أسئلة الفصل العاشر

1- نصف قطر النواة (R) يتغير تغيراً:

• طردياً مع A^1/3.
• عكسياً مع A^1/3.
• طردياً مع A³.
• عكسياً مع A³.

2. تكون قيم معدل طاقة الربط النووية لكل نيوكليون:

• أكبر النوى العناصر الخفيفة.
• أكبر لنوى العناصر الثقيلة.
• متساوية لجميع نوى العناصر.
• أكبر لنوى العناصر المتوسطة.

3. كل مما يلي من خصائص القوة النووية ما عدا أنها:

• تربط وتمسك بنيوكليونات النواة.
• لا تعتمد على الشحنة.
• ذات مدى طويل جداً.
• الأقوى في الطبيعة.

4. إذا افترضنا أن طاقة الربط النووية لنواة النيون $\left({}_{10}^{20}\mathrm{Ne}\right)$ تساوي ( 161MeV ). فإن معدل طاقة الربط النووية لكل نيوكليون لنواة النيون بوحدات ( MeV ) يساوي:

• 8.05
• 16.1
• 3220
• 1610

5. تنحل نواة نظير البولونيوم $\left({}_{84}^{218}\mathrm{Po}\right)$ تلقائياً إلى نواة نظير الرصاص $\left({}_{82}^{214}\mathrm{Pb}\right)$ بوساطة انحلال:

• غاما.
• بيتا السالبة.
• بيتا الموجبة.
• ألفا .

6. عندما تعاني نواة تلقائياً انحلال بيتا الموجبة فإن عددها الذري:

• يزداد بمقدار واحد.
• يقل بمقدار واحد.
• يقل بمقدار أربعة.
• لا يتغير.

7. في التفاعل النووي التالي: ${}_2^4\mathrm{He}{+}_4^9\mathrm{Be}{\to }_6^{\mathrm{A}}\mathrm{C}{+}_0^1\mathrm{n}$

تكون قيمة العدد A هي:

• 13
• 12
• 5
• 6

8. في الفيزياء النووية تسمى عملية اندماج نواتين صغيرتين (خفيفتين بالكتلة) لتكوين نواة اثقل:

• انشطا ر نووي.
• عملية الاسر الالكتروني.
• انحلال بيتا الموجبة.
• اندماج نووي.

9. من مصادر الإشعاع النووي الخلفي الطبيعي هي:

• الغبار المتساقط من اختبارات الأسلحة النووية.
• الأشعة الكونية.
• الإشعاعات النووية المنتجة من المفاعلات النووية.
• ولا واحدة منها.

10. تتم عملية الانشطار النووي لنواة اليورانيوم $\left({}_{92}^{235}\cup \right)$باستعمال:

• بروتون ذو طاقة صغيرة.
• جسيمة الفا ذات طاقة صغيرة.
• نيوترون بطيء.
• ولا واحدة منها.

س2 ما المقصود بكل مما يأتي:

البوزترون، الانشطار النووي، طاقة الربط النووية، التفاعل النووي المتسلسل، الاندماج النووي، المفاعل النووي.

• البوزترون: جسيم أولي ويعتبر الجسيم المُضاد للإلكترون. وهو يتطابق مع الإلكترون في الصفات والخصائص الفيزيائية كافةً، فيما عدا الشحنة الكهربائية؛ إذ يحمل البوزيترون شحنة كهربائية موجبة على عكس الإلكترون الذي يحمل شحنة كهربائية سالبة،
• الانشطار 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.
• طاقة الربط النووية: هي الطاقة المتحررة عند جمع اعداد مناسبة من البروتونات والنترونات لتشكيل نواة معينة (او هي الطاقة اللازمة لتفكيك النواة الى مكوناتها من البروتونات والنترونات)

• التفاعل 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.

• الاندماج 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.

• المفاعل 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.

س3 ما الجسيم الذي:

a. عدده الكتلي يساوي واحد وعدده الذري يساوي صفر.

النترون.

b. يطلق عليه مضاد الإلكترون.

البوزترون.

c. يرافق الإلكترون في انحلال بيتا السالبة التلقائي.

البوزيترون.

d. يرافق البوزترون في انحلال بيتا الموجبة التلقائي.

النيوترينو.

س4. ما هو الشرط اللازم لنواة تنحل تلقائياً بوساطة انحلال ألفا؟

يجب أن تكون طاقة الانحلال Q>0

س5. علل ما يأتي:

a. تنبعث أشعة غاما تلقائياً من نوى بعض العناصر المشعة.

نتيجة التحلل الإشعاعي.

b. تُعد النيوترونات قذائف مهمة في التفاعلات النووية.

وذلك لأن شحنة النيوترون تساوي صفراً وهو بذلك يستطيع ان يدخل الى النواة بسهولة جداً (أكثر بكثير من جسيمات الفا أو البروتونات مثلاً) وذلك لعدم وجود قوة كولوم الكهربائية التنافرية بينه وبين النواة.

7- بما أن النواة أساساً لاتحتوي على الالكترونات فكيف يمكن للنواةأن تبعث الكتروناً؟ وضح ذلك.

عندما تبعث النواة الالكترون فهو نتاج انحلال أحد نيوترونات النواة الى بروتون والكترون ومضاد النيوترينو.

8- ما قوانين الحفظ التي يجب أن تتحقق في التفاعلات النووية؟

• قانون حفظ (الطاقة - الكتلة).
• قانون حفظ الزخم الخطي.
• قانون حفظ الزخم الزاوي.
• قانون حفظ الشحنة الكهربائية (أو قانون حفظ العدد الذري).
• قانون حفظ عدد النيوكليونات (أو قانون حفظ العدد الكتلي).

س9 اأكمل المعادلات النووية الاآتية:

$\begin{array}{r}{}_1^2\mathrm{H}{+}_4^9\mathrm{Be}{\to }_3^7\mathrm{Li}+?-\mathrm{a}\\ {}_6^{12}{\mathrm{C}}^{\ast }{\to }_6^{12}\mathrm{C}+?-\mathrm{b}\\ {}_{27}^{56}\mathrm{Co}{\to }_{26}^{56}\mathrm{Fe}+?+v-\mathrm{c}\\ {}_0^1\mathrm{n}\to ?+?+?-\mathrm{d}\end{array}$

a. ${}_2^4\mathrm{He}$

b. ${}_0^0\gamma ا\text{ و }\gamma$

c. ${}_{+1}^0\mathrm{e}$

d. ${}_1^1\mathbf{P},{}_{-1}^0\mathbf{e}$ او ${}_0^{0}v\text{ or }\overline{v}$

س10. 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).

س11. ماذا يحصل إذا لم يسيطر على التفاعل النووي المتسلسل؟

نحصل على قنبلة هيدروجينية.

س13. 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 $\left(1.5\times {10}^7\mathrm{k}\right)$.

س14. 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.

س15. 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.