[غايات]

السلام عليكم

لدي بعض الأسئلة على فصل النووية

س1/ الاشعاعات النووية الفا وبيتا وجاما مكتوب انها تغيرات طبيعية ..هل معنى ذلك انها تحدث بدون تدخل الانسان واذا كان كذلك فهل فكرتها ان النواة المثارة تصدر هذه الاشعاعات لكي تستقر ؟؟ وماالذي يجعل النواة في وضع الاثارة اصلا ؟

س2/ الطاقة التي تخرج من انوية الذرات في القنبلة النووية التي تدمر الدول والبلدان هل هي طاقة حرارية ؟؟ ام هي الاشعاعات التي درسناها بيتا والفا وجاما؟؟ام ماذا؟؟ولماذا غالبا يكون الحديث عن الاسلحة النووية مرتبط بعنصر اليورانيوم؟؟

س3/اشعاعات الفا وبيتا وجاما هل هي موجودة حولنا في الحياة العادية ؟؟ في المواد التي تستخدمها؟هل هي احيانا نافعة واحيانا ضارة ؟؟وعلى ماذا يعتمد ذلك؟

س4/هل تصنيع القنبلة النووية صعب ولانستطيع كدول عربية تصنيعها؟
اتمنى أن تكون الاجابات بصياغة مبسطة ولا تكون نسخ من مكان آخر أكثر تعقيدا

وجزاكم الله خيرا

[غايات]

هل يمكن أن تخرج هذه الاشعاعات من النواة في الوقت ذاته ؟؟

[الريم الجفول]

الذرة التي لها نظائر غير مستقرة تحدث اشعاعات تلقائية لتتحول الى عناصر اخرى مستقرة هذه الاشعاعات التي تخرج من نواة العناصر في ثلاثة عمليات:
1- اضمحلال الفا
2-اضمحلال بيتا
3- انشطار تلقائي

وينتج عن نشاط العمليات اعلاه اربعة انواع من الاشعة :
1- اشعة الفا
2- اشعة بيتا
3- اشعة جاما
4- اشعة نيترونية


للتوضيح ناخذ عنصر يستخدم في الكشف الحرائق الامريكيم هذا العنصر يطلق جسيمات الفا وهذه الجسيمات عبارة عن انوية الهيليوم وعندما تفقد ذرة الامريكيوم جسيم الفا فهي تفقد مكوناتها 2بروتون 2نيترون وتنطلق جسيمات الفا






التريتيوم (الهيدروجين-3) هو مثال جيد لعنصر مشع ينتج جسيمات بيتا وهي عبارة عن نيوترون يتحول إلى بروتون والكترون وجسيم ثالث يسمى مضاد النيوتروينو antineutrino. وتطلق النواة في مضاد النيوترينو والالكترون ولكن تحتفظ بالبروتون. ويسمى الالكترون الناتج من هذا التحول بجسيم بيتا، وعلى هذا النحو فإن النواة تفقد نيوترون ولكن تكتسب بروتون. ولهذا فإن الهيدروجين-3 يتحول إلى هيليوم-3 وهذا موضح في الشكل ادناه.





تحلل ذرة تريتيوم هيدروجين-3 إلى هيليوم-3



أما في الانشطار التلقائي فإن الذرة بدلا من ان تطلق جسميات الفا او جسميات بيتا فإنها تنقسم ومن هنا جاءت التسمية بالانشطار. فمثلا في ذرة الفريميم-256 " fermium-256" تنقسم إلى ذرتين الاولى ذرة الزينون-140 " xenon-140" والثانية ذرة البالاديوم-112 " palladium-112" وتنطلق اربع نيوترونات بمجرد الانشطار. يمكن لذرات اخرى ان تمتص تلك النيوترونات وتحدث ما يسمى بالتفاعل النووي وينتج عنه اصدار اشعة جاما.

