العلوم الفيزيائية — التحولات النووية: الانشطار والاندماج — الثالثة ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

التحولات النووية: الانشطار والاندماج

التحولات النووية تغير في نواة الذرة. نوعان رئيسيان: الانشطار والاندماج. يحرران طاقة هائلة.

1- طاقة الربط النووية

قوى الربط النووية تربط البروتونات والنيوترونات في النواة. طاقة الربط: الطاقة اللازمة لتفكيك النواة إلى مكوناتها. نقص الكتلة (Deficit de masse): الفرق بين كتلة النواة ومجموع كتل مكوناتها. E = mc² (أينشتاين).

2- الانشطار النووي (Fission)

انشطار نواة ثقيلة (مثل U-235) إلى نواتين أخف وزناً. يطلق طاقة ونيوترونات إضافية. تفاعل متسلسل: النيوترونات المنطلقة تسبب انشطارات أخرى. يستخدم في المفاعلات النووية والقنابل الذرية.

مثال: ₉₂²³⁵U + ₀¹n → ₅⁶¹⁴¹Ba + ₃⁶⁹²Kr + 3₀¹n + طاقة.

3- الاندماج النووي (Fusion)

اتحاد نواتين خفيفتين لتكوين نواة أثقل. يطلق طاقة أكبر من الانشطار (لكل جرام). يحتاج لدرجات حرارة عالية جداً (ملايين الدرجات). يحدث في الشمس والنجوم. التجارب: مشروع ITER للاندماج النووي.

مثال: ₁²H + ₁³H → ₂⁴He + ₀¹n + طاقة (تفاعل الاندماج في القنبلة الهيدروجينية).

4- المفاعلات النووية

تستخدم الانشطار النووي لتوليد الكهرباء. المكونات: وقود نووي (U-235)، وسيط (ماء ثقيل)، مبرد، قضبان تحكم. تحويل الطاقة النووية → حرارية → ميكانيكية → كهربائية.

5- الأمان النووي والنفايات

النفايات المشعة تحتاج آلاف السنين لتتلاشى. حوادث: تشيرنوبيل (1986)، فوكوشيما (2011). طرق التخلص: الدفن العميق، إعادة المعالجة.

تمارين محلولة

التمرين 1: احسب الطاقة الناتجة عن تحول 1g من المادة. E = 0.001×(3×10⁸)² = 9×10¹³ J.

التمرين 2: الفرق بين الانشطار والاندماج: الانشطار تقسيم نواة ثقيلة، الاندماج اتحاد نواتين خفيفتين.

خلاصة

التحولات النووية مصدر طاقة هائل. الانشطار يستخدم في المفاعلات النووية، والاندماج يحدث في الشمس وهو طاقة المستقبل.