سؤال

[احمد زايد]

ما هو الفرق بين انقسام الذرة واندماج الذرة في التفاعل النووي وتوليد الطاقة

[احمد زايد]

على من يعرف الرجاء الاجابة على السؤال

[SWEET*GIRL]

الله اعلم

انشاءالله بجاوبك حده

موفقــ

[.:: 23 ::.]

هههههههههههه

للأسف انا ادبي :|

ما بعرف بالقصص النوويه :(

حدا يجاااااوبو يا ناس :(

[abo madlen]

مصطلحات نووية متداولة في وسائل الإعلام

د. حمد بن عبدالله اللحيدان
دول تمتلك القدرات النووية وتعترف بحيازتها وتعمل على تطويرها وعلى رأس هذه المجموعة كل من الهند والباكستان وقد عمل امتلاك هاتين الدولتين لذلك السلاح الخطير على حفظ التوازن العسكري بينهما إلى حد ما

في هذه الايام يتردد في وسائل الاعلام المختلفة كثير من المصطلحات العلمية ذات العلاقة بالاستخدامات المختلفة للطاقة النووية والتي فرضها الحراك العالمي اتجاه التطبيقات المختلفة للتقنية المتقدمة لاستغلال الطاقة النووية في المجالات السلمية والعسكرية. ومن الجدير بالذكر ان دول العالم لها توجهات متباينة تجاه امتلاك مثل هذا النوع من التقنية لذلك يمكن تقسيمها إلى عدة مجموعات هي:

٭ دول تملك ناصية التقنية النووية وتطبيقاتها ولديها مراكز ابحاث متقدمة لتطوير هذه التقنية في المجالات السلمية والعسكرية، ناهيك عن امتلاك كل منها لمخزون هائل من الاسلحة النووية ذات القدرة التدميرية الهائلة ويأتي في مقدمة هذه الدول الولايات المتحدة الامريكية وبريطانيا وفرنسا وروسيا والصين. ومن الجدير بالذكر ان امريكا اول من استخدم الاسلحة النووية ضد اليابان إبان الحرب العالمية الثانية.

٭ دول تمتلك القدرات النووية وتعترف بحيازتها وتعمل على تطويرها وعلى رأس هذه المجموعة كل من الهند والباكستان وقد عمل امتلاك هاتين الدولتين لذلك السلاح الخطير على حفظ التوازن العسكري بينهما إلى حد ما. كما ان التطبيقات السلمية للتقنية النووية افادت كلا من الدولتين في مجال توليد الكهرباء وغيرها من التطبيقات المفيدة في المجالات الطبية والزراعية وتحلية المياه المالحة والمجالات البحثية المفيدة.

٭ هناك دول تملك قدرات نووية ولكنها لم تعترف بامتلاكها لتلك القدرات خصوصاً العسكرية منها ولم تنف ذلك ايضاً. والدولة المؤكد امتلاكها لهذه القدرات رغم عدم اعترافها بذلك هي اسرائيل التي تملك اكبر ترسانة نووية تهدد امن واستقرار الشرق الاوسط: كما ان اسرائيل لم توقع على اتفاقية حظر انتشار الاسلحة النووية ومع ذلك لم تتعرض اسرائيل للمساءلة من قبل الوكالة الدولية للطاقة النووية ولم تتحرك الدول الغربية أو حتى تتساءل عن حجم وامكانيات تلك الترسانة، بل الابعد من ذلك انها تتلقى الحماية والدعم من اولئك الذين يملؤون العالم بالصراخ والتهديد والوعيد لكل من تسول له نفسه ان يستفيد من التطبيقات السلمية لتلك التقنية الواعدة المتجددة خصوصاً اذا كان من العرب أو المسلمين.

٭ دول تسعى الى امتلاك التقنية النووية وتوطينها وذلك بغرض الاستخدام السلمي لتطبيقاتها فقط حسب زعمهم، الا ان دول الغرب وفي مقدمتها الولايات المتحدة وكذلك.. اسرائيل تشك في مصداقية ذلك التوجه وتقول ان الهدف البعيد المدى هو الوصول إلى امتلاك القدرة العسكرية النووية ويأتي في مقدمة هذه الدول كل من ايران وكوريا الشمالية.