[الريم الجفول]

لماذا تصدر الانوية اشعاعات نووية؟

في الكثير من الحالات تطلق الانوية جسيمات الفا وجسيمات بيتا وكذلك اشعة جاما لتتحول من الحالة المشعة (الحالة الغير مستقرة) إلى الحالة العادية (الحالة المستقرة) فهذه الاشعة اذا هي ناتجة عن الطاقة الاضافية التي تمتلكها النواة ولذلك فهي تتخلص منها بهذه الاشعاعات مثلما تتخلص الذرة من الطاقة الضافية عن طريق اطلاق الفوتونات (الاشعة الكهرومغناطيسية) مثل اشعة اكس. لذلك اشعة جاما تنتج عن اثارة النواة بينما اشعة اكس تنتج عن اصارة الذرة، وطاقة اشعة جاما اكبر بكثير من اشعة اكس.

كما اننا نسمع عن الاشعة الكونية "cosmic rays" وهذه اشعة تنتج من الشمس والنجوم المشتعلة وتتكون الاشعة الكونية من البروتونات التي تسير بسرعات فائقة تصل إلى سرعة الضوء وهذه تكسبها طاقة تمكنها من اختراق اي مادة ولكن من حكمة الله سبحانه وتعالي انها لا تصل الى الارض بسبب امتصاصها في الطبقات العليا للغلاف الجوي المحيط بالكرة الارضية (طبقة الاوزون) وتتشتت وينتج عنها اشعة كونية ثانوية ذات طاقة اقل وتمتص على مراحل ولكن لا تعتبر ضارة في هذه الحالة حتى لو وصلت إلى الارض.

[الريم الجفول]

ماذا يحدث عند تفجير القنبلة النووية:
يحدث التفجير النووي خلال أجزاء من المليون من الثانية، ولكن تأثيراته على البيئة المحيطة يستمر لمدة ثوان ودقائق وساعات وأيام وحتى أسابيع أو يزيد.
إن التأثيرات المباشرة للتفجير النووي هو انطلاق زخة من الإشعاع النووي مباشرة، وبصورة خاصة أشعة جاما والنيوترونات التي تشكل حوالي 5% من طاقة الانفجار. وتستمر أقل من ثانية. وتتحول مكونات القنبلة النووية إلى غازات حارة جداً تصل إلى عشرات الملايين من الدرجات المئوية، وتبدأ هذه الغازات الحارة بإشعاع طاقتها الحرارية على شكل أشعة سينية تنطلق بسرعة الضوء (300 ألف كيلومتر بالساعة) مسخنة الهواء المحيط فتتكون كرة النار من الهواء الساخن جداً وتكبر بسرعة. ففي تفجير 1 ميجاطن مثلاً يصبح قطر كرة النار 1.5 كلم خلال عشرة ثوان. وتتوهج كرة النار توهجاً شديداً، حتى أن توهجها على بعد 80 كلم يكون أشد عدة مرات من توهج الشمس.
وبالإضافة إلى إشعاع كرة النار للضوء فإنها تطلق إشعاعات حرارية تقع أمواجها في نطاق الضوء المرئي ونطاق الأشعة تحت الحمراء. وهذا الوميض الحراري يستمر عدة ثوان ويشكل أكثر من ثلث طاقة التفجير النووي . وهذه الحرارة الشديدة تستطيع إحداث الحرائق وتؤدي إلى حروق شديدة لمن يتعرض لها حتى على بعد 30 كلم من تفجير نووي حراري. وقد ظهرت هذه الحروق على ثلثي الجرحى من الناجيين في هيروشيما.
ويؤدي التمدد السريع لكرة النار إلى دفع الهواء إلى الخارج مولدا موجات الصدمة التي تتكون من زيادة سريعة في الضغط الجوي تتصرف مثل جدار متحرك من الهواء المضغوط بشدة، تتحرك بسرعة عشرات الآلاف من الكيلومترات في الساعة إلى الخارج، ولكنها تتباطأ في انتشارها، وتحمل حوالي نصف طاقة الانفجار، وهي المسئولة عن معظم التدمير الفيزيائي الذي يحصل، محدثة زيادة في الضغط الجوي على بعد عدة كيلومترات من موقع التفجير، وهذه تمثل ضغطاً على جدران الأبنية يقدر بعشرات الأطنان مما يؤدي إلى تهدمها. والتفجيرات الهوائية التي تحدث على ارتفاع عدة كيلومترات عن سطح الأرض أشدها تدميراً. ويعتمد قطر المنطقة التي تدمرها موجات الانفجار على شدة التفجير.
ويلي التأثيرات السريعة للتفجيرات النووية تأثيرات السقط النووي : وهي النظائر المشعة التي تتولد أثناء التفجير النووي ولها أعمار تزيد على زمن الانفجار وتأثيراته القريبة وتحمل حوالي 10% من طاقة التفجير وتتوالى بالسقوط على الأرض، ويزداد تركيزها كلما قربنا من موقع التفجير. ومع أن التلوث الإشعاعي نتيجة السقط النووي يستمر سنوات بل عشرات السنوات إلا أن تأثيراته الرئيسية القاتلة تستمر أياماً إلى أسابيع. وتعتمد كمية السقط النووي للتفجير بشكل كبير على نوع السلاح النووي، وقوته التفجيرية، وموقع تفجيره بالنسبة للأرض، وعلى حركة الريح.

