درس مادة الكيمياء النووية

الكيمياء النووية

1. توصلت حسابات رذرفورد الى أن قطر النواة يبلغ حوالى ( 4 × 10-13 م ) بينما قطر الذرة يبلغ حوالى

( 0.1 × 10-9 م )

2. أثبت رذرفورد أن النواة تحتوى على جسيمات موجبة تسمى بروتونات و كتلة البروتون أكبر من كتلة الإلكترون بحوالى 1800 مرة .

3. إكتشف العالم شادويك أن النواة تحتوى على جسيمات غير مشحونة تسمى بروتونات و كتلتها تساوى كتلة البروتون تقريباً .

4. تقاس الأطوال فى الفيزياء النووية بوحدة الفمتومتر (fm) و أحياناً تسمى فيرمى حيث

1 fm = 10-15 m

5. لوكنت ناسى هفكرك :

1 nm = 10-9 m

قوانين التحويل :

نانومتر فمتومتر

متر 10 9 متر 10 15

الحل : أولاً : نصف قطر الذرة :

نصف قطر الذرة = 0.1 × 10-9 ÷ 2 = 0.05 × 10-9 متر .

نصف قطر الذرة بوحدة فمتومتر = 0.05 × 10-9 × 10 15 = 50000 فمتومتر .

نصف قطر الذرة بوحدة نانومتر = 0.05 × 10-9 × 10 9 = 0.05 نانومتر .

ثانياً : نصف قطر النواة :

نصف قطر النواة = 4 × 10-15 ÷ 2 = 2× 10-15 متر .

نصف قطر النواة بوحدة فمتومتر = 2 × 10-15 × 10 15 = 2 فمتومتر .

نصف قطر النواة بوحدة النانومتر = 2 × 10-15 × 10 9 = 0.000002 نانومتر .

الحل :

نصف قطر الذرة بوحدة فمتومتر نصف قطر النواة بوحدة فمتومتر

50000 : 2

نقسم على الرقم الصغير للحصول على النسبة ( 2 )

25000 : 1

أى أن النسبة هى ( 25000 : 1 ) وهذا معناه أن حجم النواة صغيراً جداً بالنسبة لحجم الذرة .

نموذج ( رذرفورد ـ بوهر ) لوصف الذرة :

1. تدور الإلكترونات حول النواة فى مدرات معينة و ثابتة تسمى مستويات الطاقة .

2. كل مستوى يشغله عدد من الإلكترونات لا يمكن أن يزيد عنه .

س : علل لما يأتى :الذرة متعادلة كهربياُ ؟؟.

ج : لأن عدد البروتونات الموجبة يساوى عدد الإلكترونات السالبة .

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ملاحظة : اصطلح العلماء لوصف نواة ذرة اى عنصر بإستخدام ثلاث كيميات نووية هى :

1. العدد الكتلى ( A ) .

2. العدد الذرى ( Z ) .

3. عدد النيترونات ( N ) .

لاحظ :

• البروتونات و النيوترونات داخل النواة تعرف بإسم (( نيوكليونات )) .

• العدد الذرى يساوى عدد الإلكترونات حول النواة اذا كانت الذرة متعادلة كهربياً .

بناءا على ماسبق يمكن كتابة رمز النواة كلأتى :

A العدد الكتلى ( بروتونات + نيترونات )

X رمز العنصر

Z العدد الذرى ( عدد البروتونات )

و يمكن ان تكتب كلأتى :

A العدد الكتلى ( بروتونات + نيترونات )

X رمز العنصر

عدد النيترونات Z N العدد الذرى ( عدد البروتونات )

الحل : 27

رمز عنصر الألومنيوم Al و يكون رمز نواة الألومنيوم Al

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

نظائر الهيدروجين :

1. البروتيوم H 1 : و يتكون من بروتون و لا يحتوى على نيترونات و لذلك هو أبسط أنواع العناصر على الإطلاق .

