[ألف لام ميم]

[FONT="AdvertisingExtraBold"]السؤال موجه للجميع وأريد الجواب عليه لمن لدية القدرة ؟؟؟
لماذا يعتبر اليورانيوم 235 هو المفيد في التفاعلات النووية المنتجة للطاقة بينما اليورانيوم 238 أقل فائدة بل ويعتبر ضارا في التفاعلات النووية المتسلسلة ؟؟؟؟
لمن لديه القدرة يرسل الجواب على المنتدى أو على الإيميل [:s_thumbup:[/FONT]

[bero]

اليورانيوم هو المادة الخام الأساسية للبرامج النووية، المدنية والعسكرية. ويستخلص من طبقات قريبة من سطح الأرض أو عن طريق التعدين من باطن الأرض. ورغم أن مادة اليورانيوم توجد بشكل طبيعي في أنحاء العالم , لكن القليل منه فقط يوجد بشكل مركز كخام. وحينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي بسمي بالانشطار النووي. ، ويحدث ببطء في المنشآت النووية، وبسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي. و ينجم عن ذلك انطلاق للطاقة وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا. ويكون الانشطار النووي في أفضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من اليورانيوم 235 (أو البلوتونيوم 239)، والمقصود بالنظائر هي الذرات ذات نفس الرقم الذري ولكن بعدد مختلف من النيوترونات. ويعرف اليورانيوم-235 بـ"النظير الانشطاري" لميله للانشطار محدثا تسلسلا تفاعليا، مطلقا الطاقة في صورة حرارية. وحينما تنشطر ذرة من اليورانيوم-235 فإنها تطلق نيوترونين أو ثلاث نيوترونات. وحينما تتواجد إلى جانبها ذرات أخرى من اليورانيوم-235 تصطدم بها تلك النيوترونات مما يؤدي لانشطار الذرات الأخرى، وبالتالي تنطلق نيوترونات أخرى. ولا يحدث التفاعل النووي إلا إذا توافر ما يكفي من ذرات اليورانيوم-235 بما يسمح بأن تستمر هذه العملية كتسلسل تفاعلي يتواصل من تلقاء نفسه. أو ما يعرف بـالكتلة الحرجة. غير أن كل ألف ذرة من اليورانيوم الطبيعي تضم سبع ذرات فقط من اليورانيوم-235، بينما تكون الذرات الأخرى الـ993 من اليورانيوم الأكثر كثافة ورقمه الذري يورانيوم-238.ومفاعلات الماء الخفيف Light Water Reactors هي نوع من المفاعلات الإنشطارية النووية The nuclear fission reactors التي تستعمل في الولايات المتحدة الأمريكية لتوليد القوي الكهربائية وتستخدم الماء العادي كوسيط في التبريد والتحويل لبخار لتشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء من المولدات . وهذا يتطلب تخصيب وقود اليورانيوم of the uranium fuel Enrichment واليورانيوم الطبيعي يتكون من 7,% يورانيوم 235وهو نظير ينشطر و99,3%يورانيوم 238 لاينشطر . واليورانيوم الطبيعي يخصب ليصبح به 2,5- 3,5 % يورانيوم 235 القابل للإنشطار في مفاعلات الماء الخفيف التي تعمل بالولايات المتحدة الأمريكية بينما مفاعلات الماء الثقيل the heavy water التي تعمل في كندا تستخدم اليورانيوم الطبيعي . وفي حالة التخصيب العملية تتطلب 3 كجم يورانيوم طبيعي لإمداد مفاعل واحد بالطاقة الإنشطارية لمدة عام . وعملية تخصيب اليورانيوم Uranium Enrichment تتم بانتشار مادة هكسافلوريد اليورانيوم uranium hexaflouride في مادة مسامية فتنفصل مادة اليورانيوم 235 الخفيفة بواسطة آلات الطرد المركزي . ووقود اليورانيوم اللازم للمفاعلات الإنشطارية لايصنع قنبلة لأنها تتطلب تخصيب أكثر من 90% للحصول علي تفاعل متسلسل سربع . واليورانيوم والبلوتونيوم المخصبان بنسبة مرتفعة جدا يستخدمان في صنع القنابل النووية . لأن اليورانيوم المرتفع الخصوبة به نسبة عالية من اليورانيوم235 الغير مستقر والمركز صناعبا . والبلوتونيوم Plutonium يصنع نتيجة معالجة وقود اليورانيوم في المفاعلات الذرية أثناء عملها حيث تقوم بعض ذرات اليورانيوم (حوالي 1% من كمية اليورانيوم ) بامتصاص نيترون a neutron لانتاج عنصر جديد هو البلوتونيوم الذي يستخلص بطرق كيميائية. ولصنع التفجير النووي يدمج اليورانيوم أو البلوتونيوم المخصبان بالمتفجرات التقليدية وهذا الدمج يجعل المادة النووية مكثفة لتقوم بالتفاعل المتسلسل الغير موجه. ويمكن تخصيب اليورانيوم بعدة طرق . ففي برنامج تصنيع الأسلحة النووية بأمريكا يتبع طريقة الإنتشار الغازي the gaseous diffusion method بتحويل اليورانيوم إلي غاز هكسافلوريد اليورانيوم uranium hexafluoride حيث يضخ خلال غشاء يسمح لذرات اليورانيوم 235 بالمرور خلاله أكثر من بقية ذرات نظائر اليورانيوم وبتكرار هذه العملية في عدة دورات يرتفع تركيز اليورانيوم 235 ليصنع منه الأسلحة النووية في الصين وفرنسا وبريطانيا والإتحاد السوفيتي الذي لجأ إلي طريقة تخصيب اليورانيوم بطريقة الطرد المركزي للغاز بالسرعة العالية بدلا من الانتشار الغازي وهذا ما اتبعته ايران. وهذه الطريقة يحول اليورلنيوم لغاز هكسافلوريد اليورانيوم ويدخل في آلة طرد مركزي تدور بسرعة كبيرة . وبتاثير قوة الطرد المركزي تتجه ذرات اليورانيوم الأثقل من ذرات اليورانيوم 235 للخارج ويتركز اليورانيوم 235 بالوسط ليسحب . وهذه الطريقة تستخدم لتخصيب اليورانيوم في الهند وباكستان وايران وكوريا الشمالية . وهناك طريقة التدفق النفاث المتبعة في جنوب أفريقيا وطريقة الفصل للنظير بالكهرومغناطيسية التي كان العراق يتبعها قبل حرب الخليج عام 1991. ويمكن استعمال طريقة التخصيب بالليزر لفصل اليورانيوم بتحويله لمعدن يتبخر بتسليط ليزر ليثير ذرات اليورانيوم 235 لتتجمع وتتركز وهذه التجربة تمت في كوريا الجنوبية عام 2000 سرا .ljnjbntrjnbjrtnb