[الريم الجفول]

عدين الوقود النووي وتخصيبه: إن الوقود النووي الرئيس هو اليورانيوم وهو معدن ثقيل توجد خاماته في الطبيعة في الحجر الرملي، وحصى الكوارتز، وفي عروق تمتد داخل التشكيلات الحجرية بنسب مختلفة تصل إلى 4%. ويتم طحن خامات اليورانيوم، بعد استخراجها، وذلك في سلسلة من المطاحن لتكون على شكل حبيبات دقيقة، لتجري عليها عمليات الإذابة لاستخلاص اليورانيوم على شكل أكسيد (U3O8) يدعى بالكعكة الصفراء نظراً للونه الأصفر .
وحيث أن القنابل النووية تحتاج إلى تركيز لليورانيوم 235 الذي تشكل نسبته في اليورانيوم الطبيعي 0.7% فقط، لذا لابد من تخصيب اليورانيوم الطبيعي المستخرج. وهناك عدة طرق لزيادة تركيز اليورانيوم 235 مثل طريقة الانتشار التي تعتمد على الحركة التفصيلية للجزيئات الأقل كتلة عند مرورها خلال حاجز مسامي يقع بين وسطين يختلف الضغط بينهما. وهناك طريقة للطرد المركزي التي تعتمد على فرق القوة المسلطة على الجزيئات المختلفة الكتلة (يورانيوم 238 و235). وطريقة الليزر التي تعد من أفضل طرق التخصيب وأحدثها. وهي تعتمد على فرق الطيف الذري لليورانيوم 235 عن اليورانيوم 238، بسبب فرق الكتلة بين نواتي النظيرين مما يسبب اختلافاً بسيطاً في مدارات الإلكترونات بينهما. ويمكن التحكم في طول موجة الليزر بحيث تكون الموجة قادرة على تأيين (أي فصل الكترونات) جزئيات اليورانيوم 235 دون تأيين جزيئات اليورانيوم 238، وعندها يمكن فصل الجزيئات المؤينة عن غيرها بتسليط مجال مغناطيسي عليها خلال تحركها عمودياً عليه. وتمتاز هذه الطريقة بالكفاءة والرخص عند توفر التقنية المناسبة.

