انشطار نووي: الفرق بين النسختين

'''الانشطار النووي''' هو عملية إنقسام نواة [[ذرة]] ثقيلة إلى قسمين أو أكثر، وبهذه العملية يتحول عنصر معين إلى عنصر أخر وينتج عن عملية الانشطار [[نيوترون|نيوترونات]]ات و[[فوتون|فوتونات]]ات عالية الطاقة(بالاخص [[أشعة جاما]]) وجسيمات نووية مثل [[جسيم ألفا|جسيمات ألفا]] و[[جسيم بيتا|أشعة بيتا]]. يؤدي انشطار العناصر الثقيلة إلى تولد كميات ضخمة من [[طاقة حرارية|الطاقة الحرارية]] والإشعاعية.

كان [[إنريكو فيرمي]] أول من قام بتصويب النيوترونات على اليورانيوم عام 1934 ولكنه لم ينجح في تفسير النتائج. وقام العالم الكيميائي الألماني [[أوتو هان]] وزميلته [[ليز مايتنر]] وزميلهما [[فريتز شتراسمان]] بتلك الأبحاث وقاموا بتحليل المواد الناتجة عن التفاعل. وكانت مفاجأة لم يستطيعوا تفسيرها أولاً، إذ أنهم وجدوا عناصر جديدة تكونت من خلال التفاعل. وكان أن أعادوا التجربة باستخدام يورانيوم عالي النقاء، فكانت النتيجة هي ما وجدوه من قبل وتكوّن عنصر [[باريوم|الباريوم]]. و[[عدد ذري|العدد الذري]] للباريوم نصف العدد الذري [[يورانيوم|لليورانيوم]] تقريباً. كان ذلك عام 1938 وبعدها بدأت [[الحرب العالمية الثانية]] واضطرت ليزا مايتنر إلى مغادرة ألمانيا نظراً لاضطهاد [[نازي|النازية]] [[يهود|لليهود]]. وسافرت ليزا إلى السويد حيث كان أحد أقربائها يعمل هناك وهو روبرت فريتش. وقصت عليه نتائج تجربة اليورانيوم.

ثم دخلت [[الولايات المتحدة]] الحرب وكان هناك خوف كبير من أن يركز الألمان بحوثهم لصناعة قنبلة ذرية، فبدأت الولايات المتحدة [[مشروع مانهاتن]] عام 1942 بغرض إنتاج السلاح النووي وعينت [[روبرت أوبنهايمر|اوبنهايمر]] لرئاسة المشروع، وجمع أوبنهايمر العلماء من جميع أنحاء البلاد للتركيز على ذلك العمل وكان العمل يسير بتكتم شديد. واتضح أن صناعة القنبلة الذرية يحتاج إلى اليورانيوم-235 عالي النقاوة، كما توصلوا إلى أن عنصر البلوتونيوم-239 وهو من منتجات الكومة الذرية التي بناها فيرمي في جامعة شيكاغو له نفس خواص اليورانيوم-235، فعزم العاملون في مشروع مانهاتن على اتباع الطريقتين في نفس الوقت لضمان التوصل إلى صنع القنبلة. وكان أن قاموا بمشروع لتخصيب اليورانيوم-235 وفصله عن اليورانيوم-238، وقاموا في نفس الوقت بتوليد البلوتونيوم-239 في مفاعل نووي بنوه لذلك الغرض. وأدت تلك المجهودات إلى إنتاج قنبلتي [[هيروشيما]] و[[ناغاساكي، ناغاساكي|نجازاكي]] اللتان ألقيتا من الجو على اليابان في 6 أغسطس و 11 أغسطس 1945، واستسلمت على أثرهما اليابان وأنتهت الحرب مع أمريكا.

يختلف الانشطار النووي عن عملية [[تحلل إشعاعي|التحلل الإشعاعي]] من ناحية انه يمكن السيطرة على عملية الأنشطار النووي خارجيا. تقوم [[نيوترون|النيوترونالنيوترونات]]ات الحرة الناتجة من كل عملية انشطار وهي في المتوسط 5 و2 نيوترونا، بالتفاعل مع اليورانيوم أو البلوتونيوم وتتسبب في انشطارها. وهذا بالتالى يؤدي إلى تحرير نيوترونات أخرى. وتستمر هذه السلسلة من التفاعلات التي تسمى [[تفاعل متسلسل]].

== نواتج الانشطار ==

ينتج عن انشطار نواة اليورانيوم نواتين صغيرتين في أغلب التفاعلات ، كما من الممكن أن ينتج عن الانشطار أكثر من نواتين. وقد تكون "أنصاف" نواة اليورانيوم الناتجة زوجا من [[نوكليون|نوكليدات]] مختلفة. وغالبا ما تنتج نواة لها كتلة ذرية خفيفة نسبيا (نحو 90) مصحوبة بنواة ثقيلة ([[كتلة ذرية]] 140). ولذلك يبين منحنى توزيع الأنوية الناتجة عن الانشطار قمتين (توزيع كتلة الأنوية الناتجة).ويبقى مجموع البروتونات والنيوترونات قبل التفاعل وبعده ثابتا. وعل سبيل المثال نذكر هنا حالتين ممكنتان للانشطار النووي [[بلوتونيوم-239|للبلوتونيوم-239]] بواسطة امتصاصه لأحد [[نيوترون|النيوترونات]] :

نواتج الانشطار تكون أنوية ذرية متوسطة الكتلة ، وفي نفس الوقت غنية بالنيوترونات. وهي لذلك عناصر غير مستقرة ويصدرون في العادة نيوترونات زائدة عن مقدرتهم الاحتفاظ بها خلال عدة ثوان من بعد تكونهم ، وتكون لهم أهمية في ضبط معدل التفاعل الجاري في [[مفاعل نووي]]. وتتحلل بعض تلك الأنوية الناتجة عن الانشطار عن طريق [[تحلل بيتا]] إلى عناصر أخرى. وتحلل بيتا لا يغير من الكتلة الذرية وينتهي تحلل بيتا المتتابع عند نواة مستقرة ، وقد تستغرق تحللات بيتا الأخيرة قرب الوصول إلى العنصر المستقر [[عمر النصف|أعمار النصف]] طويلة على مدي مئات السنين أو آلاف السنين. ولمعرفة سلاسل نواتج تحلل بيتا التالية للانشطار يمكن الرجوع إلى المصادر العلمية مثل : <ref>[http://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c1.htm Datensammlung der Internationalen Atomenergieorganisation]</ref>.

ينتج عن كل انشطار لنواة يورانيوم واحدة قدر هائل من الطاقة يبلغ نحو 200 [[سوابق SI|مليون]] [[إلكترون فولت]] تظهر في صورة حرارة وإشعاع ، و يمكن استغلال الحرارة لتوليد بخار ماء ، ومن بخار الماء توليد [[كهرباء]] عن طريق [[توربين]] و [[مولد كهربائي]] ، وهذا ما يجري في [[مفاعل نووي]].

* [[عدد الكتلة]]

== مصادر ==