التحولات النووية
: املا الجدول التالي و اجب على الأسئلة
الأسئلة:
- ماذا يمثل العددان و؟
- لاحظ العدد ماذا تستنتج؟
- كيف نسمي الانوية الثلاثة ؟
- هل تقع في نفس الخانة في الجدول الدوري للعناصر ؟
- كيف نفسر تماسك النواة ؟
املا الجدول التالي و اجب على الأسئلة
الأسئلة:
- ماذا يمثل العددان و؟ عدد كتلي - عدد ذري
- لاحظ العدد ماذا تستنتج؟ لا يتغير انه لعنصر الهيدروجين
- كيف نسمي الانوية الثلاثة ؟ نظائر
- هل تقع في نفس الخانة في الجدول الدوري للعناصر ؟ نعم.
- كيف نفسر تماسك النواة ؟ الفعل النووي القوي و الفعل النووي الضعيف بين مكونات النواة
تتكون الذرة من نواة مركزية و الكترونات تدور حول النواة في مدارات معينة و بسرعة كبيرة تحتوي النواة على جسيمات صغيرة جدا تدعى النوكليونات و هي نوعان:
- البروتونات - النيوترونات
- يسمى عدد البروتونات في النواة العدد الشحني و يرمز له ب:
- يسمى عدد النوكليونات في النواة العدد الكتلي. و يرمز له
- يرمز لعدد النيوترونات ب:
لتكن ذرة عنصر
كتلة الذرة
كتلة الالكترونات مهملة أمام كتلة البروتونات و النوترونات و منه :
تقدر كتل الجسيمات بوحدة الكتل الذرية و هي:
- متى نقول عن نواة أنها مستقرة أو غير مستقرة ؟ . دعم إجابتك بأمثلة .
- لاحظ الشكل رقم-1-
-1- الشكل رقم
بعض الأنوية تكون فيها القوة النووية غير كافية للحفاظ على تماسك النواة فتتفكك تلقائيا لتتحول إلى أنوية مستقرة كلما ازدادت قيمة العدد الشحني
النواة غير المستقرة تتحول تلقائيا إلى نواة أكثر إستقرار مختلفة و يرافق هذا التحول انبعاث إشعاعات يسمى هذا التحول النشاط الإشعاعي و تسمى النواة الغير مستقرة نواة مشعة.
يكشف على النشاط الاشعاعي عن طريق الاشعاعات المنبعثة منه باستعمال عدّاد يسمى عداد جيجر ، حيث في جوار منبع مشع يصدر العداد صوت في كل مرة يصله إشعاع من المنبع المشع .
الأنوية التي تتميز بزيادة في عدد النوترونات، بالنسبة لعدد البروتونات بالنسبة للأنوية المستقرة تعطي أثناء تحولها الإشعاع
الجسيم
- تخترق بعض المليمترات من الالمنيوم
- تموضع الابن بالنسبة للجدول الدوري أو المنحنى
- تـفسير إصدار إلكترون ناتج عن تحوّل نترون إلى بروتون داخل النواة
الأنوية التي تتميز بزيادة في عدد البروتونات، بالنسبة للأنوية المستقرة تعطي أثناء تحولها الإشعاع
الجسيم
- تخترق بض المليمترات من الالمنيوم
- تموضع الابن بالنسبة للجدول الدوري أو المنحنى
- تـفسير إصدار بوزيتون ناتج عن تحوّل بروتون إلى نترون داخل النواة
الأنوية الثقيلة تعطي أثناء تفككها نواة الهيليوم
الجسيم
- سرعتها متواضعة , تتوقف من أجل بعض السنتمترات من الهواء أو الورق و لكن إشعاعها خطير.
- تموضع الابن بالنسبة للجدول الدوري أو المنحنى
النواة الناتجة اثناء تفكك نواة مشعة تكون مثارة, تملك طاقة بزيادة تحررها على شكل اشعاع
تصاحب التفكك
إن قوانين الانحفاظ
حيث
انحفاظ شحنة النواة
انحفاظ الكتلة عدد النكليون ( النويات)
1- اليورانيوم
- أكتب معادلة تفكك اليورانيوم .
