تذكرني !

 





درس الاندماج النووي

علمت أن بعض الأنوية الثقيلة مثل تنشطر إلى نواتين متوسطتين إذا قذفت بنيوترون بطيء , وعلمت أن مثل هذا التفاعل يسمى " الإنشطار النووي "

إضافة رد
 
أدوات الموضوع
  #1  
قديم 01-09-2012, 02:28 PM
الصورة الرمزية مهند
مهند غير متواجد حالياً
متميز وأصيل
 
تاريخ التسجيل: Jan 2012
المشاركات: 563
Awt6 درس الاندماج النووي

علمت أن بعض الأنوية الثقيلة مثل الاندماج النووي 1.gif تنشطر إلى نواتين متوسطتين إذا قذفت بنيوترون بطيء , وعلمت أن مثل هذا التفاعل يسمى " الإنشطار النووي " وعكس هذا التفاعل أي " دمج نواتين خفيفتين معاً لتكوين نواة أثقل يسمى الإندماج النووي " وتنطلق طاقة هائلة مصدرها نقص كتلة النواة الناتجة عن مجموع كتلتي النواتين المندمجتين معاً .

ومن الأمثلة على الإندماج النووي إندماج نواتي الديتريوم ( هيدروجين ـ 2) لتكوين الهيليوم كما في المعادلة التالية :
الاندماج النووي 2.gif


ولحساب الطاقة الناتجة عن هذا التفاعل :

مجموع كتل الأنوية الداخلة في التفاعل = 2 ك ديتريوم

= 2 × 2.013 = 4.026 و.ك.ذ

مجموع كتلة الأنوية الخارجة عن التفاعل = ك هيليوم + ك النيوترون

= 3.015 + 1.009 = 4.024 و.ك.ذ

النقص في الكتلة = D ك = 4.026 ـ 4.024 = 0.002 و.ك.ذ

الطاقة الناتجة عن التفاعل = 0.002 × 931 = 1.862 مليون الكترون فولت

وبالرغم من أن الطاقة الناتجة ( 1.862 مليون الكترون فولت ) لا تساوي أكثر من 10% من الطاقة الناتجة من الإنشطار النووي (200 مليون الكترون فولت ) إلا أننا يجب أن نتذكر هنا أن كتلة نواة اليورانيوم تساوي تقريباً 235 و.ك .ذ في حين أن كتلة نواة الديتريوم = 2 و.ك.ذ ولذلك فإن الطاقة الناتجة لكل كيلوغرام من الوقود النووي الإندماجي أكبر كثيراً من الطاقة الناتجة لكل كيلوغرام من الوقود النووي الإنشطاري , كما أن الإندماج النووي لا يتطلب وجود الكتلة الحرجة اللازمة للإنشطار النووي .


وقد يبدو للوهلة الأولى أن الإندماج النووي أسهل كثيراً من الإنشطار النووي , لأن الديتريوم موجود في الطبيعة ويمكن الحصول عليه بكميات وافرة بثمن رخيص , إلا أن الحال ليس كذلك بسبب زيادة قوة التنافر الكهربائية عند اقتراب النواتين من بعضهما البعض ولهذا السبب فإنه من أجل إحداث اندماج نووي لا بد من توفير الظروف التالية :

1. حصر الأنوية الخفيفة في حيز صغير جداً لزيادة إمكان تصادمهما والتحامهما معاً .

2. زيادة الضغط الواقع على الأنوية الخفيفة زيادة كبيرة .

3. رفع درجة حرارة الأنوية الخفيفة إلى رتبة (710) درجة سيلسيوس , وذلك لاكسابها طاقة حركية عالية .


وبسبب صعوبة توفير كل هذه الظروف , ولأنه لا يوجد إناء يمكن أن يحوي مادة درجة حراراتها عالية ومضغوطة بهذا الشكل , لذلك كان من الصعب تحقيق الإندماجات النووية في المختبرات العلمية .


الاندماج النووي diam4.gif ومن مزايا المفاعل النووي الإندماجي :
1. سهولة الحصول على الوقود النووي حيث أنه يمكن مثلاً استخلاص الديتريوم من مياه البحر .
2. النفايات الناتجة ( الهيليوم ) أنوية غير مشعة .
3. من السهل إيقاف التفاعل .


وقد توصل العلماء إلى إحداث اندماج نووي محدود في القنبلة الهيدروجينية والموضحة في الشكل التي وقودها الهيدروجين الثقيل ( الديتريوم ) والتي تتكون من غلاف قوي جداً في داخله قنبلة نووية انشطارية , توفر درجة الحراراة العالية اللازمة لتزويد أنوية الهيدروجين بالطاقة الحركية , ولتفجير القنبلة الهيدروجينية يتم أولاً تفجير القنبلة النووية الإنشطارية فترتفع درجة حرارة الديتريوم ارتفاعاً هائلاً مما يمكن نُواه من الإندماج وتوليد طاقة حرارية هائلة .