2. الديوتيرون H 1: و يتكون من بروتون و نيوترون .

3. التريتيوم H 1 : و يتكون من بروتون و 2 نيوترون .

نظائر الأكسجين

16 17 18

الأكسجين له ثلاث نظائر هى 8O , 8O , 8O

نظائر الكربون

11 12 13 14

للكربون 4 نظائر هى 6C , 6C , 6C , 6C

ملاحظات هامة على النظائر

1. النظائر تتشابه فى تفاعلاتها الكيميائية ( علل ) لتساوى عدد الإلكترونات و ترتيبها حول النواة .

2. معظم عناصر الجدول الدورى لها نظائر .

3. تختلف نسبة انتشار نظائر العنصر الواحد فى الطبيعة اتختلافاً كبيراً .

4. بعض النظائر مستقر و بعضها غير مستقر .

5. بعض النظائر غير موجود فى الطبيعة و لكنها تتكون فى التفاعلات النووية الصناعية فقط.

17 17

أمثلة : 8O , 9F

16 17

أمثلة : 8O8 , 9F8

• تقاس الكتلة فى النظام الدولى بوحدة الكيلوجرام .

• اصطلح العلماء وحدة اخرى لقياس الكتل الصغيرة جداً مثل الذرات و تسمى وحدة الكتل الذرية .

العلاقة بين الـ كجم و وحدة الكتل الذرية :

كجم

وحدة الكتل الذرية 1.66 × 10-27

الحل :

الكتلة بـ كجم = 1 × 1.66 × 10-27

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

• تقاس الطاقة فى النظام الدولى بوحدة الجول .

• اصطلح علماء الفيزياء و الكيمياء النووية ان تستخدم وحدة أخرى تسمى إلكترون فولت .

• توجد وحدة أكبر تسمى مليون إلكترون فولت MeV

العلاقة بين الجول و المليون إلكترون فولت :

جول

مليون إلكترون فولت 1.6 × 10-13

الحل :

الكتلة بـالجول = 28.28 × 1.6 × 10-13 = 4.542 × 10-12 جول

العلاقة بين المادة و الطاقة تحسب من قانون أينشتين و هى :

E = m . C2

حيث أن : C سرعة الضوء و تساوى 3 × 10 8 م / ث .

الطاقة بالجول الطاقة بالميلون إلكترون فولت

الطاقة بالجول = الكتلة بالجرام × 9 × 10 16

الطاقة بـ م . إ . ف = الكتلة بوحدة الكتل × 931

الحل : الطاقة بـ م . ا . ف = 3 × 931 = 2793 مليون إلكترون فولت .

الطاقة بالجول = 27939 × 1.6 × 10-13 = 4.4688 × 10-4

لاحظ :

• توجد داخل النواة نيوكليونات مثل البروتونات والنيوترونات .

• توجد بين البروتونات الموجبة وبعضها قوى تنافر و هى قوى كهربية كبيرة .

• توجد بين البروتونات و النيوترونات قوى تجاذب وهى قوى جذب ضعيفة .

• توجد بين النيوترونات المتعادلة و بعضها قوى تجاذب وهى قوى جذب ضعيفة .

• مقدار قوى التجاذب صغيراً جداً و لايمكن أن يتعادل مع قوى التنافر الكهربية بين النيوكليونات وبذلك يستحيل تماسك النيوكليونات داخل النواه إلا بوجود قوى أخرى تعمل على ترابط هذة النيوكليونات و هذه القوى تسمى :

مميزاتها :

1. قوى قصيرة المدى ( علل ) لأنه لا يبدأ نيوكليونان فى التجاذب إلا إذا كانت المسافة

بينهما 10-15 متر .

2. لا تعمتد على طبيعة النيوكليونات ( علل ) لأنها واحدة من الأزواج الأتية :

• بروتون ـ بروتون .

• بروتون ـ نيوترون .

