الطاقة النووية

بحث عن الطاقة النووية

الطاقة النوويّة
لكلّ شيء في هذا العالم طاقة تتحكّم فيه، والطاقة النوويّة هي الطاقة التي تعمل على ربط النيوترونات والبروتونات داخل النواة، وتمنعها من الخروج من حيّز النواة بسبب التنافر الكبير فيما بينهم، وتوجد هذه الطاقة داخل النواة فقط وتختفي خارج حدود النواة، وسمّيت هذه بالرابطة النوويّة، واعتبرت أقوى بكثير من الطاقة الأخرى مثل القوة الجاذبية والمجال المغناطيسي.


تعدّ الطاقة النوويّة من المصادر المهمة للطاقة، فإلى جانب استخدامها في الجانب العسكري والتسلّح العالمي باعتبارها من أقوى الأسلحة في العالم، واستطاع الإنسان استغلال الطاقة النوويّة في تسخيرها لخدمته السلمية، فعمل على إنتاج الكهرباء ومصادر الطاقة الأخرى التي تلزم الإنسان في أعماله اليومية والحياتية، فعملت الطاقة النوويّة على توفير ما نسبته 13-14% من الطاقة الكهربائية في العالم بحلول عام 2011 م.


المفاعلات النوويّة
هي المراكز التي تدير من خلالها عملية إنتاج الطاقة النوويّة، وفيها تتمّ عمليّة الانشطار أو الاندماج النووي والتي تنتج عنها طاقة حرارية هائلة تستخدم لتسخين الماء لإنتاج بخار الماء والذي بدوره يتمّ إطلاقه على محركات وتوربينات خاصة لتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية تستخدم لتشغيل الكثير من المدن والمصانع، ومن أهمّ مكوّنات المفاعل النووي قلب المفاعل الذي يحوي الوقود النووي والذي تتمّ فيه العمليات على النواة، بالإضافة إلى مقلّل السرعة والذي يهدّئ من سرعة النيترونات ليتمّ استغلال أكبر طاقة ممكنة من حركتها، كما يحتوي المفاعل النووي على المبرّد والذي يتكوّن من الماء أو غاز الهيدروجين، والذي يعمل على سحب حرارة التفاعل النووي من جهة، واستخدام البخار الناتج في عمليات أخرى من جهة ثانية.


استخدامات الطاقة النوويّة
المجال العسكري: يتم استخدام اليورانيوم والتيتانيوم في تصنيع القنابل النوويّة والذريّة.
المجال الطبي: حيث تستخدم النظائر النوويّة الناتجة عن عمليّة الانشطار النووي في تشخيص الأمراض الكثيرة مثل السرطان والتهابات الغدد الدرقيّة.
مجال الصناعات: حيث تستخدم في تطوير الزراعة وإيجاد نظائر مشعّة تستخدم في إنتاج الأدوية، والعقاقير، والمبيدات.
تستخدم في تسيير السفن والغوّاصات والمحركات الكهربائية لتوليد الكهرباء.
المجال العلمي: حيث انشأت مفاعلات بحثية خاصة تستخدم للدراسة العلمية والمقارنة بين العناصر النوويّة وأثرها على البيئة، بالإضافة إلى دراسة خصائص النواة وكميّة الطاقة الناتجة عن تكسير الروابط أو دمجها مع بعض، ممّا يفتح آفاقاً كبيرة في مستقبل الطاقة التي تحتاجها البشرية.

مستقبل الطاقة النوويّة
قلّ استخدام العالم للطاقة النوويّة نظراً للمخلفات النوويّة المشعة وغير القابلة للتدوير، ونظراً لظاهرة الاحتباس الحراري الناتجة عن دخان المصانع ونواتج المفاعلات النوويّة، بالإضافة إلى وقوع الخسائر الكبيرة إثر حدوث أخطاء في التعامل مع المفاعلات مثل ما حصل مع مفاعل فوكوشيما عام 2011 م.