2- الرادون
- أكتب معادلة تفكك الرادون .
3- الكوبلت
- أكتب معادلة تفكك الكوبلت .
4- الفوصفور
- أكتب معادلة تفكك الفوصفور .
- إن التناقص الاشعاعي لا يتعلق بالشروط الخارجية و هو عشوائي إذ لا يمكن معرفة إذا كانت نواة محددة تتناقص أو لا خلال فترة زمنية .
- إذا كان عدد الذرات أكثر كان عدد التفككات أكبر.و نعبر عنه رياضيا :
( الاشارة تبين التناقص مع مرور الزمن ).
لدينا
وعليه التغير في عدد الأنوية
حيث
يقاس بالبكريل
حسب الشروط الإبتدائية المعتبرة : عدد الأنوية كبير، في هذه الشروط ، قد تؤول مدة التسجيل إلى الصفر . فنكتب :
نسمي المعادلة
- الجداء لا وحدة له ، ومنه وحدةهي مقلوب وحدة الزمن .
- الثابت معرف حسب الشروط الإبتدائية : عنديكون.
عدد النوى المتبقية في عينة مشعة عند لحظة
يسمى الثابت
تقبل المعادلة التفاضلية الحل البياني
لدينا
حيث
و عليه
لدينا عينة من الكوبلت
- بعد كم من الزمن تصبح كتلة العينة
ثابت النشاط الإشعاعي
يسمح نصف العمر بتصنيف التناقص الاشعاعي في العينة حيث يمثل المدة التي يتناقص فيها النشاط إلى النصف تتميز النواة بزمنين :
حيث
حيث
حيث :
- يمكن بواسطة الاشعاع تقدير عمر المواد العضوية ( ذات عمريقارب سنه) باستعمال الكربون(سنه ) حيث عندما يموت العضو الكربونلا يتجدد و عليه يبدأ في التناقص . نعتبرالنشاط الابتدائي للعينة الناتج عن الكربونعند اللحظةبعد الموت يكون نشاطهاو عليه
- يمكن بواسطة الاشعاع تقدير العينات ذات عمر أكبر من سنه باستعمال اليورانيوم.
- يمكن تقدير عمر الأرض و النيازك باستعمال الروبيديوم (مليار سنه) يمثل الكربونإلى الكربونفي الجو نسبة ثابتةمادام الكائن حيا تبقى نسبة الكربون به هي نفس النسبة في الجو بعد مماته يتوقف التبادل مع الجو ، وبما أن الكربونذو نشاط إشعاعي فإن عدد أنوية الكربونتتناقص وفق قانون التناقص الإشعاعي لتحديد عمر عينةمن حفرية لكائن حي (مومياء مثلا) ، نقيس نشاطها الإشعاعيعند لحظة العثور عليها ، ثم نقيس النشاط الإشعاعيلعينة مشابهة حية ( في الطبيعة والتركيب ).
لمعرفة الحقبة التي عاش فيها الإنسان ما قبل التاريخ في المغارات ، قمنا بقياس نشاط عينة من فحم الخشب المدفون في أرض المغارة ، فكان
- أحسب الزمن الذي مر منذ آخر نار استوقد في المغارة ، علما أن زمن نصف العمر للكربون
وجدنا سابقا العلاقة
التّفاعلات النّوويّة نوعان: تلقائيّة و مفتعلة.
1- التلقائيّة :مثل إشعاع
2- المفتعلة : فهي تنتج عن قذف نترون بنواة أخرى أوإنشطار أو إندماج .
