محتويات
| ما هو انشطار النواة الذرية؟ |
|---|
| تصنيفات انشطار النواة |
| كيف يحدث انشطار النواة؟ |
| اكتشاف انشطار النواة |
| المراجع |
فهم انشطار النواة الذرية
يشير انشطار النواة الذرية إلى عملية تفكيك نواة ذرة ثقيلة إلى نواتين أخف وزناً. تتميز هذه العملية بتحرر كمية هائلة من الطاقة، مما يجعلها ذات أهمية بالغة في مجالات توليد الطاقة وتطبيقات أخرى. تُعدّ نوى اليورانيوم والبلوتونيوم من أهم الأمثلة على النوى الثقيلة المستخدمة في تفاعلات الانشطار النووي لتوليد الكهرباء. تعتبر التفاعلات النووية الحرة خطيرة للغاية، بينما يمكن التحكم بالتفاعلات النووية المُسيّطرة للاستفادة من طاقتها الهائلة في أغراض سلمية، بعكس التفاعلات غير المُسيّطرة كالمنظورة في القنابل الذرية.
تصنيفات انشطار النواة
ينقسم انشطار النواة إلى نوعين رئيسيين:
الانشطار النووي المُستحث: يبدأ هذا النوع بتوجيه نيوترون عالي الطاقة نحو نواة عنصر مشع، مثل اليورانيوم-235. يتفاعل العنصر مع النيوترون وينقسم، مُطلقاً طاقة نووية هائلة ونيوترونات إضافية. تُحفز هذه النيوترونات ذرات أخرى، مُسببة تفاعلاً متسلسلاً لإنتاج المزيد من الطاقة.
الانشطار النووي التلقائي: وهو ظاهرة نادرة حيث تنقسم نواة العناصر المشعة إلى نوى أصغر وأكثر استقراراً دون أي تدخل خارجي. نظراً لندرة هذا النوع وصعوبة التحكم به، يُعتبر غير عملي مقارنة بالانشطار النووي المُستحث. تُعدّ نواة اليورانيوم-235 هي النواة الانشطارية الوحيدة الموجودة في الطبيعة، وهي نظير نادر يتميز بعمر نصفي يصل إلى 700 مليون سنة.
كيف يحدث انشطار النواة؟
يحدث انشطار النواة، سواء كان تلقائياً أم مُستحثاً، نتيجة اصطدام عدد من النيوترونات بنواة ثقيلة بسرعة معينة. يؤدي هذا الاصطدام إلى زعزعة استقرار النواة، مما يُسبب انقسامها إلى نواتين متساويتين تقريباً في الحجم والكتلة. تكون كتلة النواة الأم أكبر من مجموع كتلتي نواتج الانشطار. يُرافق هذا الانقسام انطلاق كمية كبيرة من الطاقة بالإضافة إلى انبعاث نيوترونات إضافية تُواصل بدورها عملية الانشطار، مكونة تفاعلاً متسلسلاً. تُطلق النوى المنقسمة في جزء صغير من الثانية طاقة تفوق طاقة حرق الكربون أو تفجير الديناميت بملايين المرات. يُمكن التحكم في سرعة هذا التفاعل عن طريق ضبط عدد النيوترونات المتحررة، وهو المبدأ الذي تعتمد عليه المفاعلات النووية.
اكتشاف انشطار النواة
اكتُشف انشطار النواة عام 1938 على يد العالمين هان وستراسمان أثناء تجاربهما على اليورانيوم. لاحظا وجود نظائر الباريوم كمنتج للتفاعل، وهو ما دفع العالم هان للتواصل مع العالمة مايتنر وابن أخيها أوتو فريش. حللوا النتائج وخلصوا إلى أن النواة المنقسمة تشبه قطرة سائلة تنقسم إلى جزئين نتيجة قوة التنافر الكهربائي، مُنتجة طاقة عالية جداً. اكتشفت مايتنر أن مجموع كتلة النواتج أقل من كتلة النواة الأصلية، معتمدةً على معادلة أينشتاين الشهيرة (E=mc²). أدى هذا الاكتشاف إلى فهم هائل لمصادر الطاقة الهائلة المُحتَملة في انشطار النواة.
المراجع
المصادر العلمية المُستخدمة في كتابة هذه المقالة تتضمن (قم بتضمين المراجع هنا بنفس الشكل الذي تم اعطاؤه في النص الأصلي ولكن مع ترقيم منسق)
- “Nuclear Fission”,Byjus, Retrieved 16/6/2021. Edited.
- “Nuclear Fission”,lumen learning, Retrieved 16/6/2021. Edited.
- “Nuclear Fission”,Radioactivity.EU, Retrieved 16/6/2021. Edited.
- Ellis P. Steinberg (10/4/2020),”Fundamentals of the fission process “,Britannica, Retrieved 16/6/2021. Edited.
- “Fission and Fusion: What is the Difference?”,OFFICE OF NUCLEAR ENERGY, 1/4/2021, Retrieved 16/6/2021. Edited.
- “What is Nuclear Fission?”,Foro Nuclear, Retrieved 16/6/2021. Edited.
- Ernie Tretkoff,”December 1938: Discovery of Nuclear Fission”,American Physical Society, Retrieved 16/6/2021. Edited.