ما هي الطاقة النووية




بعد الثورة الصناعية التي شهدها العالم في القرون الأخيرة، برزت الحاجة لوجود مصادر الطاقة التي تزود آلات المصانع ووسائط النقل بالطاقة التي تمكنها من القيام بعملها، فتم اكتشاف الوقود الأحفوري والنفط والغاز الطبيعي، ومع تنامي خطر نضوب مصادر هذه الطاقة والصراعات على هذه المصادر التي خلفت الدمار في العالم، جاءت ضرورة البحث عن مصادر بديلة للطاقة التي تستطيع من خلالها هذه الدول توليد الطاقة الكهربائية لتشغيل الآلات والمصانع، فمن هذه المصادر الطاقة الشمسية التي لاقت رواجاً كبيراً في العالم نظراً لمجانيتها فهي طاقة متوافرة طبيعياً من الشمس وليس هناك حاجة لدفع المبالغ الضخمة لتوليدها، كما أنها طاقة صديقة للبيئة لا تشكل خطراً عليها، ومنها أيضاً طاقة الرياح وطاقة المياه وما يعرف بالطاقة النووية.

الطاقة النووية هي الطاقة التي تنتج عن طريق التفاعلات النووية الذرية، وهي الطاقة المستخدمة في توليد الطاقة الكهربائية الضرورية لجميع مناحي الحياة في تشغيل الآلات والأجهزة الكهربائية ووسائل أو أجهزة الاتصالات وغيرها، والناتجة عن طريق تبخير المياه لإنتاج الطاقة الكهربائية.

تعتمد الطاقة النووية على اليورانيوم، والذي يتم استخراجه من الأرض عن طريق تعدينه، فتنشطر ذرات هذا العنصر عن طريق الانشطار النووي، والتي يتم التحكم فيها بدقة متناهية جداً، فأي أي خلل فيها ينجم عنه كوارث هائلة لا تحمد عاقبتها، إن عملية الانشطار البطئ تتم في المفاعلات النووية المستخدمة في التوليد الطاقة، أما الانشطار السريع فيتم عند تفعيل واستخدام الأسلحة النووية الفتاكة.

لاقت الطاقة النووية انتشاراً واسعاً في العالم، على الرغم من تكلفتها الباهظة، واحتياجاتها المائية الهائلة، وعلى الرغم أيضاً من آثارها البيئية على جميع الكائنات الحية، فهي تسبب العديد مشاكل مرضية كالسرطانات، وحدوث التشوهات في الأجنة، وخطورتها قد تمتد على امتداد الزمان وتعاقب الأجيال فلا تقف عند حد معين بل تتناقل وراثياً، لذلك فالمحاولات قائمة الىن على إحلال الطاقة النظيفة كالطاقة الشمسية بدلاً من الطاقة النووية أو النفط أو الوقود أو الغاز الطبيعي، نظراً لما تسببت به من أضرار على مختلف الأصعدة، أما في دولنا العربية فالمحاولات النووية ما زالت حديثة العهد، على الرغم من تقدم باقي الدول في هذا المجال ومنذ عقود خلت، تلاقي الطاقة النووية امتعاض وغضب الشعوب، فبمجرد سماع سكان منطقة معينة بنية الحكومة لإنشاء محطة نووية تبدأ الهبات الشعبية بهدف إجهاض هذه المحولات. ومن الجدير بالذكر حدوث انفجارات خطيرة هنا وهناك في عدة منطاق في العالم في بعض المفاعلات النووية مما شكل دماراً هائلاً لاقت الدول الويلات من ورائه، فإهمال بسيط في اتخاذ الإجراءات المناسبة كفيل بحدوث الدمار.

ما هو اليورانيوم




اليورانيوم معدن عالي الكثافة، و كثافته قريبة من كثافة الذهب تقريباً ، و لكن الذرة الواحدة من اليورانيوم كتلتها اكبر بكثير من كتلة ذرة الذهب، و بذلك يكون معدن اليورانيوم هو المعدن الذي ذرته تعتبر أكثر ذرات المعادن وزنا و أكثرها كتلة، و إنّما ليس أعلاها كثافة، إذ أنّ أعلى المعادن كثافة هو الاوزميوم ( حيث أن الكثافة الأعلى هي الإرتصاص الاعلى للكتلة داخل وحدة الحجم و هي في الأوزميوم أعلى منها في اليورانيوم ).