حسب إنشتاين للكتلة شكل من أشكال الطاقة و تسمى : طاقة الكتلة
كل جملة في حالة راحة ، كتلتها تملك طاقة تسمى طاقة الكتلة وفق علاقة التكافؤ بين الكتلة و الطاقة التالية:
حيث:
الجول وحدة غير ملائمة للمستوي المجهري لذلك تعتمد وحدة : الإلكترون ـ فولط
حيث:
1- أحسب الطاقة المكافئة ل
- إستنج أن
2- أحسب طاقة الكتلة لنواة الهيليوم
1-
الإستنتاج :
2-طاقة الكتلة لنواة الهيليوم :
أثبتت التجربة أن كتلة النواة أصغر دوما من مجموع مكوناتها المكونة لها فمن أجل نواة يكون النقص الكتلي:
حيث : كتلة البروتون :
طاقة الربط
ملاحظة : من أجل
طاقة الربط تتزايد ب تزايد العدد
حيث تكون النواة أكثر إستقرارا كلما كان
منه
1- أحسب طاقة الربط لكل نكليون لنواة الهيليوم
2- طاقة الربط لليورانيوم
3- قارن بين نواة الهيليوم ونواة اليورانيوم من حيث الإستقرار .
1-
2- بالنسبة لنواة الهيليوم :
3- بالنسبة لنواة اليورانيوم :
بما أن طاقة الربط لكل نكليون أكبر بالنسبة لنواة اليورانيوم ، فإن نواة اليورانيوم أكثر إستقرار من نواة الهيليوم .
هو مخطط يعطي تغيرات
الأنوية المستقرة لها طاقة ربط لكل نوية من رتبة :
ـ الأنوية الغير مستقرة نوعان :
*الخفيفة التي يمكنها القيام بتفاعل اندماج .
*الثقيلة التي يمكنها القيام بتفاعل انشطار .
هي تفاعلات غير تلقائية بل مفتعلة
هو تفاعل ناتج عن تصادم نترون بطيء مع نواة ثقيلة وينتج عن ذلك نواتين جديدتين خفيفتين و بعض النترونات و طاقة
مثال: إنشطار نواة اليورانيوم
ينشطر اليورانيوم
إذا النترونات الناتجة عن الإنشطار ، يمكنها أن تحدث إنشطارأنوية أخرى . إذا كان عدد النترونات الناتج عن كل إنشطار أكبر من
هو تفاعل يتم خلاله التحام نواتان خفيفتان لتشكيل نواة أثقل .
مثال : إندماج نواتي الدوتريوم و التريتيوم
ينبغي تطبيق قانون الانحفاظ لإنحفاظ الكتلة و الشحنة عند كتابة معادلات التفاعلات النووية.
نعطي بعض التفاعلات التي تحدث في قلب النجوم .
أتمم التفاعلات التالية واستنتج معادلة التفاعل الإجمالية .
المعادلة الإجمالية : بجمع المعادلات السابقة طرف لطرف
طاقة التفاعل : خلال تفاعل نووي تكون على شكل طاقة حركية و إشعاع وتعطى بالعلاقة التالية:
الطاقة المحررة
وعليه
ملاحظة :
1- الجملة تقدم طاقة للوسط الخارجي
2- الجملة تستقبل طاقة من الوسط الخارجي
عندما تنشطر النواة الثقيلة
كما تزداد طاقة الربط للنواتين الناتجتين مقارنة بطاقة الربط للنواة المنشطرة .
- عند الإندماج ، يحدث كذلك ضياع في الكتلة ، وتتحررطاقة . كذلك تزداد طاقة الربط للنواة الناتجة مقارنة بطاقتي الربط للنواتين المتحدتين .
- يحرر الإندماج بالنسبة لكل نوية طاقة أكبر من طاقة الإنشطار .
