الفيزياء الجامعية — الفيزياء النووية: التفاعلات النووية والانشطار

الفيزياء الجامعية — الفيزياء النووية: التفاعلات النووية والانشطار

\n

الفيزياء النووية تدرس تركيب النواة الذرية وتفاعلاتها. في هذا الدرس، سنتناول التفاعلات النووية والانشطار النووي، وهما من أهم العمليات في الفيزياء الحديثة مع تطبيقات في الطاقة والطب.

\n\n

تركيب النواة

\n

تتكون النواة من البروتونات (موجبة الشحنة) والنيوترونات (متعادلة الشحنة) المرتبطة بـ القوة النووية الشديدة. عدد البروتونات Z يحدد العنصر، وعدد النيوترونات N يحدد النظير. طاقة الربط النووية (Binding Energy) هي الطاقة اللازمة لتفكيك النواة إلى مكوناتها. كلما زادت طاقة الربط لكل نوكليون، زاد استقرار النواة.

\n\n

النشاط الإشعاعي

\n

تتحلل النوى غير المستقرة تلقائياً بانبعاث: جسيمات ألفا (نوى هيليوم)، جسيمات بيتا (إلكترونات أو بوزيترونات)، أشعة جاما (فوتونات عالية الطاقة). قانون الاضمحلال الإشعاعي: N = N₀ e^(-λt)، حيث λ ثابت الاضمحلال. عمر النصف (Half-life) هو الزمن اللازم لاضمحلال نصف النوى.

\n\n

التفاعلات النووية

\n

تحدث التفاعلات النووية عندما تصطدم نواة بجسيم آخر، محدثة تغييراً في تركيب النواة. الأمثلة: التفاعل البروتوني-النيوتروني، التقاط النيوترون. التفاعل النووي يخضع لقوانين حفظ: حفظ الطاقة، حفظ الزخم، حفظ الشحنة، حفظ عدد النوكليونات.

\n\n

الانشطار النووي

\n

الانشطار النووي هو انقسام نواة ثقيلة (مثل اليورانيوم-235) إلى نواتين أخف وزناً مع انبعاث نيوترونات وطاقة هائلة. يستخدم في المفاعلات النووية لتوليد الكهرباء. يتطلب التحكم في سلسلة التفاعل باستخدام قضبان التحكم التي تمتص النيوترونات الزائدة.

\n\n

للمزيد من الدروس في الفيزياء الجامعية، يمكنك الاطلاع على: الفيزياء الجامعية — الديناميكا الحرارية: القوانين الأساسية و الفيزياء الجامعية — البصريات الفيزيائية: الاستقطاب.