الدرس: 10-7 الاندماج النووي

ما المقصود بالاندماج النووي؟

هو تفاعل نووي تدمج فيه نواتان صغيرتان (خفيفتان بالكتلة) لتكوين نواة اثقل وتكون كتلة النواة الاثقل هي اقل من مجموع كتلتي النواتين الخفيفتين الاصليتين، وفرق الكتلة يتحول الى طاقة متحررة وفقًا لعلاقة اينشتاين.

ماذا نعني بقولنا (غالبًا مايطلق على التفاعل النووي الاندماجي المسيطر عليه بصدر الطاقة الذي قد لاينضب).

لأن مصدر الوقود متاح وميسر في الماء وهو الهيدروجين.

ماهي الصعوبات التي نواجهها للحصول على عملية الاندماج النووي؟

إن العائق الرئيس للحصول على طاقة مفيدة من الاندماج النووي هو وجود قوة كولوم الكهربائية التنافرية الكبيرة بين البروتونات والنوى المتفاعلة عندما تكون المسافة بينهم قصيرة.

من اين للشمس كل هذه الطاقة والتي تغمر بها الارض بالضوء والحرارة؟

ناتجة من تفاعلات الاندماج النووي.

مالعمليات والتفاعلات النووية الرئيسية لانتاج الطاقة الهائلة في الشمس؟

عمليات اندماج نوى الهيدروجين (البروتونات) لتكوين انوية الهيليوم هي العمليات الرئيسية التي تحصل في باطن الشمس حيث درجة الحرارة $\left(1.5\times {10}^7\mathrm{k}\right)$.

ملاحظات

.تكون الطاقة التي يحررها الاندماج النووي اكبر من الطاقة التي يحررها الانشطار النووي.

تنتج القنبلة الهيدروجينية من التفاعلات الاندماجية الغير مسيطر عليها.

تكون القنبلة الهيدروجينية اعظم خطرا واشد فتكًا من القنبلة الانشطارية لأن الاندماج النووي يحرر طاقة اكبر من الطاقة التي يحررها الانشطار النووي لكتل متساوية.

علل .يعد الاندماج النووي مصدر للطاقة النظيفة؟

لأن نواتج الاندماج النووي غير مشعة بعكس الانشطار النووي.

ماذا يطلق على التفاعل الاندماجي المسيطر عليه ولماذا؟

يطلق عليه مصدر الطاقة الذي لاينضب لأن مصدر الوقود المستعمل (الهيدروجين) متاح في كل مكان.

ماذا يتطلب لأجل إعطاء البروتونات والنوى المتفاعلة طاقة كافية للتغلب على قوة كولوم الكهربائية التنافرية؟

يتطلب رفع درجة حرارة التفاعل النووي إلى درجة حرارة مرتفعة جداً حوالي (108K) حيث يصبح الوسط المعول عليه في مثل هذه الدرجات الحرارية العالية هو ما يسمى بالبلازما (الحالة الرابعة للمادة). ولكن لاتوجد مادة معروفة في الوقت الحاضر لها القدرة على تحمل مثل هذه الحرارة العالية جداً.

كيف يسعى العلماء والباحثون الى ابتكار طرقٍ جديدة لاحتواء البلازما المتفاعلة واللازمة للاندماج النووي؟

يسعى العلماء والباحثون حالياً الى ابتكار طرقٍ جديدة لاحتواء البلازما المتفاعلة واللازمة للاندماج النووي مثل استعمال المجال المغناطيسي لحصر البلازما داخل حاوية ولكن بعيداً عن جدرانها (مثل جهاز التوكاماك Tokamak)، ولو أمكن التوصل الى تفاعل نووي اندماجي مسيطر عليه لأصبحت المفاعلات النووية الاندماجية من أهم مفاعلات المستقبل.

جهاز التوكاماك: جهاز يتم فيه استعمال المجال المغناطيسي لحصر البلازما داخل حاوية لكن بعيدًا عن جدرانها.