لدينا التفاعل النووي الذي معادلته :
الضياع في الكتلة :
الطاقة المحررة :
أو :
مخطط الطاقة
أ- احسب الطاقة النووية المحررة اثناء تحول نواة
ب- احسب الطاقة المحررة عن تفكك
أ-
ب-
عدد الانوية في
يكافىء الطاقة المحررة عند احتراق حوالي
يعتبر إنريكو فيرمي عالم في الفيزياء من إيطاليا والذي حاز على جائزة نوبل في الفيزياء عام
المفاعلات النووية عبارة عن منشآت ضخمة تعمل على مبدأ الانشطار النووي وذلك من خلال انشطار نواة الذرة، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة حرارية
وتعتبر مادة اليورانيوم
ثمة نوعان من المفاعلات النووية: مفاعلات للبحث وأخرى لتوليد للطاقة تُستخدَم مفاعلات البحث لإجراء الأبحاث العلمية، وإنتاج النظائر لأهداف طبية وصناعية، وهي لا تستخدم لإنتاج الطاقة. على مستوى العالم هناك
يتم التفاعل النووي في قلب المفاعل..والذي ينتج حرارة عالية.يتم نقلها عبرالمبادلات الحرارية (والتي تعمل عادة بالماء الثقيل(الذي يتركب من ذرتي ديتيريوم وذرة أكسجين)..وللتحكم في التفاعل..توجد قضبان التحكم..التي يتم عنطريقها تخفيض سرعة التفاعل..بدفعها داخل قلب المفاعل..ولهذه القضبان القدرة على امتصاص النيترونات..وبحسب ما يراد للمفاعل أن تكون درجة حرارته..يتم تحديد معدل دفعالقضبان إلى قلب المفاعل..كذا يمكن في حالة الأخطار أو عند الرغبة في تغيير الوقود (اليورانيوم)..دفع القضبان بكاملها إلى قلب المفاعل لاخماد التفاعل..يقوم المبادل الحراري بامتصاص الحرارة من قلب المفاعل..وبها يتم تبخير الماء..واستخدام البخار في إدارة التوربين..ويعمل المبادل الحراري بإمرار مواد مسالة (كالصوديوم المسال مثلا) أو مواد غازية ودفع هذه المواد إلى قلب المفاعل..وعن طريق بعض التوربينات يتم تمرير الغاز أو السائل في دائرة بين قلب المفاعل والماء..حيث يتم نقل الحرارة إلى الماء لتبخيره..لاستخدام البخار في إدارة التوربين...والذي يقوم بتوليد الكهرباء.. وفي النهاية يتم تبريد الماء المستخدم في إدارة التوربين قبل تصريفه..كي لا يؤدي تصريفه وهو على نفس درجة الحرارة إلى مشاكل بيئية..
بدات الفكره في استخدام الطاقه النوويه للاغراض السلميه في شهر ديسمبر
في مجال الطاقه :
عند مقارنه الطاقه الناتجه عن الفحم مع الطاقه الناتجه عن اليورانيوم وجد ان انشطار ذره يورانيوم
تنتج محطات الطاقة النووية جيدة التشغيل أقل كمية من النفايات بالمقارنة مع أي طريقة أخرى لتوليد الطاقة، فهي لا تطلق غازات ضارة في الهواء مثل غاز ثاني أكسيد الكربون أو أكسيد النتروجين أو ثاني أكسيد الكبريت التي تسبب الاحترار العالمي والمطر الحمضي والضباب الدخاني.
يوجد أكثر من
في المجال الطبي:
من انجازات استخدام النظائر المشعه في المجال الطبي مايلي :
1- بواسطه التحليل الاشعاعي المتاعي امكن للاطباء تقدير الهرمونات في الجسم بدقه وسهوله كما امكن ايضا تقدير تركيز الدواء بالدم وتقدير نسبه جرعه السم التي تحدث الوفاة.
2- في التشخيص وفقد وصل استخدام الطب النووي الى
3- امكن مراقبه وظيفه القلب باستخدام الابر المشعه للكرات الحمراء مع مادة التكنشيوم المشع وبذلك امكن علاج امراض القلب نتيجه التشخيص الدقيق .
