النووي اإلنشطار

Nuclear fission االنشطار النوويهي عملية انشطار نواة ذرة ما إلى

قسمين أو أكثر ويتحول بهذه العملية مادة معينة إلى مادة اخرى

وينتج عن عملية األنشطار هذه نيوترونات و فوتونات

حرة) باالخص اشعة جاما( ودقائق alphaنووية مثل دقائق ألفا

particles . beta particlesودقائق بيتا

يؤدي انشطار العناصر الثقيلة إلى تكوين كميات ضخمة من الطاقة

.المتحركة

اإلنشطار كيف يحدث مع اكتشاف النيوترون لوحظ إنه عند قذف نواة

بالنيوترونات فإن نواة اليورانيوم 235اليورانيوم تنشطر إلى نواتين بحيث تكون النواة األولى هي نواة

والنواة الثانية هي نواة نظير 92نظير الكريبتون .141الباريوم

ينتج عن هذا االنشطار انبعاث بعض النيوترونات األخرى التي يمكنها أن تحدث في كتلة من اليورانيوم

G وذلك يسمى G جديدا . (التفاعل المتسلسل )انشطاراوتكون الطاقة المنطلقة عن االنشطار النووي حسب

:معادلة اينشتاين مربع سرعة الضوءxالطاقة = كتلة اليورانيوم

وبذلك نجد أن الطاقة الناتجة عن انشطار أنوية كيلوجرام واحد من اليورانيوم تعادل الطاقة الناتجة

عن احتراق ثالثة آالف طن من الفحم

nuclear.swf

YouTube - Physics Nuclear fission E_mc².flv

المتسلسل ChainالتفاعلReaction:

لعلك الحظت أن انشطار نواة اليورانيوم ينتج مجموعة من النيوترونات 235ـ

( اثنين أو ثالثة ) , وأن ما سبب انشطار النواة هو نيوترونات بطيئة . وبذلك يمكن

وتحت شروط معينة أن تتسبب النيوترونات الناتجة من التفاعل في مزيد

من اإلنشطارات المتتالية والتي تنتج G من الطاقة . وهذا ما يعرف G هائال قدرا

بالتفاعل المتسلسل .وفي األسلحة النووية يتم إحداث تفاعل

متسلسل غير متحكم فيه , مما ينتج طاقة هائلة ومدمرة وتؤدي إلى حدوث

أضرار عديدة , أما إذا تم التحكم في عدد النيوترونات المشاركة في التفاعل فإنه يكون باإلمكان التحكم في الطاقة الناتجة والسيطرة عليها واستغاللها في

G العديد من األغراض , وهذا ما يحدث فعالفي المفاعل النووي .

YouTube - Nuclear Fission_2.flv

ومن المشاكل التي تعترض التفاعل المتسلسل :

. إذا كانت كتلة العنصر المستخدم في التفاعل أقل من كتلة 1معينة تسمى " الكتلة الحرجة" فإن كثير من النيوترونات ستفلت

دون التفاعل مع أنوية جديدة .

. النيوترونات الناتجة عن اإلنشطار هي نيوترونات متوسطة 2السرعة , ولذا يلزم تقليل سرعتها حتى تستطيع القيام بعمليات

انشطار جديدة .

% من ) والذي يمتص 99.3. يحتوي اليورانيوم الطبيعي على 3% 0.7النيوترونات المتوسطة السرعة دون حدوث انشطار ( وعلى

من الالزم لعملية اإلنشطار وللحصول على تفاعل متسلسل في % في حين يلزم تركيزه إلى 50انفجار نووي يلزم زيادة تركيز إلى

. % في المفاعالت النووية 3.6

تفاصيل عملية األنشطار النووي تقوم النيوترونات الحرة الناتجة من كل عملية انشطار إلى تحفيز

انشطارات اخرى التي تؤدي إلى تكوين نيوترونات حرة اخرى وتستمر هذه السلسلة من المؤدية إلى إنتاج كميات هائلة من الطاقة.

