فهرس المحتويات
- ماهية الانشطار النووي
- آلية الانشطار النووي
- نتائج عملية الانشطار
- مخاطر الانشطار النووي
- مقارنة بين الانشطار والاندماج
ماهية الانشطار النووي
يُعرف الانشطار النووي بأنه عملية انقسام نواة ذرية ثقيلة، مثل اليورانيوم أو البلوتونيوم، إلى نواتين أخف وزناً، مصحوبة بإطلاق كمية هائلة من الطاقة. قد يحدث هذا الانقسام تلقائياً، أو يُحفز بتأثير جسيمات دون ذرية أو إشعاع كهرومغناطيسي. يُعتبر الانشطار النووي أساس عمل المفاعلات النووية. اكتشف هذا المفهوم في عام 1939 على يد العلماء ليز مايتنر وأوتو فريش، بعد أعمال رائدة قام بها أوتو هان وفريتز ستراسمان، الذين أثبتا أن قذف نيوترون لنواة اليورانيوم يؤدي إلى هذا الانقسام.
آلية الانشطار النووي
تبدأ عملية الانشطار النووي بقذف نيوترون على نواة ذرة ثقيلة. يتسبب هذا القذف في اضطراب توازن النواة، مما يؤدي إلى انقسامها إلى نواتين أخف، بالإضافة إلى إطلاق نيوترونات إضافية. كل نيوترون مُطلق قادر على إحداث تفاعل انشطار جديد في نوى أخرى، مما يؤدي إلى تفاعل متسلسل ينتج عنه كمية هائلة من الطاقة. ولضبط هذا التفاعل، يلزم التحكم في عدد النيوترونات المُطلقة.
نتائج عملية الانشطار
نتائج عملية الانشطار النووي متعددة ومتنوعة، أهمها: إطلاق طاقة هائلة، تكون نواتج انشطارية جديدة ذات أحجام متقاربة، انشقاقات ثنائية أو حتى ثلاثية في بعض الحالات، إطلاق نيوترونات إضافية تُسبب تفاعلاً متسلسلاً، وبالتالي توليد كميات ضخمة من الطاقة المُستخدمة في توليد الكهرباء.
مخاطر الانشطار النووي
على الرغم من فوائد الانشطار النووي في توليد الطاقة، إلا أنه يحمل مخاطر كبيرة. فالنفايات المشعة الناتجة عن المفاعلات النووية تبقى خطرة لفترات طويلة جدًا، مما يمثل تحديًا بيئيًا كبيرًا. كما أن الإشعاعات الناتجة تُسبب أضرارًا بيولوجية خطيرة، كالتشوهات الجينية، وزيادة خطر الإصابة بالسرطان. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن استخدام تقنية الانشطار النووي في صناعة الأسلحة النووية، مما يُشكل تهديدًا عالميًا خطيرًا. كذلك، هناك خطر كبير في حالة حدوث أعطال في المفاعلات النووية، مما قد يؤدي إلى كارثة إشعاعية.
مقارنة بين الانشطار والاندماج النووي
يُشكل كل من الانشطار والاندماج النووي طريقتين لإطلاق الطاقة من الذرات. في الانشطار، تنقسم نواة ثقيلة إلى نواتين أخف، بينما في الاندماج، تندمج نواتان خفيفتان لتكوين نواة أثقل. يُنتج الانشطار كمية كبيرة من الطاقة، لكن ينتج عنه نفايات إشعاعية خطيرة. أما الاندماج، فينتج عنه طاقة أكبر بكثير، ولكن لا ينتج عنه نفايات إشعاعية ضارة بنفس مستوى الانشطار النووي. يُعتبر الاندماج النووي مصدرًا نظيفًا للطاقة، ولكن تكنولوجيا الاندماج مازالت في مراحل التطوير.
| العملية | التعريف | كمية الطاقة | الوقود |
|---|---|---|---|
| الانشطار النووي | انقسام نواة ثقيلة إلى نواتين أخف | هائلة | يورانيوم، بلوتونيوم |
| الاندماج النووي | اندماج نواتين خفيفتين لنواة أثقل | هائلة جداً، تفوق الانشطار | نظائر الهيدروجين |