4- امكن تحديد التهابات المفاصل والانسجه ومعرفه مكان الكسور ومدى التئامها وكذلك تحديد الالتهابات في البطن وخصوصا بعد العمليات الجراحيه .
5- امكن بواسطه التشخيص النووي معرفه مكان الجلطه في الجهاز العصبي والمخ ومدى تقبلها للعلاج وكيفيه انتقالها او ازالتها.
في المجال الزراعي :
امكن استخدام النظائر المشعه في :
1- معرفه أي العناصر يحتاجها النبات ليزيد المحصول.
2- أي الفترات مناسبه لتكون اكثر ملاءمه لزراعه نوع من النبات
3- مكافحة الافات التي تصيب النباتات.
بعد ظهور فكره الانشطار النووي تحفزت بعض الدول على امكانيه استخدام النشاط الاشعاعي في القوة العسكريه وينسى التاريخ ان يقول ان القنبلتين النوويتين اللتين القيتا على هيروشيما وناجازاكي اليابانيهالمانيه الصنع وانها نقلت الى الولايات المتحده كما ذكر العالم اوبنهايمر في مذكراته وكذلك المستشار المالي للرئيس الامريكي روزفلت المستر سالس .
ومن امثله استخداماتها العسكريه والتي تعتبر قمة لسلبياتها ما يلي :
1- امكن صناعه ما يزيد عن
2- امكن صناعه الصواريخ العابره للقارات والمحمله برؤؤس نوويه .
يؤدي استخدام الطاقة النووية إلى إنتاج النفايات ذات الفعالية الإشعاعية العالية؛ وإن الخطط المقترحة للتخلص من النفايات عالية الإشعاعية وتخزينها لا تضمن حماية كافية للأفراد أو للمياه الجوفية من التلوث الإشعاعي.
تأثير الاشعاع على جسم الانسان :
تحمل الاشعه المؤينه طاقه تفوق طاقه ربط الالكترونات بالذرات ولذلك عند سقوط هذه الاشعه على جسم ما فأن الالكترونات لذرات هذا الجسم تتأين اي تنقسم الى شقين سالب وموجب وهذا ما يحدث جسم الانسان عند تعرضه لهذه الاشعاعات حيث تتفاعل هذه الاشعه مع الاحماض النوويه في الجسم مؤديه الى تفكك الروابط الكيميائيه للخليه مما يؤدي الى اضطراب في نشاطها وتظهر اثار الاشعاع على الجلد والجهاز التنفسي والغده الدرقيه والخصيتين والمبيضين كما يؤدي الى الاصابه بالسرطان والتشوه الخلقي للاطفال المولودين لاباء وامهات تعرضوا للاشعاع .
كذلك تصل الإشعاعات النووية الى الانسان بطريق غير مباشر عن طريق سقوطها على النباتات حيث تتسرب منها الى الحيوانات التي تتغذى على هذه النباتات ومن ثم تستقر في البانها ومن ثم تصل الى الانسان عند تناول غذائه عن طريق هذه الحيوانات .
ومما يجدر الاشاره اليه الى ان تأثير الاشعاع يزداد بزياده الجرعه الاشعاعيه وبقرب الجسم من مصدر الاشعاع.
بعض الحوادث التى حدثت فى محطات الطاقة النووية:
1- جزيرة ثري مايل :
2- تشيرنوبيل:
- إختبارات
- 21
- الأجوبة الصحيحة
- False
- الأجوبة الخاطئة
- False
- مجموع النقاط
- False
المراتب الخمس الأولى في Quiz
- نور الايمان عيسى
- 195 نقطة
- 0_0 op11
- 194 نقطة
- ali sid
- 177 نقطة
- Merouane Kanoune
- 177 نقطة
- fatima mouffok
- 172 نقطة
- Abd Mndjed Rami
- 172 نقطة
- رانية حاجي
- 172 نقطة
- ayo ub
- 167 نقطة
- KHEIRA KHEDIM
- 160 نقطة
- rania halli
- 157 نقطة