• نيوترون ـ نيوترون .

3. قوة هائلة لذلك يطلق عليها اسم القوى النووية القوية .

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

لاحظ :

هذه القوة النووية القوية تعمل على اندفاع النيوكليونات و اقترابها أكثر من بعضها فتقل طاقة وضعها عن الوضع الحر و تكتسب طاقة وضع سالبة .

علل : تماسك مكونات النواة رغم وجود قوى تنافر بداخلها ؟؟.

ج : لوجود القوى النووية و هى القوى التى تعمل على ترابط النيوكليونات داخل النواة و هى أكبر من قوى التنافر .

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

علل : تسمى القوى النووية بالقوة النووية القوية ؟؟.

ج : لأنها قوة هائلة تعمل على اندفاع النيوكليونات و اقترابها أكثر من بعضها فتقل طاقة وضعها عن الوضع الحر و تكتسب طاقة وضع سالبة .

أو

مصدر طاقة الترابط النووى :

تنشأ من الفرق فى الكتلة بين الكتلة الحسابية و الكتلة الفعلية و هذا النقص فى الكتلة يتحول الى طاقة حسب قانون أينشتين .

1. الكتلة الفعلية ( الوزن الذرى ) وهى كتلة النواة بعد تماسك مكوناتها .

2. ( الكتلة الحسابية أو النظرية ) و هى تحسب بقانون .

3. الكتلة الحسابية أكبر من الكتلة الفعلية

طريقة حساب طاقة الترابط النووى :

• نحدد عدد البروتونات ( Z ) و عدد النيترونات ( N ) .

• و سوف يعطى لنا فى المسألة كتلة البروتون mp و كتلة النيوترون mn و الكتلة الفعلية Mx

• الكتلة الحسابية = Zmp + Nmn .

• الفرق فى الكتلة يساوى =الكتلة الحسابية ــ الكتلة الفعلية Mx

• طاقة الترابط النووى = الفرق فى الكتلة × 931

أو يمكن حسابها مباشرة من العلاقة :

BE " " طاقة الترابط = ] (Zmp + Nmn ) - Mx [ × 931

حساب الكتلة الفعلية

• نحدد عدد البروتونات و عدد النيترونات .

• و سوف يعطى لنا فى المسألة كتلة البروتون mp و كتلة النيوترون mn و طاقة الترابط النووى

• الكتلة الحسابية = Zmp + Nmn .

• الكتلة الفعلية = الكتلة الحسابية ـ ( )

حساب الكتلة الحسابية

• الكتلة الحسابية = الكتلة الفعلية + ( طاقة الترابط ÷ 931 )

تدريب 4

احسب طاقة الترابط النووى بوحدات الجول و المليون الكترون فولت لنواة ذرة الهيليوم 2He اذا علمت أن الكتلة الفعلية لنواه ذرة الهيليوم 4.00151 وحدة كتل ذرية (u) و كتلة البروتون تساوى 1.00728 u و كتلة النيوترون تساوى 1.00866u .

الحل :

عدد البروتونات Z = 2 ، عدد النيوترونات N= 4 – 2 = 2 ،

كتلة البروتون mp = 1.00728 u ، كتلة النيوترونmn = 1.00866 u

الكتلة الفعلية Mx = 4.00151u

BE " " طاقة الترابط = ] (Zmp + Nmn ) - Mx [ × 931

BE " " طاقة الترابط = ] (2×1.00728 + 2×1.00866 ) – 4.00151 [ × 931

BE " " طاقة الترابط = 28.27 MeV

BE " " طاقة الترابط = 28.27 × 1.6 × 10-13 = 4.52 × 10-12 J

منحنى الإستقرار :

علاقة بيانية بين عدد النيوترونات ( محور رأسى ) و عدد البروتونات ( محور أفقى )

ملاحظات على منحنى الإستقرار :

1. انوية العناصر الخفيفة المستقرة ( عدد البروتونات = عدد النيوترونات ) و تكون النسبة بين عدد النيوترونات الى البروتونات كنسبة ( 1 : 1 ) و تزداد تلك النسبة تدريجياً حتى تصل الى ( 1.6 : 1 ) .