يعتبر معدن اليورانيوم أكثر المعادن إستخداماً في التجارب النووية في المعامل، فهو الذرة الطبيعية الاكثر ترشحا للإنشطار النووي و تكوين العناصر الأخرى و تحرير الطاقة، إن العدد الذري ( عدد البروتونات ) لذرة اليورانيوم يبلغ 92 ، و اليورانيوم له ستة نظائر في الطبيعة جميعا متساوية طبعا في العدد الذري و هو 92 ، و لكنها مختلفة في العدد الكتلي ، فنظائر اليورانيوم المعروفة هي :

اليورانيوم 232
اليورانيوم 233
اليورانيوم 234
اليورانيوم 235
اليورانيوم 236
اليورانيوم 238
حيث يشير الرقم بعد الإسم إلى الوزن الكتلي و الوزن الكتلي يعبر عن مجموع البروتونات و النيوترونات داخل النواة، فإذا كان عدد البروتونات ثابت ( عدد البروتونات هو الذي يحدد هوية الذرة ) فإن الإختلاف يكون في عدد النيوترونات فهي في النظائر السابقة على التوالي كما يلي ( قم بطرح 92 من العدد الكتلي لتحصل عليها ) : 140 ، 141 ، 142 ، 143 ، 144 ، 146 .

و يتواجد اليورانيوم في الطبيعة على شكل النظير : يورانيوم 238 بأعلى نسبة إذ يشكل هذا النظير ما نسبته 97% من كمية اليورانيوم الموجودة في الطبيعة.

يعتبر معدن اليورانيوم عنصرا ذا نشاط إشعاعي بمعنى أنّه غير مستقر و ذراته تتفكك تريجيا لتكون ذرات عناصر أخرى و تطلق الطاقة نتيجة لذلك، و هذا ما دعا العلماء لدراستة للإستفادة من تلك الخصيصة له و هي قابليته للإنشطار النووي و إطلاق الطاقة التي قد تفيد البشرية بشكل كبير.

ما معنى تخصيب اليورانيوم



يستخرج عنصر اليورانيوم كمادة خام من الأرض على شكل أملاح طبيعية ، ويتم تحويلها الى عجينة صفراء تسمى أكسيد اليورانيوم وهي مرحلة ما قبل التخصيب وعدم الاستقرار ، ويتم عمليات تنقية وأكسدة للحصول على مادة يورانيوم 235 وهي المادة المهمّة في صناعة الاسلحة النووية ، وتبلغ نسبتها 1% فقط أي أنّ ما نسبته 99% من العجينة الصفراء وتسمى يورانيوم 238 لا نستفيد منها .

المرحلة الثانية يتم تحويل هذه المادة الى غاز عن طريقة إضافة أكسيد الهايدروفلوريك ، وعن طريق الأسطوانات ذات السرعة العالية جداً نقوم بفصل المركبين وهما بالحالة الغازية ويشترط بالاسطوانات ان يكون الاتزان بها تام ، وتتحمل قوة الدورات ، خفة الدوران ، انتاج سرعة فائقة وعظيمة كل دقيقة لفصل العناصر وتتكرر عملية الفصل هذه 1400 مرة تقريبا للحصول على اليورانيوم 235 .

لتوليد الكهرباء نحتاج لتركيز اليورانيوم 235 بنسبة 5% ، أمّا في حالة صنع سلاح نووي فنحتاج لنسبة 80% كاقل تقدير ويلزمنا 1500 جهاز طر مركزي تعمل لشهور لتجميع 20 كيلوغراماً من اليورانيوم المخصب لصنع رأس نووي واحد .

وللتفصيل هنالك طريقتين للتخصيب :

1.طريقة الطرد المركزي : تستغل الاختلاف البسيط بين اليورانيوم 235 واليورانيوم 238 فيتم استغلال اليورانيوم في صورته الغازية الموجودة داخل الاسطوانات لتدور بسرعة عاليه جدا لتصل لاعلى من سرعة الصوت ، فقتندفع الذرات الاثقل وهي بطبيعة الحال ذرات اليورانيوم 238 نحو الخارج وتتراكم على جدران الاسطوانات وتتجمع ذرات اليورانيوم 235 حول مركز الاسطوانة وتعاد هذه العملية عدة مرات ليزيد تركيز اليورانيوم 235 أكثر فاكثر .

2. طريقة التخصيب بواسطة النفاذ : عندما تبدأ المضخات بضخ اليورانيوم بصورته الغازية تجتاز ذرات اليورانيوم 235 الأخف وزناً الحاجز الموجود بسرعة أكبر من ذرات اليورانيوم 238 الأثقل وزناً منها ، ويجب هنا تكرار العملية أكثر من 1400 تكرار للحصول على التركيز المناسب من يورانيوم 235 والتركيز المناسب يقدر ب تركيز 3 % من سادس فلورايد اليورانيوم .