[الريم الجفول]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة غايات السلام عليكم لدي بعض الأسئلة على فصل النووية س1/ الاشعاعات النووية الفا وبيتا وجاما مكتوب انها تغيرات طبيعية ..هل معنى ذلك انها تحدث بدون تدخل الانسان واذا كان كذلك فهل فكرتها ان النواة المثارة تصدر هذه الاشعاعات لكي تستقر ؟؟ وماالذي يجعل النواة في وضع الاثارة اصلا ؟ س2/ الطاقة التي تخرج من انوية الذرات في القنبلة النووية التي تدمر الدول والبلدان هل هي طاقة حرارية ؟؟ ام هي الاشعاعات التي درسناها بيتا والفا وجاما؟؟ام ماذا؟؟ولماذا غالبا يكون الحديث عن الاسلحة النووية مرتبط بعنصر اليورانيوم؟؟ س3/اشعاعات الفا وبيتا وجاما هل هي موجودة حولنا في الحياة العادية ؟؟ في المواد التي تستخدمها؟هل هي احيانا نافعة واحيانا ضارة ؟؟وعلى ماذا يعتمد ذلك؟ جسيم ألفا أو أشعة ألفا، على الرغم من تسميتها أشعة إلا أنها عبارة عن نواة ذرة الهليوم وتتكون من بروتونين ونيوترونين، تتحد في داخل النواة بقوة نووية كبيرة، بحيث تعتبر أشد نوايا العناصر استقرارا وتماسكا. ذلك لتكونها من 2 بروتون و 2 نيوترون وهؤلاء الأربعة يتميزون بأكبر فقد في الكتلة عند اندماجهم لتكوين نواة الهيليوم. ولهذا فجسيم ألفا ينتج كثيرا في التفاعلات النووية حيث ليس من السهل تحلله أو تفككه. وهو ذو شحنة كهربائية موجبة مقدارها 2 وحدة لاحتوائه على 2 من البروتونات، وقوة اختراق ضعيفة مع قدرة ضعيفة على النفاذ لثقلها وانخفاض سرعتها، ويمكن إيقافها بقطعة من الورق المقوى. وتمتاز بقدرة كبيرة على تأيين المواد حيث أن معدل التأين في المواد التي تتخللها جسيمات ألفا تتناسب تناسبا طرديا مع مربع شحنة الجسيم. تتكون من جسيمات موجبة الشحنة تبلغ شحنتها ضعف شحنة البروتون وبالتالي ضعف شحنة الإلكترون وكتلتها أربعة أمثال كتلة الهيدروجين تقريباً. تتحرك بسرعة كبيرة 1/10 سرعة الضوء التي تصل إلى 300.000 كيلومتر/ثانية. ونظراً لثقل هذه الجسميات وانخفاض سرعتها فإنها لا تنفذ بسهولة خلال الأجسام، وعندما تسقط على لوح مغطى بطبقة من كبريتيد الخارصين يحدث وميض يمكن ملاحظته. وجسيمات ألفا وهي نواة ذرة الهيليوم-4 تتكون بكميات هائلة في الشمس والنجوم، حيث تندمج أربعة من ذرات الهيدروجين مكونين نواة ذرة الهيليوم-4، وخلال ذلك التفاعل يتحول 2 من البروتونات ليصبحا نيوترونين ويتولد جسيم ألفا. هذا التفاعل الذي يتم في الشمس بمعدل بالغ العظمة هو الذي يعطي الشـمس تلك الطاقة الهائلة التي تسمح لاستمرار الحياة على الأرض. فبدون تولد الهيليوم من الهيدروجين في الشمس ما وجُدت تلك الطاقة الهائلة التي تجعلنا علي قيد الحياة. عرفت أشعة ألفا أو جسيمات ألفا (تختلف عن أشعة بيتاوجاما) أول ما عرفت عن طريق اكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي للعناصر الثقيلة فوق اليورانيوم والبولونيوم. أشعة بيتا أو جُسَيّم بَيْتا ، هو إلكترون يتولد عن نواة ذرة إشعاعية أثناء تعرضها لعمليةتحوّل نووي. ومعظم جسيمات بيتا ذات شحنات سالبة تتكون عندما يتحول نيوترون إلى بروتون. وبعضها بوزيترونات وهي إلكترونات ذات شحنة موجبة تنتج عن تحول البروتون. انظر: البروتون. وجسيمات بيتا بالغة الصغر، إذ تعادل فقط 1/1,840 من جسم البروتون. وتمكنها طاقتها العالية من الانطلاق في الجو لمسافات بعيدة واختراق المواد الصلبة التي يعادل سمكها عدة مليمترات. ويقيس العلماء طاقة جسيمات بيتا بحساب المدى الذي تأخذه في اختراق مواد معينة. [1] الفوائد...................... 