يطلق على نظائر العناصر التي لها القدرة على تحمل هذه السلسلة . من أكثر أنواع الوقود النوويالطويلة من األنشطارات النووية اسم

و 235الوقود النووي استعماال هو اليورانيوم ذو كتلة ذرية رقم ، هذين العنصرين ينشطران بصورة 239بلوتونيوم ذو كتلة ذرية رقم

بطيئة جدا تحت الظروف الطبيعية التي تسمى باالنشطار التلقائي spontaneous fission 550 وتاخذ هذة العملية التلقائية مايقارب

مليون سنة على أقل تقدير ولكن عملية االنشطار هذه يتم تحفيزها واإلسراع بها في المفاعالت النووية.

تنتج عادة عن سلسلة من األنشطارات في المواد المذكورة اعاله طاقة حركية هائلة . يرجع السبب الرئيسي في تفضيل اليورانيوم

الجراء عملية األنشطار النووي لغرض تصنيع األسلحة النووية إلى كون لليورانيوم خفيف الكتلة ويمكن تحفيز انشطاره بسهولة 235النظير

2.5بواسطة تسليط حزمة من النيوترون عليه وبعد األنشطار يتولد نيوترون وهذه الكمية من النيوترون كافية الستمرار عمليات انشطار

متسلسلة و متعاقبة. 

: اليورانيوم تخصيب

اليورانيوم نسبة زيادة هو التخصيب هدف235 , ولكي اليورانيوم في االنشطاري

في للتفاعل قابل اليورانيوم يكونليحتوي تخصيبه من البد النووي المفاعل

اليورانيوم% 3-2على 235من اإلستعانة الشائعة التخصيب أساليب ومن

الغازي المركزي الطرد بجهاز بالترشيح التخصيب وأيضا

YouTube - Uranium - ÇáíæÑÇäíæã.flv

: النووي المفاعل من كريات شكل في المخصب اليورانيوم يستخدم

بوصة نحو وطولها العملة حجم واحدة كل حجم الوقودتعرف طويلة قضبان هيئة على الكريات تلك تشكيل ويتم

مضغوطة حجرة داخل بها االحتفاظ ويتم الحزم باسمالعزل شديدة

: أجزائهالمفاعل - 1 قلبتبريد - 2 مضخةوقود - 3 قضبانبخار - 4 مولدالكهرباء - 5 يولد الذي للتربين البخار ضخاإلحتواء - 6 مبنى

YouTube - Nuclear reactor.flv

YouTube - Uranium enrichment.flv

: النووي االنشطار في التحكم يورانيوم المفاعل 235يستخدم وقود صناعة في المخصب

. النووي، االنشطار مبدأ على والمعتمد الطاقة إلنتاج النووي. هائلة حرارية طاقة تنطلق الذرة نواة فبانشطار

يحدث عليها النيوترونات فبإطالق اليورانيوم لذرات وبالنسبةتطلق الذرات بعض وبانشطار لذراتها، النووي االنشطار

ذرات مع النيوترونات هذه واصطدام النيوترونات، بدورهاالنيوترونات، من المزيد تحرير فيتم انشطارها يسبب أخرىهائلة كمية لتوليد مسببا المتسلسل الفعل رد يستمر وهكذا

. الحرارية الطاقة من باستخدام المفاعل في النووي االنشطار بمعدل التحكم ويتم

بعض بامتصاص تقوم التي الكادميوم مادة من تحكم قضبانالنووي االنشطار بتنظيم تسمح فهي المتحررة؛ النيوترونات . للتخلص مائي تبريد نظام استخدام يتم كما به اآلمن والتحكم

ويستخدم العملية، أثناء في تنتج التي المفرطة الحرارة منالطاقة تولد التي التوربينات لتدوير توليده يتم الذي البخار

فإلنتاج. وبذلك إلى 133الكهربائية المفاعل يحتاج وات 25ميجامن تنتج المخصب اليورانيوم من يورانيوم 210طنا أطنان

طبيعي.

