الإنشطار النووي

تعريف الإنشطار النووي

هو عملية تفتت أو إنشطار نواة ثقيلة مثل نواة اليورانيوم إلى نواتين متقاربتين في الكتلة.

إكتشافه

    كان إكتشاف الإنشطار النووي نتيجة لمحاولة عمل عنصر له عدد ذري أكبر من 92 وذلك بواسطة تفاعل النيترون – جاما لنواة اليورانيوم ، ويصحبها تفكك النواة بواسطة ^–β . وفي عام 1934 م إقترح فيرمي Fermi قذف نواة اليورانيوم بواسطة نيوترون لإنتاج عنصر عدده الذري أكبر من 92. وخلال هذه المحاولة تم الحصول على كل من ¹⁴⁰₅₇La و  ¹³⁹₅₆Ba في نواتج التفاعل. وقد تم تفسير ذلك بأن ذرة اليورانيوم إنشطرت إلى جزئين وهما ذرتين لعناصر متوسطة الوزن.

وإذا حدث هذا فعلا من وجود أنوية أوزانها الذرية في حدود 90 إلى 100 وعدد ذري في حدود 35.

وأستطاع هانز واستر اسمان أن يجدا عناصر مشعة وهي نظير الإسترانشيوم Z= 38 ونظير التيريوم Z= 39 وهذا الذي يحقق المطلوب لتحقيق نظرية الإنشطار. كما وجد نظير الكريبتون Z= 36 ونظير الزينون Z= 54 .

ولقد تم إنشطار نواة كل من ²³²Th, ²³⁸U, ²³⁵U وذلك بواسطة النيوترون والبروتون والديوترون وألفا وأشعة جاما وأشعة إكس ذات الطاقات المتوسطة. وقد أمكن حدوث الإنشطار في الأنوية الأخف مثل : البزموث والرصاص والذهب وذلك بقذيفة ذات طاقة عالية جدا تصل بين 50 إلى 450 مليون إلكترون فولت. وقد وجد أن أنوية العناصر التالية: ²³²U, ²³³U, ²³⁵U, ²³⁹Pu, ²⁴¹Am, ²⁴²Am يمكن إنشطارها بواسطة نيوترونات بطيئة أو سريعة. أما العناصر ²³²Th, ²³¹Pa, ²³⁸U فتحتاج إلى نيوترونات سريعة لإنشطارها ويخرج مع الإنشطار كمية هائلة من الطاقة حوالي 200 مليون إلكترون فولت لكل إنشطار وذلك لأن نواتج الإنشطار عبارة عن أنوية متوسطة الوزن لها قوة ترابط عالية أكثر من النواة الأم الثقيلة. وترجع أهمية الإنشطار النووي إلى كمية الطاقة الهائلة كما أن عدد النيوترونات الناتجة من الإنشطار أكثر من نيوترون تسبب سلسلة من الإنشطارات وقد وجد أن عدد النيوترونات الناتجة لكل نيوترون أمتص هي 1، 2 لليورانيوم- 235 و 3، 1 لليورانيوم -238 و 1،2 للبلوتونيوم-239.

أنواع الإنشطار النووي : يصنف الإنشطار النووي إلى نوعين :

1. الإنشطار التلقائي.
2. الإنشطار المستحث بالنيوترون.

الإنشطار التلقائي : يعرف بـ الإنشطار الذي يحدث دون مؤثر خارجي على النواة.

الإنشطار المستحث النيوترون : يعرف بـعملية تحفيز وإسراع عملية الإنشطار النووي من خلال قصف النوي الإنشطارية بالنيوترونات كما يحصل في المفاعلات النووية.

"عملية الإنشطار النووي يمكن السيطرة عليها كما في المفاعلات، أو لا يمكن السيطرة عليها كما في الأسلحة النووية"

تقوم النيوترونات الحرة الناتجة من عملية الإنشطار إلى تكوين إنشطارات أخرى والتي تؤدي بالتالي إلى تكوين نيوترونات حرة أخرى وتستمر هذه السلسلة من التفاعلات مؤدية إلى إنتاج كميات هائلة من الطاقة يطلق على المواد الإنشطارية والتي لها القدرة على توليد هذه السلسلة الطويلة من الإنشطارات النووية اسم الوقود النووي.

استخدامات الطاقة المتولدة من عملية الإنشطار النووي :

1) توليد الكهرباء.                                             2) تسيير السفن والغواصات.

                             3) الأسلحة النووية ...إلخ