[حسن موسى]

السلام عليكم ورحمه الله وبركاته
أتمنى منكم المساعده ولكم جزيل الشكر والإمتنان

سؤالي يندرج تحديداً تحت مسمي الكتله الحرجه
ماهي الكتله الحرجه وماهي الكتله دون الحرجه وماهي الكتله فوق الحرجه
هل كتله خاصه تختلف عن العنصر المنشطر
أم انها كتله محدده من العنصر المنشطر
أفيدونا وجزاكم الله خيراً



كل عام وأنتم بخير

[حسن موسى]

للرفع Up oben

[martin]

لتوضيح مفهوم الكتلة الحرجة تصور ان هناك كرة بحجم قبضة اليد مصنوع من مادة يورانيوم-235 , بعد تحفيز اولي لعملية الأنشطار النووي بواسطة تسليط حزمة من النيوترون على الكرة سيتولد 2.5 نيترون جراء هذا الأنشطار الأول لنواة ذرة يورانيوم-235 وهذا يكون كافيا لبدأ انشطار ثاني في كل الأجزاء المتكونة من الأنشطار الأول واثناء هذه السلسلة المتعاقبة من الأنشطارات في نواة الذرات يفقد الكثير من النيوترونات المتكونة الى سطح الشكل الكروي ولكن كمية النيوترونات المتكونة في الداخل كافية لادامة عمليات الأنشطار وهنا يأتي دور الكتلة الحرجة التي يمكن تعريفها بالحد الأدنى من كتلة مادة معينة كافية لتحمل سلسلات متعاقبة من الأنشطارات .
اذا كان العنصر المستخدم في عملية الأنشطار النووي ذو كتلة يتطلب تسليطا مستمرا بالنيوترونات لتحفيز الأنشطار الأولي للنواة فان هذه الكتلة تسمى الكتلة دون الحرجة.
اذا كان العنصر المستخدم في عملية الأنشطار النووي ذو كتلة قادرة على تحمل سلسلات متعاقبة من الأنشطار النووي حتى بدون اي تحفيز خارجي بواسطة تسليط نيوترونات خارجية فيطلق على هذه الحالة الكتلة الفوق حرجة . وهذه الكتلة الفوق حرجة اذا تم استعمالها كقنبلة نووية فيجب ان يتم تجميعها بسرعة لان سلسلة الأنشطارات المتعاقبة سوف تستغرق مجرد ثواني وستكون الطاقة الحركية الناتجة من الضخامة مما يؤدي الى انفجار القنبلة بسرعة فائقة.

martin

[صاحب المعالي]

لمادة اليورانيوم المخصب 24.5 كجم تقريباً

[martin]

الإجابة على الأخ صاحب المعالي

اليورانيوم هو خليط من نظيرين مشعّين موزعين بنسبة 99.3% يورانيوم238 و0.7% يورانيوم235. وتعبر الأرقام 238 و235 هي مجموع البروتونات والنيوترونات في نواة النظير، وتسمى بالوزن "الكتلة" الذرية.

ولإحداث الانشطار النووي يتم قذف اليورانيوم بالنيترونات داخل المفاعل النووي المعتمد على استخدام الماء H2O؛ الأمر الذي يولد طاقة هائلة. ويحدث الانشطار النووي فقط لليورانيوم235 القابل للانشطار، ولإحداث انشطار لا بد من زيادة يورانيوم235 في اليورانيوم الطبيعي بنسبة تتفاوت بين 3% و5%، تبعا لنوع المفاعل النووي المنتج للطاقة، غير أنها ترتفع إلى ما بين 20% و90% في حال إنتاج أسلحة نووية تبعا لنوع السلاح النووي، وهذه الزيادة في نسبة اليورانيوم 235 هي ما يحدث فيما يسمى بتخصيب اليورانيوم. لذلك فإن مصانع تخصيب اليورانيوم هي النقطة الحساسة التي تفصل بين الاستخدام السلمي والعسكري للطاقة النووية.

واليورانيوم238 أثقل من اليورانيوم235 بنسبة بسيطة تبلغ 0.85%، هذا الفرق البسيط في الكتلة يستخدم لفصل النظيرين عن بعضهما. وتتعدد طرق الفصل التي يعتلي عرشها طريقة الفصل بالطرد المركزي، وهي الأكثر انتشارا في العالم لأسباب اقتصادية.



ويتم التحكم بمعدل الانشطار النووي في المفاعل باستخدام قضبان تحكم من مادة الكادميوم التي تقوم بامتصاص بعض النيوترونات المتحررة؛ فهي تسمح بتنظيم الانشطار النووي والتحكم الآمن به. كما يتم استخدام نظام تبريد مائي للتخلص من الحرارة المفرطة التي تنتج في أثناء العملية، ويستخدم البخار الذي يتم توليده لتدوير التوربينات التي تولد الطاقة الكهربائية. وبذلك فلإنتاج 133 ميجا وات يحتاج المفاعل إلى 25 طنا من اليورانيوم المخصب تنتج من 210 أطنان يورانيوم طبيعي.


martin