٭ دول تخلت عن برامجها النووية العسكرية طوعاً وابقت على بعض التطبيقات السلمية ومن تلك الدول جنوب افريقيا والبرازيل والارجنتين. ومن اهم التطبيقات السلمية التي تستفيد منها هذه الدول توليد الكهرباء وتحلية مياه البحر. ولعل من اهم الدوافع التي تجعل مزيداً من الدول يفكر جدياً بوضع الخطط المستقبلية للاستفادة من الطاقة النووية في المجالات السلمية ان الحياة اليوم لا تستقيم بدون الاعتماد على الكهرباء، والابعد من ذلك ان مؤشر الاستهلاك السنوي للفرد من الكهرباء في اي بلد يعتبر مؤشراً على تطور ذلك البلد. ليس هذا فحسب بل ان العالم اليوم تنبه إلى خطر نفاد مصادر الوقود الاحفوري (البترول) بسبب تزايد الطلب المستمر على الطاقة. لذلك كله اصبح من الضرورة بمكان الاتجاه إلى استغلال الطاقة النووية المتجددة وبالتالي غير الناضبة والمتوفرة في نواة الذرة. مع العلم ان توليد الكهرباء وتحلية المياه بواسطة الطاقة النووية ارخص وانظف لذلك فقد تجاوز عدد المفاعلات النووية المشغلة في الدول المختلفة في الوقت الحاضر (430) مفاعلاً بقدرة اجمالية تصل إلى (340) جيجاوات من الكهرباء وهذه المفاعلات تولد ما يقرب من (17٪) من الحاجة العالمية من الكهرباء. كما ان انتشار هذه المفاعلات واحتياطات الامن والسلامة الفعالة جعلها مرغوبة ومطلوبة فاليابان التي عانت من النتائج التدميرية للاسلحة النووية في كل من هيروشيما ونجازاكي والتي كان يجب ان تكون من اكثر الدول حيطة وتوجساً لاحتضان المفاعلات النووية تملك اليوم اكثر من (48) مفاعلاً نووياً تنتج اكثر من 38000 ميجاوات من الكهرباء.

اعود مرة أخرى الى المصطلحات العلمية المتعلقة بالتقنية النووية والتي تتداولها نشرات الاخبار والتحاليل السياسية والاقتصادية والعسكرية في جميع وسائل الاعلام المسموع والمقروء والمشاهد وذلك بسبب ازمة الملف النووي لكل من كوريا الشمالية وإيران وما صاحبهما من كر وفر تمارسه الوكالة الدولية للطاقة النووية والضغوط الغربية التي تناست الترسانة النووية الاسرائيلية ولعل من اهم المصطلحات المتداولة: المواد النووية، الطاقة النووية، المفاعلات النووية، اليورانيوم، البلوتونيوم، والتوريوم، والماء الثقيل والماء الخفيف، وتخصيب اليورانيوم، والوقود النووي، وغيرها مما لا يمكن الاحاطة به في مقال عاجل. ولكن يمكن ان نذكر منها ما يلي:

٭ تركيب الذرة:

كان الاعتقاد السائد قديماً ان الذرة هي اصغر شيء في المادة وانها غير قابلة للانقسام أو الانشطار واستمر هذا الاعتقاد حتى تم اكتشاف الطبيعة الكهربائية للذرة والنشاط الاشعاعي لبعض العناصر، وعلى ضوء اكتشاف الالكترون تم التيقن من ان الذرة ليست جسماً مصمتاً بل انها تتكون من جسيمات سالبة هي الالكترونات تحوم في فضاء الذرة وجسيمات موجبة هي البروتونات وأخرى متعادلة هي النيترونات والاخيرتان موجودتان في نواة الذرة. بعد ذلك اثبتت الابحاث والتجارب ان الذرة يمكن ان تنقسم أو تنشطر إلى ما هو اصغر منها ونتيجة لذلك الانشطار تتحرر كمية هائلة من الطاقة تسمى الطاقة الذرية الانشطارية أو تندمج الانوية وتسمى الطاقة النووية الاندماجية. وعملية الانشطار أو الاندماج لا تقوم بها الا ذرات وانوية عناصر محددة ومعروفة.

٭ النظائر istspes:

من المعروف اليوم ان بعض العناصر لا يوجد له الا نظير واحد ويكون مستقراً. بينما يوجد لبعض العناصر اكثر من نظير وقد اثبتت الابحاث ان نظائر العنصر الواحد تتميز بوجود عدد متساو من البروتونات لكنها تختلف في عدد النيترونات فعلى سبيل المثال عنصر الصوديوم يوجد له نظير واحد اما عنصر القصدير فإن له عشرة نظائر كلها تتفق بأن عدد البروتونات في كل منها (50) برتوناً بينما عدد النيترونات فهو على النحو التالي، 62، 64، 65، 66، 67، 68، 69، 70، 71، 72 على التوالي. ولاشك ان وجود النظائر له فوائد تطبيقية مختلفة يستفاد منها في كثير من المجالات العملية والتطبيقية.