وقد أجرت الولايات المتحدة الأمريكية , أول تجربة للقنبلة الهيدروجينية في أيار عام 1951 في المحيط الهادي , وفي تشرين الثاني من العام نفسه . اجرت التجربة الثانية باستخدام قنبلة من عيار 7 ميغا طن , وكان نتيجة هذه التجربة اختفاء جزيرة من البحر اختفاء تاماً .


الاندماج النووي diam4.gif الطاقة الشمسية Solar Energy :
يفسر العلماء طاقة النجوم بحدوث تفاعلات اندماج نووي في باطنها , فنظراً لارتفاع درجة حرارة باطن النجم والتي قد تصل إلى 15 مليون كلفن كما في الشمس وكذلك كبر الضغط , جعل العالم بيثيه Bethe يفترض أن مصدر الطاقة الشمسية هو الإندماج النووي الذي يحدث بين أنوية الهيدروجين لتكوين أنوية الهيليوم , وأثناء ذلك تنتج الطاقة الشمسية الهائلة . واقترح بيثيه دورة تسمى دورة البروتون ـ البروتون في الشمس موضحة في جدول .
الاندماج النووي 7.gif


تبدأ هذه الدورة
بتصادم بروتونين ( الاندماج النووي 3.gif ) لتكوين ديوترون ( الاندماج النووي 4.gif ) وينتج بوزيترون (e+) ونيوترينو (u) وعندما يتكون الديوترون فإنه يصطدم ببروتون آخر خلال ثواني ويكوّن نواة الهيليوم ( الاندماج النووي 5.gif ) ثم تتصادم نواتي الهيليوم (الاندماج النووي 5.gif ) الناتجتين من تفاعلين مستقلين ,وتكوّن ( الاندماج النووي 6.gif ) المستقر وبروتونين .

وبنظرة شاملة لما يحدث في دورة البروتون ـ البروتون , فإن ما يحدث فعلياً هو اندماج 4 بروتونات لتكوين نواة هيليوم وبوزيترونين وبانتاج كمية من الطاقة (ط) ويمكن حسابها :

ط = [ 4 ك البروتون ـ ك الهيليوم ـ 2 ك الكترون ] س2
حيث س : سرعة الضوء


ثم لننظر ما يحدث للبوزيترونين الناتجين , إن ما يحدث فعلياً هو إفناء الكترونين مع البوزيترونين وتحويل الكتل إلى أشعة جاما ط َ )

طَ = 4 ك الكترون × س2

وبذلك تكون الطاقة الناتجة من الدورة = 4 ( ك بروتون + ك الكترون ) س2 ـ ( ك الهيليوم + 2 ك الكترون ) س2

= 4 [ ك البروتون ـ ك الهيليوم ]

وبذلك تكون الطاقة الناتجة = [ 4(1.00873) ـ (4.00260 )] (931 )

= 26.7 مليون الكترون فولت

المصدر: ملتقى شذرات


]vs hghk]lh[ hgk,,d

رد مع اقتباس
إضافة رد
إضافة رد

العلامات المرجعية

« درس الانشطار النووي | التفاعل النووي Nuclear reaction »

يتصفح الموضوع حالياً : 1 (0 عضو و 1 ضيف)
 
أدوات الموضوع

ضوابط المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا يمكنك اضافة مرفقات
لا يمكنك تعديل مشاركاتك

BB code متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

ضوابط المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا يمكنك اضافة مرفقات
لا يمكنك تعديل مشاركاتك

BB code متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

الانتقال السريع

المواضيع المتشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
التفاعل النووي Nuclear reaction مهند علوم وتكنولوجيا 0 01-09-2012 02:31 PM
درس الانشطار النووي مهند علوم وتكنولوجيا 1 01-09-2012 02:25 PM

 

 

 
 

 

 
     
 

  sitemap  forummap

 


جميع الأوقات بتوقيت GMT +3. الساعة الآن 09:52 AM.

الاستايل الأصلي من تصميم استضافة لمسات


Powered by vBulletin® Version 3.8.7
Copyright ©2000 - 2016, Jelsoft Enterprises Ltd.
جميع المواضيع والمشاركات المطروحة تعبر عن وجهة نظر كاتبها ولا تعبر بالضرورة عن رأي إدارة الموقع
جميع الحقوق محفوظة لـ موقع شذرات
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73