2. العناصر التى يزيد فيها عدد النيترونات عن الحد اللازم لإستقرارها تقع تقع على الجانب الأيسر لمنحنى الإستقرار و تكوت غالباً غير مستقرة و لكى تعود الى وضع الإستقرار لابد من تحول أحد النيوترونات الى بروتون و إلكترون سالب يسمى جسيم بيتا ( ) .

3. العناصر التى يزيد فيها عدد البروتونات عن الحد اللازم لإستقرارها تقع تقع على الجانب الأيمن لمنحنى الإستقرار و تكوت غالباً غير مستقرة و لكى تعود الى وضع الإستقرار لابد من تحول أحد البروتونات الى نيترون و بوزيترون يرمز له بالرمز ( ) .

4. العناصر التى يكون عددها الذرى كبيراًيكون موضعها أسفل المنحنى و تكتسب إستقرارها بإنبعاث دقيقة ألفا ( 2 بروتون و 2 نيترون ) و يرمز لها بالرمز ( ) .

أنواع الجسيمات التى تتكون منها المادة :

1. لبتونات .

2. هاردونات .

مميزاتها :

 ليس لها حجم مؤكد أو تركيب داخلى ولذلك تعبر أحد الجسيمات الأولية الحقيقية التى تتكون منها المادة .

 عدد اللبتونات التى أكتشفها العلماء حتى الأن 6 لبتونات .

 أحد هذه اللبتونات هو الإلكترون .

مميزاتها :

1. كتلتها أكبر من كتلة اللبتونات .

2. تتكون من جسيمات أصغر منها تسمى الكوارك .

3. تنقسم الى مجموعتين هما الميزونات و الباريونات .

ملحوظة :البروتونات و النيترونات كل منهما يتكون من 3 كوارك .

ملاحظات على النموذج السابق :

1. كل هاردون يتكون من 2 أو 3 كوارك .

2. عدد الكوارك سته .

3. شحنه ثلاثه منها 2/3 + ، و الثلاثة الأخرى شحنة كل من- 1/3 .

أنواع الكوارك :

• علوى ( u ) ـ ساحر ( بديع ) ـ قمى و شحنة كل منها 2/3 +

• سفلى ( d ) ـ غريب ـ قاعى و شحنة كل منها - 1/3 .

مثال : يتكون البروتون من ثلاثة كواركات ( d , u ,u ) و النيوترون من ثلاثة كواركات ( d , d , u ) احسب شحنة كل منهما .

الحل :

البروتون - 1 + 2 + 2 = +1

3 3 3

النيوترون - 1 + -1 + 2 = صفر

3 3 3

لاحظ :

1. مكتشف تلك الظاهرة العالم هنرى بيكوريل عام 1896 م .

2. أول من اطلق على هذه الظاهرة هذا الإسم مدام كورى عام 1898 م .

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

المقارنة ألفا بيتا جاما

طبيعتها تشبه نواة الهيليوم

2He

تشبه الإلكترون

-1e موجات كهرومغناطيسية سرعتها تساوى سرعة الضوء

الكتلة 4 مرات كتلة البروتون 1/1800 كتلة البروتون اى لها كتلة الإلكترون ليس لها كتلة

النفاذ أقل قدرة على النفاذ أكثر قدرة من الفا أكثرهم قدره على النفاذ

الإنحراف بالمجال الكهربى و المغناطيسى انحراف صغير انحراف كبير لا تنحرف

القدرة على تأين الوسط التى تمر فيه لها قدرة قوية أقل قدره من الفا اقل الإشعاعات قدره

حساب فترة عمر النصف :

الزمن الكلى

عمر النصف عدد الفترات

النسبة المئوية لما يتبقى بدون تحلل = الكتلة المتبقية × 100

الكتلة الأصلية

النسبة المئوية لما تحلل = ( الكتلة الأصلية ـ الكتلة المتبقية )× 100

الكتلة الأصلية

الحل :

الكتلة الأصلية = 120جم .