٭ الطاقة النووية:

حيث ان نواة الذرة تحتوي على نيترونات متعادلة الشحنة وبروتونات موجبة الشحنة فإنه من المتوقع ان تتنافر البروتونات مع بعضها البعض نتيجة لتشابه الشحنة وهذا لو حصل لخرجت البروتونات خارج النواة الا ان ذلك لا يحصل مما يعني ان البروتونات والنيترونات ترتبط فيما بينها داخل النواة بواسطة قوة تسمى القوى النووية. وطاقة القوى النووية هذه يمكن حسابها من خلال حساب الطاقة اللازمة لفصل تلك الجسيمات عن بعضها البعض وتحويلها إلى جسيمات متفردة وبالعكس. وعلى اية حال فقد تمكن العالم الشهير انيشتاين من وضع علاقة يمكن من خلالها حساب التحول المتبادل بين الكتلة والطاقة والتي تم تمثيلها بالمعادلة التالية:

الطاقة = الكتلة * (سرعة الضوء)2

وفي الواقع فإن هذا التحول يحدث بصورة مستمرة في الشمس حيث ان الهيدروجين الذي يمثل (72٪) من كتلة الشمس يتحول باستمرار إلى هيليوم وعناصر أخرى اثقل مع تحرر طاقة هائلة يصل إلى الأرض جزء يسير منها يكفي لاستمرار الحياة وتجددها.

٭ اليورانيوم: هو اثقل العناصر الموجودة في الطبيعة وهو مصدر هائل للطاقة المتجددة كما انه مصدر كبير للتدمير الشامل ايضاً. واليورانيوم الموجود في الطبيعة له ثلاثة نظائر جميعها مشعة ويشكل اليورانيوم (238) ما نسبته (99,28٪) من اليورانيوم الطبيعي، اما اليورانيوم (235) فإنه يشكل ما نسبته (0,715٪) من اليورانيوم الطبيعي أما اليورانيوم (234) فإنه يشكل ما نسبته (0,005٪) من اليورانيوم الطبيعي. وعلى العموم فإن اليورانيوم (235) هو المصدر الرئيسي للطاقة النووية في معظم المفاعلات العاملة في العالم، اما اليورانيوم (238) فإن اهميته تكمن في امكانية تحويله إلى البلوتونيوم (239). ومن ناحية أخرى فإن وفرة اليورانيوم في القشرة الأرضية اكبر من وفرة الذهب والفضة والزئبق. كما ان اليورانيوم لا يوجد في الطبيعة بشكل حر وانما يوجد على شكل املاح واكاسيد حيث ان من اهم مركباته مع الاكسجين ثاني اكسيد اليورانيوم وثالث اكسيد اليورانيوم.

٭ الانشطار النووي Fission:

الانشطار النووي هو ذلك التفاعل النووي الذي ينتج عنه انقسام نواة العنصر الثقيل مثل اليورانيوم إلى نواتين لعنصرين اخف يطلق عليهما نواتج الانشطار. ولقد وجد ان مجموع الكتلة الذرية لنواتج الانشطار اقل من الكتلة الذرية للعنصر الذي تم انشطاره. اما فرق الكتلة بينهما فإنه ينطلق على هيئة طاقة تسمى الطاقة النووية والتي سبق الحديث عنها.

والانشطار النووي ينقسم إلى قسمين: الاول يسمى انشطاراً نووياً تلقائياً وهو يحدث في الذرات التي يكون عددها الذري كبيراً. اما النوع الثاني فإنه يسمى الانشطار النووي المستحث وهذا يحدث تحت تأثير امتصاص النيترونات اولاً ثم حدوث الانشطار بعد ذلك وهو يحدث في المواد الانشطارية والمواد القابلة للانشطار.

ويعد اليورانيوم (235) هو النظير الانشطاري الوحيد المتوفر في الطبيعة اما اليورانيوم (238) فإنه يمتص النيترونات البطيئة ويتحول إلى اليورانيوم (239) الذي بدوره يمكن تحويله إلى البلوتونيوم (239). واهم النظائر الانشطارية المعروفة هي اليورانيوم (233)، واليورانيوم (235)، والبلوتونيوم (239) والبلوتونيوم (241). وبسبب ان عمر النصف لهذه النظائر طويل فإنها ملائمة لاستخدامها في مجال انتاج الطاقة والعمل كوقود نووي.

٭ المفاعلات النووية:

المفاعل النووي هو جهاز يسمح بحدوث تفاعل انشطاري تسلسلي يمكن التحكم به بطريقة يتم من خلالها انتاج الطاقة والنيترونات للاغراض البحثية أو انتاج النظائر والمواد الاساسية المستخدمة في المفاعل النووي والتي تشمل كلا من:

أ- الوقود النووي: وهو العامل الذي يكفل استمرار تفاعل الانشطار التسلسلي.