[aLFa]

شكرا لكِ الأخت beroعلى مشاركتكِ اللطيفة .... أما أنا سأحاول الاجابة باختصار
اليورانيوم 235 يعتبر عنصرا جيدا لاجراء التفاعل المتسلسل وذلك لأنه ينشطر عند قذفه بالنيوترونات ويطلق نترونين يشطران ذرتين أخريين وتلك الذرتان تطلق كل منهما نترونين يشطران ذرتين..............إلخ
أما اليورانيوم 238فإنه يعد معيقا للتفاعل النووي لأنه يمتص النيوترونات ولا ينشطر وبذلك يحرم ذرات اليورانيوم235 القابل للانشطار من النترونات اللازمة لاتمام التفاعل

[abcs12000]

ان اليورانيوم 238 هو قابل للانشطار لكن بنيوترونات ذات طاقه اكبر من تلك اللازمه لانشطار ال235
وهذا يعد مهم جدا لمفاعلات الماء الخفيف حيث يحدث كثير من الانشطارات على 238 وبعد فتره يتولد البلوتونيوم ويمكن ان تصل نسبة التفاعلات على البلوتونيوم لغاية 40% وجميعها تفاعلات سريعه
ويوجد حاليا مفاعلات سريعه اي تستعمل اليورانيوم كما هو بالطبيعه 238وقليل من 235 بدون اي عمليه اغناء وهذا مطبق في الانظمه الكنديه
ويلزم هنا ماء ثقيل ومصدر نيوترونات سريعه لتشغيل المفاعل
اتمنى ان تكون الفكره مفهومه لأني غير قادر على شرح موضوع كهذا بايجاز

[aLFa]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة abcs12000 ان اليورانيوم 238 هو قابل للانشطار لكن بنيوترونات ذات طاقه اكبر من تلك اللازمه لانشطار ال235 وهذا يعد مهم جدا لمفاعلات الماء الخفيف حيث يحدث كثير من الانشطارات على 238 وبعد فتره يتولد البلوتونيوم ويمكن ان تصل نسبة التفاعلات على البلوتونيوم لغاية 40% وجميعها تفاعلات سريعه ويوجد حاليا مفاعلات سريعه اي تستعمل اليورانيوم كما هو بالطبيعه 238وقليل من 235 بدون اي عمليه اغناء وهذا مطبق في الانظمه الكنديه ويلزم هنا ماء ثقيل ومصدر نيوترونات سريعه لتشغيل المفاعل اتمنى ان تكون الفكره مفهومه لأني غير قادر على شرح موضوع كهذا بايجاز

أخي بحسب علمي فاليورانيوم 238 لا ينشطر أما البلوتونيوم نعم فهو قابل للانشطار بنيوترونات عالية الطاقة أما المفاعل قلم أسمع به ولكن إذا بقي اليورانيوم 238 داخل المفاعل لفترة طويلة نسبيا من الزمن، فإنه يلتقط جزيئات إضافية (خاصة التيوترونات) وتدريجيا يتحول إلى البلوتونيوم القابل للانشطار