الكتلة المتبقية = 15 جم .

الزمن الكلى = 60 يوم

120جم ......( 1 )....... 60 جم .....( 2 )......... 30 جم .....( 3 )........ 15 جم

عدد الفترات = 3 فترات .

فترة عمر النصف = 60 ÷ 3 = 20 يوم .

الحل : الكتلة الأصلية = 6 جم . ، الكتلة المتبقية = ؟؟؟ ، فترة عمر النصف = 28 سنة .

عدد الفترات = 56 ÷ 28 = 2 فترة .

6 جم .......... ( 1 ) ............ 3 جم ........( 2 ) ............ 1.5 جم .

النسبة المئوية لما تبقى = ( 1.5 ÷ 6 ) × 100 = 25 % .

ماذا يقصد بقولنا أن فترة عمر النصف لليود المشع يساوى 8 أيام ؟؟.

ج : أى أن الزمن الذى يتناقص فيه عدد انوية اليود الى نصف عددها الأصلى عن طريق الإنحلال الإشعاعى يساوى 8 أيام .

التفاعلات الكيميائية التفاعلات النووية

تتم عن طريق إلكترونات المستوى الخارجى تتم عن طريق مكونات أنوية الذرات

لا ينتج عنها تحول العنصر الى عنصر أخر غالباً ما يصاحبها تحول العنصر الى عنصر أخر أو نظير .

نظائر العنصر الواحد تعطى نفس النواتج نظائر العنصر الواحد تعطى نواتج مختلفة

الطاقة الناتجة عنه صغيرة الطاقة الناتجة عنه هائلة

1. التحول الطبيعى للعناصر .

2. تفاعلات نووية صناعية .

3. الإنشطار النووى .

4. الإندماج النووى .

التحول الطبيعى للعناصر :

تغيراً تلقائياً لنواة غير مستقرة متحولة الى نواة أخرى بإنبعاث إشعاع ألفا و إشعاع بيتا .

لاحظ :

• يحدث ذلك التحول فى العناصر التى تقع على جانبى موضع الإستقرار .

• عند خروج جسيم ألفا يقل العدد الذرى بمقدار 2 و يقل العدد الكتلى بمقدار 4 لأن ألفا تشبه نواة الهيليوم .

• عند خروج جسيم بيتا يزيد العدد الذرى و احد بسبب تحول أحد النيوترونات الى بروتون فيزيد العدد الذرى واحد و يبقى عدد النيوكليونات ( العدد الكتلى ) كما هو .

• اى معادلة نووية موزونه لتساوى مجموع أعداد الكتلة و كذلك العداد الذرية فى طرفى المعادلة .

أمثلة تحفظ جيداً

1. تحول يورانيوم 238 الى ثوريوم 234 بإنبعاث دقيقة الفا و يتم ذلك كلأتى :

283

234 + 4

92 U 90 Th 2He

2. تحول نواة الكربون المشع الى نواة النيتروجين بإنبعاث جسيم بيتا و يتم ذلك كلأتى :

14 + 0

6 C 7 N -1e

أولاً : التفاعلات النووية الصناعية :

تفاعل يتم بين نواتين إحداهما تم تسريعها تسمى القذيفة و الأخرى تسمى الهدف .

خطوات حدوثة :

1. يتم قذف الهدف بالقذيفة المناسبة .

2. تتكون نواة مركبة غير مستقرة و ذات طاقة عالية .

3. النواة المركبة تفقد الطاقة الزائدة متحولة الى وضع الإستقرار .