1- فاشعة الفا هي عبارة عن ذرة هليوم مؤين وتنتج اساسا من التهافتات بعض الذرات الثقيلة او من خلال قذف هذه الذرات بنيترونات وخير فائدة لهذه الاشعة ان العالم ريذرفورد استطاع اكتشاف النواة من خلال قذفة لورقة ذهب لدراسة نموذجه الذري 2- اشعة بيتا اما كهروب موجب او سالب اي الكترون او بوزيترون وهي اكثر اخترقا للمواد منها لاشعة الفا ولذلك فلها عدة ادوار في عالم الفيزياء كتهافت بعض الكتل للمواد الثقيلة لتتحول الى كتل اقل وزنا واكثر استقرارا نموذج الكتلة parabole de masse يعطى توضيح رائع لاستعمال هذه الجسيمات المشحونة 3- اشعة قاما وهي اشعاعاعات خطرة جدا وهي تصدر عن التفاعلات الذرية كتحطم ذرة اليورانيوم مثلا ونتيجة لقصر طول موجتها فبامكانها تحطيم ذرة الاوكسجين ولايقاف هذا النوع من الاشعاع لابد من وضع حاجز اسمنت ذو سمك 60 الى 100 سم استخدام النظائر المشعة في العلاج: تستخدم النظائر المشعة كما أسلفنا سابقاً في المجال العلاجي وذلك باستخدام نظائر مشعة من مصدرات بيتا وغاما مثل نظير السترونتيوم والسماريوم والكوبالت والسيزيوم وهي إما أن تزرع على شكل كبسولات تحت الجلد قرب المنطقة المصابة أو أنها توجه بشكل مباشر على شكل حزمة شعاعية بطاقة محسوبة لتدمير الجزء المراد التخلص منه. الوقاية الشعاعية في الطب النووي هدف الوقاية الشعاعية:يهدف برنامج الوقاية الشعاعية للتأكد من تأمين وإتباع قواعد الوقاية الشعاعية بشكل صحيح وذلك عن طريق التصميم الصحيح والتطبيق المنظم للمراقبة العملية وتوفير المعلومات والإرشادات الكافية للعاملين في هذا الحقل من أطباء وفيزيائيين واتباع هذه الإرشادات عند التعامل مع الأشعة المؤينة اتباعاً صحيحاً لا مجال للخطأ فيه فالأخطاء في هذا المجال غير مسموح بها مطلقاً لأنها ستؤدي إلى ضرر محتم. الأجهزة المستخدمة في الطب النووي: • جهاز الغاما كاميرا وهو عبارة عن الجهاز الأساسي في قسم التشخيص والكشف والذي هو أحد أقسام الطب النووي وآلية عمل هذا الجهاز هي التقاط أشعة غاما التي تحدثنا عنها وهي أشعة صادرة عن جسم المريض وذلك بعد حقنه بالنظير المشع المناسب للحالة الدراسية التي ستجرى له ومن ثم أخذ هذه الأشعة وتحويلها إلى نبضة كهربائية وتضخيمها عبر حواسيب معقدة لتوضح لنا كيفية توزع تلك المادة المشعة في جسم المريض والذي نعبر فيه عن عمل فيزيولوجي للخلية الحية. أنواع الأشعة في الطب النووي: هناك ثلاثة أنواع للأشعة المستخدمة في الطب النووي • أشعة ألفا وهي عبارة عن نوى ذرات الهيليوم وهي أجسام ثقيلة جداً بالمقارنة مع جسيم بيتا. • أشعة بيتا: وهي عبارة عن ألكترونات سالبة أو موجبة وذات كتلة أصغر من الفا بحوالي سبعة آلاف مرة. • أشعة غاما: وعي الأشعة المستخدمة في تشخيص الأمراض والأورام في مجال الطب النووي. س4/هل تصنيع القنبلة النووية صعب ولانستطيع كدول عربية تصنيعها؟ اتمنى أن تكون الاجابات بصياغة مبسطة ولا تكون نسخ من مكان آخر أكثر تعقيدا وجزاكم الله خيرا

وفق الله الجميع لما يحبه ويرضاه

[الريم الجفول]

http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A3%...AC%D9%8A%D8%A9

[nuha1423]

بسم الله الرحمن الرحيم

بارك الله وجودك أستاذة الريم وأدامك ورفع قدرك دنيا وآخرة ويسر أمرك

[غايات]

شكرا الريم الجفول جزاك الله خيرا
رفع الله قدرك وحقق مناك