الذرية القنبلة تاريخ

الشامل 1945عام الدمار أسلحة إنتاج بداية هومثل كبار علماء بواسطة المتحدة الواليات في

وارثر فيرمي وانريكو اوبنهايمر روبرتفي روزفلت بتوجيهات سزيالرد وليو كومتون

عليه 1939سنة أطلقوا سري مشروع ضمن . وأعلن الحرب بداية بعد مانهاتن مشروع اسم

أغسطس في وألقيت التجربة نجاح فيرميمن 1945عام وكانت باليابان هيروشيما علي

علي - 80وقتلت 235اليورانيوم الثانية و ألفالبلوتنيوم من وكانت ناجازاكي

المدمرة القنابل لبعض أنواع

YouTube - fission reaction atomic bomb.flv

هيروشيما قنبلة

من أكثر طن 4.5تزن الصغير بـالولد  سميت الوفيات حاله 120,000عدد المستخدم U235الوقود

ÞäÈáÉ åíÑæÔíãÇ.flv

نجازاكي قنبلة

من اكثر طن 3تزن سميتFAT MAN البلتونيوم المستخدم العنصر

Ýì 1945 áÍÙÇÊ ÓÞæØ ÇáÞäÈáå ÇáÐÑíå Úáì äÌÇÒÇßì . Pump on Japan ý.flv

الهيدروجينية أحد القنابل عن عبارةالنووية أنواع من األسلحة يعتبر وبالتحديد

النووية نوع أيضا األندماجيةاألسلحة ويعرف. H-bombباسم الحرارية النووية القنبلة أو

عملية تحفيز بواسطة القنابل هذه تصنعكيميائية بين النووي األندماج عناصر نظائر

النظيرين الهيدروجينلعنصر وباألخص والديتيريوم( Tritium )التريتيوم

(Deuterium القنبلة انفجار عن ينتجهائل واهتزاز شديدة حرارة الهيدروجينية

هائل وانبعاث السرعة شديدة عاتية ورياحالسيما أشعة لألشعة .جاما

القنبلة الهيدروجينية

النووية القنبلة انفجار من الناجمة التأثيرات

والتأثيرات النووية للقنبلة الحرارية التأثيرات من الناجمة األضرار بها يقصدالنووية للقنبلة .اإلشعاعية

يقارب ما االنفجار قوة  60إلى% 40تبلغ النووية% للقنبلة اإلجمالية الطاقة منسريعة حركة إلى االنفجار من الناجمة الشديدين والضغط الحرارة تؤدي حيث

  الموجودة للغازات  المجاورة المناطق على هائال ضغطا مسلطا االنفجار منطقة خارج نحو الجو في

مئات الموجات هذه سرعة وتكون الشكل دائرية متعاقبة موجات شكل على  الساعة في الكيلومترات

: وهما االنفجار لحظة في يتولدان الضغط من نوعين هناك أن القول يمكن وبهذا. القنبلة* انفجار هول من والهائل المفاجئ لالرتفاع نتيجة ساكن مرتفع ضغط

نحو* دائري بشكل الجو في الغازات وحركة لالهتزاز نتيجة متحرك مرتفع ضغطاالنفجار . نقطة خارج

  المباني عن العالي الضغط من النوعين هذين تأثير عن ناهيكأنسجة جميع على شديد ضغط يسلط حيث أيضا اإلنسان جسم على تأثيرا لها فان

  اإلنسان جسم  العظام مع العضالت اتصال مثل مختلفين نسيجين بين االتصال مناطق على مؤثرة

  غازات على تحتوي التي األعضاء تتعرض وكذلك شديدة تمزقات فيحدثاألعضاء . هذه انفجار إلى يؤدي شديد ضغط إلى الوسطى واألذن واألمعاء كالرئة

YouTube - Hiroshima the shockwave.flv

كلمة أخيرة:

ربما تستطيع الدول التي تمتلك األسلحة النووية اليوم أن تبدأ خطوة بخطوة في االستغناء عن هذه

األسلحة كقدوة للبالد األخرى، وبذلك يصبح منع انتشار األسلحة النووية ساريا على الجميع وتختفي

أسلحة الدمار الشامل من عالمنا.. لكن هل يمكن أن يتحقق هذا الحلم على أرض واقعنا الحالي!.