ملاحظات :

1. يتم تسريع القذيفة بواسطة أجهزة تسمى معجلات نووية مثل الفانداجراف و السيكلترون .

2. من أمثلة القذائف النووية :

1 البروتون

2 الديوتيرون

4 دقيقة ألفا

2He

1 النيوترون

3. أول من أجرى تفاعل نووى صناعى كان العالم رذرفورد حيث إكتشف انه عند مرور أشعة الفا فى غاز النيتروجين فإنها تتحول الى نواة مركبة غير مستقرة ( الفلور ) ثم تفقد النواة المركبة الطاقة الزائدة على هئية بروتون و تنتج نواة الأكسجين .

4. فى التفاعل النووى الصناعى تتحول العناصر المتفاعلة الى عناصر أخرى .

تفاعلات نووية صناعية تحفظ جيداً

1. تحول نواة الألومنيوم الى نواة الماغنسيوم عند قذفها بقذيفة البروتون :

27 + 1

24 + 4

13Al 1 H 14Si 12Mg 2He

2. تحول نواة الماغنسيوم الى نواة الصوديوم عند قذفها بقذيفة الديوتيرون :

26 + 2

24 + 4

12Mg 1 H 13Al 11Na 2He

3. تحول نواة النيتروجين الى نواة الأكسجين عند قذفها بقذيفة ألفا :

14 + 4

17 + 1

7N 2 He 9F 8O 1H

4. تحول نواة الليثيوم الى نواة التريتيوم عند قذفها بقذيفة النيوترون :

6 + 1

3 + 4

3Li 0 n 1H 2He

س : علل :يفضل إستخدام النيوترون فى التفاعلات النووية الصناعية ؟؟.

ج : لأنه غير مشحون فلا يتنافر مع مكونات النواة .

س : فى التفاعل الأتى احسب الطاقة الناتجة من التفاعل الأتى :

14 + 4

17 + 1

7N 2 He 8O 1H

اذا علمت أن :

كتلة البروتون = 1.0081 u . ، كتلة دقيقة ألفا = 4.0039 u ، طاقة حركة الفا= 0.0083 u

كتلة نواة الأكسجين = 17.0045 u ، كتلة نواة النيتروجين = 14.0079 u

الحل

طاقة و كتل المتفاعلات = كتلة دقيقة الفا + كتلة نواة النيتروجين + طاقة حركة الفا

= 4.0039 + 14.0079 + 0.0083 = 18.0201 u

طاقة و كتل النواتج = كتلة البروتون + كتلة نواة الأكسجين + E طاقة حركة كل منهما

= 1.0081 + 17.0045 + E = 18.0126 + E

طاقة و كتل المتفاعلات = طاقة و كتل النواتج

18.0201 = 18.0126 + E

E = 18.0201 - 18.0126

E = 7.5 × 10-3 u

E = 7.5 × 10-3 × 931 = 6.9825 مليون الكترون فولت .

ثانياً : الإنشطار النووى :

انقسام نواة ثقيلة الى نواتين متقاربتين فى الكتلة نتيجة لتفاعل نووى .

لاحظ :

التفاعل السابق يمكن التحكم فيه عند اجراؤه فى مفاعل نووى و لا يمكن التحكم فيه عند اجراؤه فى قنبلة نووية .

شروط حدوثه :

1. وجود قذيفة مناسبة ( النيوترونات ) .

2. الوقود النووى ( مثل يورانيوم 235 ) القابل للإنشطار و لابد أن يتميز بأن له حجم يسمى الحجم الحرج .

لاحظ :

• اذا كان حجم اليورانيوم أقل من الحجم الحرج فإن التفاعل لن يبدأ .

• اذا كان الحجم مساوياً الحجم الحرج يبدأ التفاعل بطئ .

• اذا كان الحجم أكبر بكثير من الحجم الحرج يكون معدل التفاعل سريع جداً و يكون مصحوب بحدوث انفجار كما يحدث فى الفنبلة النووية .

