هائلة نتيجة نقص في مجموع كتل الوحدات الصغيرة بعد التفاعل عن تلك الكتلة الداخلة قبل التفاعل . وبتطبيق علاقة أينشتين قدرت الطاقة الحرارية المتولدة من انشطار نواة اليورانيوم 236 بحوالي 20 مليون ضعف الطاقة الحرارية المتولدة من اشتعال جزئ واحد من مادة الديناميت. ونظرا لخروج عدد 3 نيوترونات بالإضافة إلي عنصر االسترنشيوم 90Sr والزينون s143 Xe فإن هذا الانشطار يمكن أن يستمر كما هو مبين فى حيث تتكرر هذه العملية مع نويات يورانيوم أخرى فيما يسمى بالتفاعل المتسلسل Chain reaction .

- كيفية حدوث الانشطار النووي :
تقذف ذرات العنصر المستخدم كوقود نووي مثل نظير اليورانيوم (235 U) بقذائف من النيوترونات فتنشطر النواة إلى نواتين أو أكثر ويرافق هذا الانشطار قدراً كبيراً من الطاقة إضافة لعدد من النيوترونات الحرة والتي بدورها تصطدم بذرات أخرى من الوقود النووي فتنشطر مرة أخرى ليستمر التفاعل ( الانشطار ) بشكل متزايد .

التفاعل المتسلسل ( المشاكل و الحل ) :
يسمى تفاعل الانشطار النووي بالتفاعل المتسلسل لأنه عند قذف نظير اليورانيوم بالنيوترونات وانشطار النواة بعد ذلك لم يتوقف التفاعل بل انشطرت أنوية نظير اليورانيوم عن طريق النيوترونات الحرة الناتجة مرة أخرى واستمرار هذا الانشطار بشكل متزايد ومتسلسل .

- ملاحظة هامة :
عملية التسلسل في تفاعل الانشطار تجعل مقدار الطاقة الناتجة يصل لحد هائل ، ولا يمكن السيطرة عليه مما يؤدي إلى انفجار المفاعل النووي وهذا ما يحدث في القنبلة النووية .

ولكن في المفاعلات النووية المستخدمة لتوليد الطاقة بأنواعها كالكهرباء وتحريك السفن الضخمة والغواصات يتم وضع وسائل للسيطرة على سرعة تفاعل الانشطار حيث يتم امتصاص جزء من طاقة النيوترونات الحرة الناتجة عن الانشطار ومنعها من الاصطدام بذرات اليورانيوم مرة أخرى وبالتالي لا تتم هذه العملية بشكل متزايد وقد استخدم لعملية الامتصاص قضبان من الكادميوم تتحرك تلقائياً إلى داخل المفاعل بمجرد وصول درجة الحرارة فيه إلى حد معين وبالتالي يتوقف نمو التفاعل .


- مثال لتفاعل انشطاري :
عند قذف نواة نظير اليورانيوم بنيوترون مسرع فإن نواة اليورانيوم تنشطر إلى نواتين .

- ملاحظة :
يصاحب الانشطار النووي انتشار للإشعاعات النووية التي تحدث تلوثاً للبيئة وإصابة للبشر بالأمراض .
من أمثلة التلوث ما حدث في انفجار مفاعل تشير نوبل عام 1406 هـ .

محاكاة فلاشية :

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear32.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear32.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear33.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear33.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear34.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear34.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear35.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear35.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear36.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear36.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear37.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear37.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear38.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear38.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear39.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear39.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear40.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear40.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear41.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear41.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear42.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear42.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear43.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear43.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear44.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear44.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear45.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear45.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear46.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear46.swf