العلوم الفيزيائية — التحولات النووية: الانشطار النووي والاندماج النووي — الثالثة ثانوي — بكالوريا — المنهاج الجزائري

التحولات النووية: الانشطار والاندماج النوويان

التحولات النووية (Transformations nucléaires) هي تغيرات في نواة الذرة تؤدي إلى تحول عنصر إلى آخر. أهم نوعين من التحولات النووية هما الانشطار النووي والاندماج النووي، وكلاهما يحرر طاقة هائلة.

1. الانشطار النووي (Fission nucléaire)

الانشطار النووي هو انقسام نواة ذرة ثقيلة (مثل اليورانيوم 235 أو البلوتونيوم 239) إلى نواتين أخف وزناً عند قذفها بنيوترون، مع تحرير طاقة كبيرة ونيوترونات إضافية.

مثال: انشطار اليورانيوم 235:
²³⁵U + n → ¹⁴¹Ba + ⁹²Kr + 3n + طاقة

التفاعل المتسلسل (Réaction en chaîne): النيوترونات المحررة تصطدم بنوى أخرى محدثة انشطارات جديدة، مما يؤدي إلى تفاعل متسلسل. يستخدم هذا المبدأ في المفاعلات النووية والقنابل الذرية.

2. الاندماج النووي (Fusion nucléaire)

الاندماج النووي هو اتحاد نواتين خفيفتين (مثل الهيدروجين) لتكوين نواة أثقل (الهيليوم)، مع تحرير طاقة هائلة. يحدث الاندماج في النجوم (بما فيها الشمس) ويتطلب درجات حرارة عالية جداً (ملايين الدرجات).

مثال: اندماج الديوتيريوم والتريتيوم:
²H + ³H → ⁴He + n + طاقة

الاندماج يحرر طاقة أكبر بكثير من الانشطار (لكل وحدة كتلة) وهو أنظف بيئياً (لا ينتج نفايات مشعة طويلة العمر).

3. الفرق بين الانشطار والاندماج

الانشطار: انقسام نواة ثقيلة، يستخدم في المفاعلات النووية الحالية، ينتج نفايات مشعة.
الاندماج: اتحاد نواتين خفيفتين، لم يتحقق تجارياً بعد، أنظف وأكثر أماناً.

4. تطبيقات التحولات النووية

• إنتاج الكهرباء في محطات الطاقة النووية.
• الأسلحة النووية.
• الطب النووي (التصوير والعلاج الإشعاعي).
• التأريخ بالكربون المشع (C14).
• إنتاج النظائر المشعة للأغراض الصناعية والطبية.

5. تمارين مقترحة

التمرين 1: قارن بين الانشطار والاندماج النوويين من حيث آلية التفاعل والطاقة المحررة.
التمرين 2: اشرح مفهوم التفاعل المتسلسل في الانشطار النووي.
التمرين 3: لماذا يعتبر الاندماج النووي مصدر طاقة المستقبل؟

للمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع، يمكنكم الاطلاع على دروس مشابهة: قوانين نيوتن للحركة و الحلقات في بايثون.