مثال :

انشطار نواة اليورانيوم 235 عند قذفها بقذيفة النيوترون فتنقسم الى ذرة كربتون و ذرة باريوم و ثلاث نيوترونات جديدة .

235 + 1

236

141 + 92 + 1

92U 0 n 92U 56 Ba 36Kr 3 0n

علل : يسمى التفاعل الإنشطارى بالتفاعل المتسلسل ؟؟

ج : لأن النيوترونات الناتجة تستخدم كقذائف جديدة مما يضمن استمرار التفاعل .

ما هى فكرة عمل القنبلة الإنشطارية ؟؟.

ج : حدوث تفاعل انشطارى متسلسل فى وقت قصير تنتج عنه طاقة حرارية ضخمة تتزايد بإستمرار التفاعل إذا أمكن استخدام اكبر عدد من النيوترونات .

ثالثاً : الإندماج النووى :

تفاعل نووى يتم فيه دمج نواتين خفيفتين لتكوين نواة أثقل .

ملاحظات هامة :

1. تحدث العديد من التفاعلات الإندماجية داخل الشمس و النجوم حيث تصل درجة الحرارة الى الى ملايين الدرجات .

2. الإندماج النووى هو مصدر الطاقة المدمرة للقنبلة الهيدروجينية .

3. التفاعل الإندماجى يحتاج الى 10 مليون درجة مطلقة لبدء التفاعل و لذلك يصعب تحقيقه فى المختبرات .

مثال :

اندماج نواتى الديوتيرون لتكوين نواة الهيليوم و وجود فرق فى الكتلة يتحول الى طاقة قدرها 24 مليون إلكترون فولت .

2 + 2 حرارة عالية

3 + 1 + 24MeV

1H 1 H 2 He 0n

يتم فيه اجراء التفاعلات النووية للحصول على الطاقة فقط دون حدوث انفجار .

فكرة عمله :

التحكم فى عدد النيوترونات الناتجة من التفاعل المتسلسل و يتم ذلك بإستخدام قضبان التحكم .

س : كيف نتحكم فى معدل التفاعل النووى فى المفاعل النووى ؟؟.

ج : من خلال التحكم فى وضع وعدد قضبان التحكم حيث يقل معدل التفاعل كلما أدخلت القضبان داخل المفاعل .

الإستخدام السلمية للإشعاع

1. المواد المشعة تستخدم فى الطب و الصناعة و الزراعة و البحث العلمى .

2. الطاقة النووية الهائلة تستخدم لإنتاج الطاقة الكهربية فى محطات القوى الكهربية .

المواد المشعة فى الطب :

تستخدم فى علاج السرطان بطريقتين هما :

1. توجيه أشعة جاما الناتجة من الكوبلت 60 أو السيزيوم 137 الى مركز الورم السرطانى فتقتل الخلايا السرطانية .

2. تغرس إبر من الراديوم 226 المشع فى الورم السرطانى بهدف قتل الخلايا المصابة .

المواد المشعة فى الصناعة :

تستخدم أشعة جاما فى التحكم الألى فى بعض خطوط الإنتاج .

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

س : اشرح كيف تستخدم أشعة جاما فى التحكم الألى فى عملية صب الصلب المنصهر .

1. يوضع مصدر لأشعة جاما مثل الكوبلت 60 أو السيزيوم 137 عند أحد جوانب ألة الصب .

2. يوضع فى الجانب الأخر كاشف اشعاعى يستقبل أشعة ألفا .

3. عندما تصل كتلة الصلب الى أبعاد معينة لا يستطيع الكاشف استقبال أشعة جاما ، فيتم ايقاف عملية الصب .

لو كنت لسه صاحى و منمتش قولى استخدامين لـ الكوبلت 60 أو السيزيوم 137 ؟؟.