هذه معلوماتي والله أعلم إن كانت صحيحة أم خاطئة

[abcs12000]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة aLFa أخي بحسب علمي فاليورانيوم 238 لا ينشطر أما البلوتونيوم نعم فهو قابل للانشطار بنيوترونات عالية الطاقة أما المفاعل قلم أسمع به ولكن إذا بقي اليورانيوم 238 داخل المفاعل لفترة طويلة نسبيا من الزمن، فإنه يلتقط جزيئات إضافية (خاصة التيوترونات) وتدريجيا يتحول إلى البلوتونيوم القابل للانشطار هذه معلوماتي والله أعلم إن كانت صحيحة أم خاطئة

عزيزي الفا ان المفاعلات الاكثر شيوعا هي مفاعلات الماء الخفيف H2O لانها لا تحتاج لتنكنولوجيا الماء الثقيل وهي تعتمد على وقود غني ب U-5
اما من يمكنه تصنيع الماء الثقيل D2O فمن الافضل هنا بناء مفاعل سريع يعتمد على اليورانيوم الطبيعي دون اي عملية اغناء او تخصيب
اما احتمال انشطار U-8 على طاقات حراريه فهو اقل بكثير من احتمال انشطار U-5 عند نفس الطاقه
بالنسبه للنيوترونات يجب ان تكون الطاقه التي تمتلكها يتناسب مع نوع الوقود وتصميم المفاعل اي انه لا يمكن استعمال نيوترونات حراريه لعمل انشطار على U-8 حيث انه يصادف النيوترون مناطق resonance في U-8
ويتم ابتلاعه من الU-8 لتتحول الى U-9
وهنا يكمن السر في استعمال الماء الثقيل حيث انه يمتلك احتمال لاخذ نيوترون اقل من الماء الخفيف ولو بقليل الا انه يوثر كثيرا على حساب القيم المتعلقه بتشغيل المفاعل مثل K
ارجو ان يكون المقصود واضح لأنه موضوع يدخل فيه عدة متغيرات لا يمكنني شرحها بايجاز
للمزيد طالع اي كتاب في فيزياء النيوترونات
مع تحياتي

[aLFa]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة abcs12000 عزيزي الفا ان المفاعلات الاكثر شيوعا هي مفاعلات الماء الخفيف H2O لانها لا تحتاج لتنكنولوجيا الماء الثقيل وهي تعتمد على وقود غني ب U-5 اما من يمكنه تصنيع الماء الثقيل D2O فمن الافضل هنا بناء مفاعل سريع يعتمد على اليورانيوم الطبيعي دون اي عملية اغناء او تخصيب اما احتمال انشطار U-8 على طاقات حراريه فهو اقل بكثير من احتمال انشطار U-5 عند نفس الطاقه بالنسبه للنيوترونات يجب ان تكون الطاقه التي تمتلكها يتناسب مع نوع الوقود وتصميم المفاعل اي انه لا يمكن استعمال نيوترونات حراريه لعمل انشطار على U-8 حيث انه يصادف النيوترون مناطق resonance في U-8 ويتم ابتلاعه من الU-8 لتتحول الى U-9 وهنا يكمن السر في استعمال الماء الثقيل حيث انه يمتلك احتمال لاخذ نيوترون اقل من الماء الخفيف ولو بقليل الا انه يوثر كثيرا على حساب القيم المتعلقه بتشغيل المفاعل مثل K ارجو ان يكون المقصود واضح لأنه موضوع يدخل فيه عدة متغيرات لا يمكنني شرحها بايجاز للمزيد طالع اي كتاب في فيزياء النيوترونات مع تحياتي

شكرا لك أخي كلامك واضح ومفهوم

أخي abc12000 إن الرد الذي أوردته كان بقصد تصحيح أن اليورانيوم 138 لا ينشطر وإنما يبتلع النترونات ثم يطلق أشعة بيتا ويتحول إلى نبتونيوم ثم يشع أيضا بتا ويتحول إلى البلوتونيوم القابل للانشطار قصدت هذه التحولات ولم أنتبه أنك أوردتها في حجيثك فأعتذر:a_plain111:

[ألف لام ميم]

أشكر الجميع على الرد السريع والمفيد , أرجوا أن تفيدوننا هل هناك طريقة تدعى التخصيب باستخدام الليزر

[أم عبدالملك]

السلام عليكم..

تفضل/تفضلي...

http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=4865


مع فائق احترامي..

[*khazam*]

أهو الـU-235 و الـU-238 كلاهما يستعملان للمفاعلات النووية

الفرق الجوهري الذي أعرفه بين كل منهما هو أن الـU-235 ينشطر من خلال نيوترونات بطيئة , أما الـU-238 فينشطر من خلال نيوترونات سريعة

بس

و إسئل ذوي الخبرة