ال الانشطار النووي إنها عملية تقسيم نواة عنصر كيميائي ثقيل إلى عنصرين أخف وزنًا من الكتلة التقريبية. هذه العملية لها احتمالية منخفضة لحدوثها بشكل طبيعي ، ولكن يمكن إجبار عنصر ما على الانقسام عن طريق تلقي الطاقة أو تعرضه للقصف بواسطة نيوترون.
العنصر الأكثر استخدامًا في الانشطار هو اليورانيوم (يو). يمكن أن ينتج عن 6 جم من هذا العنصر 5.2 × 1022 MeV ، طاقة كافية للحفاظ على مسكن صغير ليوم كامل.
نبذة تاريخية
في النصف الأول من القرن العشرين ، عالم إنجليزي جيمس تشادويك اكتشف النيوترونات ، والتي ، بعد بضع سنوات ، تمت دراستها بعمق من قبل إنريكو فيرمي. أظهر بحث فيرمي ذلك ، لأنه لم يكن لديه شحنة كهربائيةيمكن استخدام النيوترونات كمقذوفات في التجارب النووية ، لأنها لا تخضع لتفاعلات كهربائية.
الفيزياء ليز مايتنر وقد طور بعض المساهمين ، في أواخر الثلاثينيات ، أعمالًا مهمة جدًا فيزياء نووية، وإحضار مصطلح الانشطار لعملية قسمة عنصر كيميائي.
تخصيب اليورانيوم
العنصر الأكثر استخدامًا في الانشطار النووي هو اليورانيوم 235 (235U) ، لأن انشطارها يحدث من قصف هذه المادة بالنيوترونات ذات الطاقة الحركية المنخفضة ، النيوترونات الحرارية. يحتوي اليورانيوم الطبيعي على أقل من 1٪ من
235يو ومعظم 238U ، عنصر لا يمكن أن يخضع للانشطار بالنيوترونات الحرارية. انه ممكن أضف بشكل مصطنع 235يولجعل المركب أكثر عرضة للانشطار. هذه العملية تسمى تخصيب اليورانيوم.إمكانيات استخدام الانشطار
يستخدم الانشطار النووي بالفعل لإنتاج الطاقة ، حتى لو لم يكن شكلاً نظيفًا للإنتاج ، حيث يتم إنشاء العناصر المشعة بعد الانشطار. مثال على العناصر الخطرة المتولدة بعد الانشطار هو الباريوم.
محطة الطاقة النووية أنجرا دوس ريس ، في ريو دي جانيرو
القنابل النووية يعملون من خلال عملية الانشطار. وخير مثال على ذلك هو الرؤوس الحربية النووية التي ألقيت على مدينتي هيروشيما وناغازاكي اليابانيتين في نهاية الحرب العالمية الثانية.
مدينة هيروشيما بعد شهر من انفجار الرأس الحربي النووي عام 1945
مثال الانشطار
المثال الكلاسيكي لحدوث الانشطار النووي هو مثال 235يو. توضح المعادلة التالية أنه بعد امتصاص نواة النيوترون ، تنقسم نواة اليورانيوم إلى نواة زينون (140Xe) وآخر من السترونشيوم (94السيد). نظرًا لأن هذه الأجزاء غير مستقرة ، فإنها تصدر إلكترونًا ونيوترينوًا (وهي عملية تسمى تحلل بيتا) حتى تصبح مستقرة.
235U + n → 236ش → 140Xe + 94ريال + 2 ن
عند كل عملية انشطار ، يتم إطلاق نيوترونين على الأقل ، يحدث الانشطار النووي من خلاله تفاعل متسلسل ، حيث يصطدم كل نيوترون جديد بنواة يورانيوم ، مما يؤدي إلى توليد الانشطار النووي.
بقلم يوآب سيلاس
تخرج في الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-fissao-nuclear.htm