لسه بتفكر !!!!!!!!!!!!!!! و الله حرام عليك .

المواد المشعة فى الزراعة :

تستخدم أشعة جاما فى :

1. تعقيم المنتجات النباتية و الحيوانية لحفظها من التلف و إطالة فترة تخزينها .

2. تعقيم ذكور الحشرات للحد من انتشار الأفات .

3. تعريض البذور لجرعات مختلفة من أشعهة جاما بغرض حدوث طفرات بالأجنة بها و انتخاب الصالح منها لإنتاج نباتات أكثر انتاجية و أكثر مقاومة .

المواد المشعة فى مجال البحوث العلمية :

تستخدم المواد المشعة فى العديد من الأبحاث العلمية

مثال : وضع مواد مشعة فى المواد الأساسية التى يستخدمها النبات ثم نتتبع الإشعاعات الصادرة من هذه المواد لمعرفة دوراتها فى النبات كإدخال ماء به أكسجين مشع و نتتبع أثره .

الأثار الضارة للإشعاع

أنواع الإشعاع :

1. الإشعاع المؤين :هو الإشعاع الذى يحدث تغيرات فى تركيب الأنسجة التى تتعرض له

من أمثلة الإشعاع المؤين : أشعة الفا و بيتا و جاما .

علل : تسمى الإشعاعات المؤينة بهذا الإسم ؟؟.

ج : لأنها تؤدى الى تأين المواد التى تتصادم معها .

أضرار الإشعاع المؤين :

تؤدى الإشعاعات المؤينة الساقطة على الخلية الى تأين جزيئات الماء الذى يمثل الجزء الأكبر من أى خلية مما يؤدى على المدى القريب الى :

• اتلاف الخلية و تكسير الكروموسومات و احداث بعض التغيرات الجينية .

بينما تؤدى على المدى البعيد الى :

• موت الخلية .

• منع أو تأخر انقسام الخلية أو زيادة معدل انقسامها مما يؤدى الى الأورام السرطانية .

• حدوث تغيرات مستديمة فى الخلية تنتقل وراثياً الى الأجيال التالية و تكون النتيجة ظهور مواليد جديدة مختلفة عن الأبوين المنتجين .

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

2. الإشعاع غير المؤين :هو الإشعاع الذى يحدث تغيرات فى تركيب الأنسجة التى تتعرض له

من أمثلة الإشعاع غير المؤين

اشعاعات الراديو المنبعثة من :

• الهاتف المحمول و الميكروويف .

• الضوء و الأشعة تحت الحمراء .

• الأشعة فوق البنفسجية .

• أشعة الليزر .

أضرار الإشعاع غير المؤين :

1. الإشعاعات الصادرة من أبراج الهاتف المحمول تؤدى الى تغيرات فسيولوجية فى الجهاز العصبى ينتج عنها أن سكان المناطق القريبة من الأبراج يعانون من :

( الصداع ـ فقدان الذاكرة ـ دوخة ـ أعراض إعياء )

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

س : علل : اتفق العلماء انه يجب الا تقل المسافة بين المساكن و برج الهاتف المحمول عن 6 أمتار ؟؟.

ج :لأن هذه المسافة أمنه لحماية السكان من من أضرار الإشعاعات الصادرة من تلك الأبراج .

2. اشعاعات الراديو الناتجة من الهاتف المحمول لها مجال مغناطيسى و كهربى يؤثر على الخلايا بالإضافة الى ارتفاع درجة الحرارة نتيجة امتصاص الخلايا للطاقة .

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

3. استخدام الحاسب المحمول ( اللاب توب ) بوضعه على الركبتين يؤثر على الخصوبة .

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

AI Tools & Automation Mastery – Roadmap to 2026

Post a Comment

إرسال تعليق

About Us

Formulaire de contact

درس مادة الكيمياء النووية

You might like

Post a Comment

إرسال تعليق

Formulaire de contact