[align=center]الدرس السادس
( الكتلة الحرجة - Critical Mass )
( كمية المادّةِ الانشطارية - The amount of fissionable material )
( المطلوبة لدَعْم تفاعل متسلسل - needed to support a chain reaction )
=====
أنَّ انشطار النوى الثقيلةِ يُصدرُ كمياتَ كبيرةَ مِنْ الطاقةِ. هذا لأن في انشطار النوى تتحول بعض الكتلةِ إلى الطاقةِ. على سبيل المثال في (u-235 ) و هي نواة كتلتهاُ حوالي (t
kg. ) , و عندما تمر هذه النواةِ بانشطار مثالي حوالي ( kg
) ) فإنه ( حوالي 20 % من الكتلةِ تتحول إلي نيوترونات أَو بروتونات ) و بالتالي تصدر طاقةِ , وباستعمال قانون آينشتاين (
) ) - الطاقة المتحصلة من كتلة معينة تساوي حاصل ضرب هذه الكتلة بالجرام في مربع سرعة الضوء بالسنتيمتر/ثاني , يُمْكِنُ َحْسُاب الطاقةَ التي تُصدرُ لكلّ نواة , لنجد :
الآن هذا العددِ صغير جداً , لكن لنَتذكّرُ بأنّ هذه الطاقةُ صدرتْ عن نواة واحدة فقط من (U-235 ) , فماذا لو أنشطر كيلو جرام واحد من ( U-235 ) ؟ إن كيلو جرام واحد من ( U-235 ) يَحتوي علي حوالي (
) نواة :
للتَمثيل بشكل أكثرِ فهماً يمكننا أن نَعتبرُ ذلك في (
)
فإذا أَفترضُنا الاستهلاك الكهربائيَ السنويَ المتوسطَ للبيتِ المثاليِ ( 5000 KWH. ) فإن انشطار كيلو جرامِ واحد من ( U-235 ) يُزوّدناُ بطاقةَ مقدارها :
لقد خمن ( Frisch و Peierl ) أن القيم الفعليّة للكتلة الحرجةِ يُمْكِنُ أَنْ تُنخفّضَ باستعمال غلاف سميك مِنْ اليورانيوم الطبيعيِ الذي يحيطَ بالكتلةَ الحرجةَ .
عاري - bare
مَحْشُو - tamped
Gm^2=ke^2=hc
حيث
Gثابت الجذب العام
mلكتلة
kابت كولوم
e الشحنة
hثابت بلانك
cسرعة الضوء[/align]