الـتـفـاعـلات الـنـوويـة

إعداد: بتول حبنكة الميداني

الرئيسية                  المنتدى                      عن الموقع                        عن المدرسة                        اتصل بنا   

هي التفاعلات التي تختص في نواة الذرة وخاصة النترونات ( Neutrons ) وغيرها من أجزاء النواة .

   العناصر المشعة هي أساس هذه التفاعلات ، مثل اليورانيوم U ونظير الصوديوم  QUOTE   ( نظير العنصر هو تساوي في عدد البروتونات واختلاف في عدد النترونات عن عددها في العنصر الأصلي ) وهذه العناصر غير ثابتة فهي تتحول إلى عناصر أخرى مختلفة ، وهذه التحولات تتضمن :

1.    عملية (alpha ( QUOTE   حيث تتفكك ذرة عنصر ما فينطلق غاز الهيليوم وتتشكل ذرة عنصر آخر .

2.    عملية beta ( QUOTE   حيث يتحول نترون في النواة إلى بروتون مطلقاً إلكترونات عالية الطاقة .

3.    عملية  positron ( ^{QUOTE   +}) حيث يتحول بروتون إلى نترون مطلِقاً بوزيترونات ( إلكترونات موجبة الشحنة )

 مثال :

²Na₁₃→³Mg ₁₂ + β + Gamma rays

 

   إن أشعة Gamma تشبه الضوء وهي ذو حقل مغناطيسي كهربائي ، وبفضل توترها العالي تمتلك طاقة عالية جداً فعندما تحدث عملية    QUOTE   أوعملية  QUOTE   تكون  النواة الجديدة في حالة مثارة ( عالية الطاقة ) ، وأشعة  Gamma تُرسَل لتجعل النواة في حالة طاقة أقل .

كما تتضمن التفاعلات النووية تفاعل نويات مع نواة ذرة ما ، فمثلاً عندما تطلق نترونات إلى ذرة الصوديوم بعض الذرات الثابتة ®Na₁₂  نواتها تأخذ هذه النترونات وتتحول إلى صوديوم مشع ²Na₁₃ وفق المعادلة :

®Na₁₂ + ¦n₁→²Na₁₃ + Gamma rays

 

   يمكن أيضاً للنواة أن تتفاعل مع نواة أخرى  ، وبما أنهما موجبتا الشحنة لوجود البروتاونات داخلهما فهذا إذاً يؤدي إلى تنافرهما ولكن عندما نقدم للنواة طاقة هائلة تتغلب بها على هذا التنافر وتنتج نواة جديدة لعنصر ما ، وتتم هذه العمليات في أجهزة خاصة مثل جهاز السيلكلوترون وهو جهاز لتحطيم نوى الذرات أو مولد Van de Graaff  وغيرها من الأجهزة .

   وتم عن طريق هذه التفاعلات الحصول على عناصر جديدة صناعية أضيفت إلى الجدول الدوري مثل النبتينيوم (°Np) الذي صنع عن طريق تفاعل اليورانيوم °U)) مع نظير الهيدروجين ªH₁)) وعندما اندمجت النواتان أعطتنا °Np مع نترونين :

°U ₁₄₆ + ªH₁→±Np₁₄₅ + 2¦n₁

 

  اكتشــف العلماء الفرنسـيون النشاط الإشعاعي حين فاعلوا البورون (₅B) والألمـينيوم (₁₃Al) ووجهـوا إليهما جزيئات  QUOTE   (هي جزيئات تُطْلَق مــن قبل بعض العناصر التي يفوق عددهـا الذري 83 ) فنتج عن ذلك نظـائر مشعة للنتروجين (₇N) والفوســفور (₁₅P) ونتج أيضاً نظائر ثابتــــــــة ( غير مشعة ) لهذه العناصر ، والعلماء في اليابان اكتشفوا الانشطار النووي  في عام 1938 حيث قاموا بإشعاع اليورانيوم بمزيد من النترونات فانقسمت النواة في بعض ذراته إلى نواتين تحمل كل منهما نصف العدد الذري فانطلقت طاقة هائلة وهذه الطاقة تم استخدامها في الأسلحة النووية .

   تستخدم هذه التفاعلات للحصول على العناصر المشعة وأيضاً في التشخيص الطبي والمعالجة واستطاعوا الحصول على عينات بيولوجية مثل القليل من دم الإنسان وبعض الأنسجة لكنها مندمجة مع عناصر بسيطة دون رابطة كيميائية فاصلة .