ب- الغلاف: وهو ذلك الجزء الذي يحيط باقراص أو قضبان الوقود وهو يعمل على منع انطلاق نواتج الانشطار المشعة إلى خارج المفاعل وبالتالي تلويث البيئة.

ج- المبرد: وهذا هو الجزء الذي يعمل على امتصاص الحرارة الناتجة من التفاعل النووي.

د- المهدىء: وهذا الجزء يعمل على تهدئة النيترونات وتبطئة سرعتها لتحسين امكانية حدوث التفاعل الانشطاري بالصورة المطلوبة.

ه- عناصر التحكم: وهذا الجزء يعمل على التحكم في معدل حدوث الانشطار التسلسلي من خلال التحكم في امتصاص النيترونات وهي العامل الذي يؤدي إلى عملية الانشطار بصورة متسلسلة.

اما انواع المفاعلات فإنها عديدة فالمفاعلات التي تستخدم في البحوث النيترونية وكذلك تلك التي تستخدم في انتاج النظائر فهي بسيطة في تصميمها.. اما تلك المستخدمة في انتاج الكهرباء فإنها معقدة وتسمى مفاعلات حرارية وهذه تشمل عدة انواع تصنيف حسب نوع المبرد المستخدم فمنها مفاعلات الماء المغلي ومفاعلات الماء المضغوط ومفاعلات الماء الثقيل المضغوط ومنها مفاعلات الماء الخفيف المهدء بالجرافيت ومنها المفاعلات المبردة بالغاز وغيرها من الانواع التي يضيق المكان عن ذكرها.

٭ تخصيب اليورانيوم:

اليورانيوم (235) هو النظير الانشطاري الوحيد من بين نظائر اليورانيوم المتواجدة في الطبيعة وتقدر نسبته كما سبق واشرنا ب (0,715٪) من اليورانيوم الطبيعي. وحيث ان اليورانيوم (235) يستخدم في عدد كبير من التطبيقات التي تحتاج إلى تراكيز عالية منه لذلك فإن تركيزه يجب ان يزاد إلى ان يصل إلى الحد المطلوب، وزيادة التركيز هذه هي ما يطلق عليه عملية التخصيب.

وعلى العموم فإن المفاعلات المختلفة تتطلب تراكيز يورانيوم (235) مختلفة تتراوح بين (1,1 - 4٪) اما في التفجيرات النووية فإن تركيز اليورانيوم (235) يجب ان يكون اعلى من (10٪). بينما اليورانيوم الذي يحتوي على تراكيز منخفضة جداً من يورانيوم (235) فهي عبارة عن نفايات نووية.

٭ الماء الثقيل:

لعنصر الهيدروجين ثلاثة نظائر هل الهيدروجين العادي وكتلته (1) والثاني يسمى الديتريوم وكتلته (2) وهما نظيران مستقران غير مشعين اما النظير الثالث فهو الترتيوم وكتلته (3) وهو مشع. ورمز الهيدروجين هو (H) ورمز الديتريوم هو (D) ورمز الترتيوم هو (T). وعلى اية حال فإن الماء الطبيعي يتكون من ذرتين من الهيدروجين وذرة اكسجين ويرمز له بالرمز (H2O). واذا حضرنا ماء من النظير الثاني وهو الديتريوم بدلاً من الهيدروجين فإننا سوف نحصل على (D2O) وهذا هو الذي يسمى الماء الثقيل وسمي بهذا الاسم لان هذا النوع من الماء اثقل من الماء الطبيعي. فلتر واحد من الماء الثقيل يزن 1,1 كجم بينما لتر الماء الطبيعي يزن 1 كجم فقط ليس هذا فحسب بل ان هناك اختلافات أخرى بين الماء الطبيعي والماء الثقيل مثل درجة التجمد والغليان. وعلى العموم فإن الماء الطبيعي يحتوي على نسب ضئيلة من الماء الثقيل تصل إلى (145) جزءا من المليوم (ppm). لذلك فإن تحضير الماء الثقيل أو زيادة تركيزه تعتبر عملية شاقة ومكلفة في نفس الوقت.

وعلى العموم فإن المصطلحات والاسرار العلمية ذات العلاقة بالتقنية النووية عديدة وكثيرة كما ان تبسيط معانيها يحتاج إلى جهد مضاعف فالإطالة مملة والاختصار قد يكون مخلا.

والله المستعان

hluhaidan