الدرس: 10-6 الانشطار النووي

ما المقصود بالانشطار النووي؟

هو تفاعل نووي تقسم فيه نواة ثقيلة مثل نواة اليورانيوم ${}_{92}^{235}\mathrm{U}$الى نواتين متوسطتين بالكتلة وذلك عن طريق قصف هذه النواة الثقيلة بوساطة نيوترون بطيء (نيوترون حراري)، وهو نيوترون ذو طاقة صغيرة حوالي 0.025eV.

كثيرًا ما نسمع عن الطاقة الهائلة والمتحررة من عملية الانشطار النووي واستعمالاتها السلمية وغير السلمية، وعادة ماتتكون نتيجة الانشطار النووي نوى جديدة مشعة وعدد من النيوترونات (نموذجياً اثنان أو ثلاثة) فضلاً عن الطاقة الهائلة. فمثلاً تتحرر طاقة تقدر بنحو (200MeV) عند انشطار نواة واحدة من اليورانيوم ${}_{92}^{235}\mathrm{U}$ولذلك فإن الطاقة المتحررة من

الانشطار النووي هي مثلاً أكبر بكثير من الطاقة المتحررة من التفاعلات الكيميائية. ومن أحد الأمثلة المحتملة على تفاعلات انشطار نواة اليورانيوم ${}_{92}^{235}\mathrm{U}$ بوساطة نيوترون بطيء هو التفاعل التالي:

ويمثل الرمز ${}_{92}^{236}{U}^{\ast }$نواة اليورانيوم المركبة المتهيجة.

من اين تأتي الطاقة الهائلة من عملية الانشطار النووي؟

تأتي هذه الطاقة الهائلة من حقيقة كون ان مجموع الكتل الناتجة هي أقل من مجموع الكتل المتفاعلة إذ تتحول الكتلة المفقودة الى طاقة هائلة على وفق علاقة انيشتاين في تكافؤ (الكتلة - الطاقة).

التفاعل النووي المتسلسل

ما المقصود بالتفاعل النووي المتسلسل؟

نسمي التفاعل النووي الذي يجعل عملية انشطار نوى اليورانيوم ${}_{92}^{235}\mathrm{U}$وغيرها من النوى القابلة للانشطار ان تستمر بالتفاعل النووي المتسلسل،

ماذا يحصل اذا لم يسيطر على التفاعل النووي المتسلسل؟

سوف يؤدي الى انفجار عنيف مدمر مع انبعاث كمية هائلة من الطاقة. وقد صنعت القنبلة النووية (شائعاً الذرية) والتي غالباً ماتدعى أيضًا بالقنبلة الانشطارية بناءً على هذه الحالة.

على اي اساس صنعت القنبلة النووية (شائعًا الذرية او الانشطارية)

صنعت القنبلة النووية على اساس ان التفاعل النووي المتسلسل. يؤدي الى انشطار عنيف مدمر مع انبعاث كمية هائلة من الطاقة.

مالمقصود بالمفاعل النووي؟

عبارة عن مجموعة من المنظومات التي تسيطر على التفاعل النووي الانشطاري المتسلسل للوقود النووي ( مثل اليورانيوم ${}_{92}^{235}\mathrm{U}$ أو البلوتونيوم ${}_{94}^{239}\mathrm{Pu}$) والطاقة الناتجة منه. إذ يستفاد حالياً وبشكل واسع من المفاعلات النووية للاغراض السلمية مثلاً في انتاج الطاقة الكهربائية.

.ملاحظة

إن أول تفاعل نووي انشطاري متسلسل مسيطر عليه من قبل الانسان كان جراه العالم فيرمي ومساعدوه وذلك في أول مفاعل نووي شُغَّل في مدينة شيكاغو في الولايات المتحدة الامريكية والشكل يوضح مخطط أول قلب للمفاعل النووي..