تعريف الانشطار النووي (ما هو ، المفهوم والتعريف)

الانشطار النووي هو عملية فيزيائية تتكون من تقسيم نواة ذرة تعتبر غير مستقرة إلى نواتين أصغر ، من خلال قصف الجسيمات مثل النيوترونات.

هذه العملية عبارة عن تفاعل كيميائي طارد للحرارة وتحدث عندما يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة. يعتبر شكلاً من أشكال التحويل النووي ، حيث أن الأجزاء المتولدة ليست من نفس عنصر النظير الذي ولدها.

الدراسات الأولى على عملية الانشطار النووي تم اكتشافها في عام 1939 من قبل أوتو هان (1879-1968) وفريتز ستراسمان (1902-1980).

تنشأ هذه العملية عندما تصطدم النواة الثقيلة بنيوترون وبعد الاصطدام تطلق كمية هائلة من الطاقة.

أثناء الاصطدام ، يتم إطلاق نيوترونات جديدة تصطدم بنوى جديدة ، مما يتسبب في حدوث انشطارات متتالية للنواة ، وبالتالي إنشاء تفاعل يسمى تفاعل تسلسليوفقًا للمخطط أدناه:

عملية الانشطار النووي مهمة أيضا ل إنتاج الطاقة النووية. المفاعلات النووية قادرة على التحكم في عنف عملية الانشطار ، مما يؤدي إلى إبطاء عمل النيوترونات بحيث لا يحدث انفجار. وبهذه الطريقة يتم توليد الطاقة النووية ، والتي تعتبر نظيفة وفعالة ولا تنبعث منها غازات.

تعلم المزيد عن الطاقة النووية.

أحد العوامل المهمة في تحديد عملية الانشطار النووي هو تحليل الاستقرار الأساسي. لتنفيذها ، من الضروري حساب النسبة بين عدد البروتونات وعدد النيوترونات.

يمكن أن يؤدي نقص النيوترونات إلى جعل المسافة بين البروتونات قصيرة جدًا ، ويصبح هذا التنافر أمرًا لا مفر منه ، مما يتسبب في انشطار النواة. ومع ذلك ، فإن القوة النووية قصيرة المدى ويمكن أن يتسبب فائض النيوترونات في سطح تنافر كهرومغناطيسي غير مستدام ، والذي يمكن أن يتسبب أيضًا في الانشطار النووي.

الانشطار النووي والاندماج النووي

في كثير من الأحيان ، يتم إجراء عمليات الانشطار والاندماج النووي معًا ، مما قد يتسبب في حدوث بعض الارتباك في أهدافها الحقيقية.

بينما يتكون الانشطار النووي من انقسام ذرة إلى جزأين أو أكثر ، عن طريق القصف النيوتروني ، وإطلاق كمية كبيرة من الطاقة ، الاندماج النووي قادر أيضًا على إطلاق كميات كبيرة من الطاقة ، ولكن من خلال عملية اتحاد أو تصادم ذرتين. هذا الاتحاد يتم عمدا.

أمثلة على الانشطار النووي

أفضل مثال معروف للانشطار النووي هو التفاعل الذي يحدث مع اليورانيوم. عندما يضرب نيوترون ذو طاقة كافية نواة اليورانيوم ، فإنه يطلق نيوترونات يمكن أن تسبب انشطار نوى أخرى ، كما هو موضح في الصورة أدناه:

ومن المعروف أيضًا أن هذا التفاعل يطلق كميات كبيرة من الطاقة.

ومع ذلك ، يستخدم الانشطار النووي أيضًا في عمليات أخرى ، مثل النشاط الإشعاعي، والذي ينتج عن عملية الانشطار ويستخدم في الطب لعلاج الأورام والأمراض الأخرى على سبيل المثال.

رؤية المزيد حول النشاط الإشعاعي.

ومع ذلك ، فإن أكبر استخدام لها هو إنتاج القنابل الذرية ، والتي تنشأ من عملية الاندماج والانشطار النووي. لديهم قوة تدميرية عالية.