تفاعل نووي: الفرق بين النسختين

{{مصدر|تاريخ=فبراير 2016}}

'''التفاعل النووي''' في [[فيزياء نووية|الفيزياء النووية]] هو تفاعل يحدث عندما تصطدم نواتي ذرتين ببعضهما أو عندما يصطدم جسيم أولي مثل [[بروتون|البروتون]] أو [[نيوترون|النيوترون]] بنواة ذرة ، وينشأ عن هذا الاصطدام مكونات جديدة تختلف عن المكونات الداخلة في التفاعل . وبصفة عامة هذا التفاعل قد يتضمن عدد أكبر من إثنين من المكونات الداخلة في التفاعل ، ولكن اصتدام أكثر من جسيمين في نفس اللحظة هو احتمال ضعيف جدا ، لذلك يندر هذا النوع من التفاعل . ومن خلال اصطدام الجسيم الأولي [[نواة (توضيح)|بالنواة]] تتكون أولا ما يسمي النواة المركبة، التي تتحلل في وقت قصير جدا ، وينتج عن ذلك نواة جديدة مصحوبة بانطلاق جسيم أو جسيمات أخرى وربما حرارة . أما إذا افترق الجسيمان الداخلان في التفاعل من دون أن تختلف المكونات الناتجة عن المكونات الداخلة في التفاعل ، فلا يسمي هذا تفاعل نووي بل يسمي فقط اصطدام مرن .

 

نري في الشكل اصطدام الديوتيريوم (وهو نواة ذرة الإيدروجين الثقيل) بنواة ذرة الليثيوم-6 وتفاعلهما لتكوين النواة مركبة (هي نواة البريليوم-8 ) والتي تتحلل في الحال وينتج عنها نواتي هيليوم ( أي إثنتين من جسيمات ألفا ) . وفي ذلك الرسم مثلنا البروتون باللون الأحمر ومثلنا النيوترون باللون الأزرق .

 

 

كما يمكن أختصار هذه المعادلة بالصيغة التالية:

== حساب الطاقة الناتجة عن التفاعل ==

 

قد ينتج عن التفاعل طاقة حرارية تظهر على هيئة طاقة حركة تحملها مكونات التفاعل الناتجة . وهذه الطاقة يمكن حسابها بواسطة معادلة [[أينشتاين]] ''E'' = ''mc''² التي تعطي العلاقة بين [[الكتلة]] و [[الطاقة]] ، حيث m الكتلة ووحدتها الكيلوجرام و c هي [[سرعة الضوء]] في الفراغ و E هي الطاقة المعادلة لكتلة الجسيم . وبمعرفة [[كتلة سكون|الكتلة الساكنة]] لجميع الجسيمات الداخلة في التفاعل وطرح منها مجموع الكتل الناتجة من التفاعل ، نستطيع حساب الطاقة الناتجة . و توجد لكتل الجسيمات الساكنة جداول يمكن الاستعانة بها في ذلك .

* تعطينا الجداول كتلة نواة الليثيوم-6 =6.015 [u] ([[وحدة كتل ذرية]] وهي أختصار للوحدة amu )

* وتعطينا الجداول كتلة نواة الديوتيريوم =2.014 [u]

* و كتلة نواة الهيليوم =4.0026 [u]

* فنحصل على كتلة الجسيمات الداخلة في التفاعل = 6.015 + 2.014 = 8.029 [u]

* [[نقص الكتلة]] = 8.029 - 8.0052 = 0.0238 [u]

 

MeV 931.49= u

* يمكن حساب الطاقة الناتجة عن [[نقص الكتلة]] :0.0238 MeV 22.4 = MeV 931 x

 

وإذا أردنا حسابها الطاقة [[جول|بالجول]] فيمكننا إجراء ذلك بالرجوع إلى جدول [[تحويل الوحدات]](Conversion of units ) لتحويل وحدة [[سوابق SI|ميجا]][[إلكترون فولت]] MeV إلى [[جول]].

* في تفاعلنا السابق وهو اصتدام [[ديوترون|الديوترون]] بنواة ذرة الليثيوم-6 نلاحظ أن كلا الجسمين له شحنة كهربائية موجبة مما تعمل على تنافر الجسمين عند اقترابهما من بعض ، لذلك لا بد أن يكون الديوترون على سرعة عالية حتى يستطيع التغلب على قوى التنافر وأن يصل إلى النواة ويصتدم بها . وهذا هو الحال دائما في حالة أن يحمل الجسيم المصتدم بالنواة شحنة موجبة (مثل البروتون والديوترون وجسيم ألفا) ، أما بالنسبة [[نيوترون|للنيوترون]] وهو متعادل وليست له شحنة كهربائية فتكون تفاعلاته مع النواة أسهل بكثير ، ولا يحتاج إلى سرعات عالية لكي يصل إلى النواة ويتفاعل معها .

 

 

''E'' = ''mc''²

 

u .''c²''=(1.66054 x 10⁻²⁷;kg) . (2.99792&10⁸(m/s))²

 

 = 1.49242 × 10⁻¹⁰  [[جول]]

* ويمكن تحويل وحدة الجول إلى وحدة MeV المستخدمة في الفيزياء النووية ، بالعلاقة الآتية:

: جول 1MeV= 1.60218 × 10^-13

 

كما نرى أن الطاقة يمكن التعبير عنها بوحدة [[إلكترون فولت]] أو مليون إلكترون فولت MeV أو الجول (Joule) أو في صيغة [كيلوجرام.(متر مربع/ثانية مربع)] وغير ذلك وهي موجودة في جداول لهذه التحويلات ([[تحويل الوحدات]]). ويفضل الفيزائيون استخدام الإلكترون فولت للتعبير عن الطاقة في نطاق [[ذرة|الذرة]] و[[جسيم أولي|الجسيمات الأولية]] لتفادي استعمال الجول الذي يكون في هيئة كسر صغير جدا .

 

: Li-6 + H-2 --> 2He-4 + 22.4 MeV

 

حيث 22.4 مليون إلكترون فولت هي الطاقة الناتجة من التفاعل .

 

{{شريط بوابات|فيزياء|طاقة نووية}}

{{تصنيف كومنز|Nuclear power}}

{{ضبط استنادي}}

 

[[تصنيف:مفاهيم فيزيائية]]

[[تصنيف:نشاط إشعاعي]]