الكيمياء واختلاف المادة و كيفية تفاعل الذرات لتكوين الجزيئات وكيفية تفاعل الجزيئات مع بعضها البعض كل هذا مرتبط بدراسه العلم وتفاعلات المادة وعلاقتها بالطاقة كل ماتريد معرفة عن الكيمياء في موقع ويكي العربي فتابعونا .
الطاقة النووية (Nuclear Eneregy) هي الطاقة التي تنطلق أثناء انشطار أو اندماج الأنوية الذرية. تشكل الطاقة النووية 20% من الطاقة المولدة بالعالم. العلماء ينظرون إلى الطاقة النووية كمصدر حقيقي لا ينضب للطاقة. وما يثير الشكوك حول مستقبل الطاقة النووية هو التكاليف النسبية، والمخاوف العامة المتعلقة بالسلامة، وصعوبة التخلص الآمن من المخلفات عالية الإشعاع.
وذلك انسجاماً مع متطلبات النظرية النسبية التي تنص على أن الطاقة المتحررة E نتيجة نقص في الكتلة مقداره m يعطى بالعلاقة: E = mc2 (1) حيث ترمز c إلى سرعة الضوء وهي تقارب s3 χ108 m/sec .
محتوى المقالة
طاقة ارتباط النكليون في النوى بدلالة عددها الكتلي A
وإذا حسبت كتلة ذرة X عددها الذري Z وعددها الكتلي A ورمزها، بواحدة الكتل الذرية amu انطلاقاً من كتل مكوناتها وهي Z بروتوناً و (A-Z) نتروناً، وبافتراض p كتلة البروتون بواحدة الكتلة الذرية amu وn كتلة النترون بالواحدة ذاتها لوجد:
M1= Zp + (A-Z)n (2)
وإذا قورنت هذه الكتلة بكتلة الذرة M2 كما نعلمها من قياساتنا المباشرة لها، لوجدنا فرقاً بينهما m = M1- M2. إن هذا الفرق في الكتلة يمثل طاقة تمتلكها النواة تعطى وفق نظرية أينشتاين بالعلاقة E = mc2.
تسمى الطاقة اللازمة لانتزاع بروتون أو نترون وحيد من نواة ذرة ما طاقة الارتباط binding energy، ويكفي لحساب الطاقة اللازمة لتفكيك نواة ما إلى مكوناتها تعويض p بـ s1.00812 amu و n بـ s1.00893 amu في العلاقة m = M1- M2 وملاحظة أن:
s1amu = 931 MeV (3)
إن انشطار نواة من اليورانيوم 235 تولد مايزيد عن نترونين إضافة إلى طاقة تعادل مليوني مرة ماتنتجه كتلة مساوية من الفحم
وإذا رسمت طاقة الارتباط العائدة لنكليون وحيد (بروتون أو نترون) أي بدلالة العدد الكتلي A لوجد منحن كالمبين في الشكل (1) الذي يلفت النظر فيه وجود ثلاث مناطق هي:
(أ) منطقة يصعد فيها المنحني بسرعة وتشغله نوى الذرات الخفيفة مثل
وجميعها تتصف بطاقة ارتباط عالية للنكليون الواحد مما يشير إلى استقرارها الشديد بالمقارنة مع ما يجاورها من ذرات.
(ب) منطقة تبلغ فيها طاقة الارتباط للنكليون الواحد حداً أعظمياً قيمته s8.4 MeV بجوار العدد الكتلي A=60. وتقع قيمة للذرات التي تراوح أعدادها الكتلية بين 60 العائدة للحديد و 150 العائدة للقصدير وسطياً حول القيمة s8.4 MeV.
(حـ) منطقة تتناقص فيها قيمة وتشتمل على العناصر الثقيلة، وتبلغ قيمتهاs7.6 MeV لعنصر اليورانيوم 238.
إن تأمل منحني طاقة الارتباط للنكليون الواحد يقود إلى الاستنتاجات المهمة الآتية:
إن انشطار نواة يورانيوم 235 نتيجة قذفها بنترون يعطي نواتين تقعان في جوار منتصف جدول مندلييف الدوري إذ تبلغ القيمة s8.4 MeV (في الواقع يرافق انشطار النواة صدور نترونين أو ثلاثة يحمل كل منهما طاقة تساوي s8.4 MeV)؛ فالطاقة الإجمالية المتحررة من النواة تقارب s8.4 χ 235 MeV، ولما كانت طاقة الارتباط لكل نكليون في نواة اليورانيوم 235 تساويs7.55 MeV تقريباً، فإن الطاقة الفائضة تعطى بـ :
(s8.4 χ 235) – (7.55 χ 235)
وهذه تعادل نحو s200 MeV بمعنى أن الطاقة المتحررة من انشطار نواة يورانيوم وحيدة تساويs200 MeV، تتوزع كالآتي:
s160MeV طاقة حرارية تحملها شظايا الانشطار.
s20MeV طاقة تحررها نواتج تفكك شظايا الانشطار
s10MeV طاقة تتحرر بفعل أسر النترونات
s5MeV طاقة حركية تحملها النترونات وعددها وسطيا 2.55 نتروناً في حالة الـ 235 235 U