دول قليلة هي المسموح لها بامتلاك اليورانيوم خوفاً من تطوّر الموضوع وصناعة الأسلحة النووية الفتاكة ، مع العلم بوجود دول تملك كميّات كبيرة من اليورانيوم في أراضيها ، فتأثير القنابل على البشر لا حدود له ، فاي شئ يكون موجود بنقطة الصفر لقنبلة يتبخر ، عدا عن الاشعاعات الخطيرة والموجات الصوتية والضغط الهائل الذي سيولده الإنفجار ، مما سيؤدي لعقود من الدمار في المنطقة المنكوبة .

مخاطر الطاقة النووية على الإنسان والبيئة


مخاطر الطاقة النووية مخاطر الطاقة النووية مخاطر الطاقة النووية مخاطر الطاقة النووية مخاطر الطاقة النووية مخاطر الطاقة النووية


د .علاء التميمي
دكتوراه هندسة إنشائية


مقدمة :

مع بداية استغلال الإنسان للطاقة النووية قبل أكثر من خمسين سنة واجهت البشرية نوعا جديدا من الكوارث لم تكن معروفة من قبل وتضمنت لغات العالم جميعا مصطلحات جديدة لم تكن مسموعة كالحماية الإشعاعية والمخاطر النووية وقد حظيت قضايا المخاطر النووية باهتمام الناس على كل مستوياتهم نظرا للرعب النووي الذي خلفه تفجير أول قنبلة نووية في هيروشيما-اليابان في 6/8/1945 وقنبلة ناكازاكي في 9/8/1945 عند نهاية الحرب العالمية الثانية كما أدرك العلماء العاملين في الفيزياء النووية والمسئولين السياسيين والعسكريين مخاطر الطاقة النووية وخصائصها التدميرية جنبا إلى جنب مع منافعها ومردداتها الإيجابية. أدى الرعب النووي إلى قيام الجمعية العامة للأمم المتحدة إلى إنشاء اللجنة العلمية لدراسة تأشيرات الأشعة الذرية عام 1955 لدراسة مخاطر الإشعاعات على الإنسان ثم شكلت الوكالة الدولية للطاقة الذرية عام 1957 التي تقوم بتطوير التطبيقات السلمية لهذه الطاقة في كافة المجالات النافعة للبشرية وقامت معظم دول العالم لجانا أو مؤسسات وطنية لرعاية جوانب الحماية من الإشعاع والكوارث النووية



الطاقة النووية :

يمكن إنتاج الطاقة الذرية من القوى الهائلة التي أودعها الله سبحانه وتعالى في نواة الذرة حيث تتحرر الطاقة النووية عند إجراء تغيير في بنية الذرة وتكويناتها أو ما يعرف بالتفاعل النووي ولنحاول تبسيط الصورة …

تتكون الذرة من نواة يدور حولها ما يعرف بالإلكترونات

حجم الذرة الواحد = 1/1.000.000 مليمتر ( واحد من المليون من المليمتر )

حجم النواة > 1/10.000 ( أقل من واحد من عشرة آلاف من حجم الذرة

وزن النواة يمثل 99.9% من وزن الذرة

كل نواة تحتوي على ما يعرف بالبروتونات والنيوترونات
يمكن لنا تشبيه تركيب الذرة بالمجموعة الشمسية حيث تمثل الشمس النواة والكواكب التي تدور حولها تمثلها الإلكترونات .

من المعلوم في الفيزياء ان الشحنات المتنافرة تتجاذب والشحنات المتشابهة تتباعد وهكذا الحال في الذرة حيث أن النواة متكونة كما قلنا سابقا من البروتونات وهي ذات شحن موجبة (+) وزنها أكثر بـ 1836 مرة من وزن الإلكترون (-) السالب الشحنة مما يؤدي إلى حدوث عملية جذب من البروتون ذا الوزن الكبير مقارنة مع الإلكترون الذي سيصطدم لا محالة مع البروتون لوجود قوى الجذب بين الشحنات المختلفة ولكن سرعة الإلكترون تجعله يدور حول النواة بحيث لا تستطيع جذبه إليها ولكنه لا يستطيع الابتعاد عنها في نفس الوقت وكما هو حادث بدوران الكواكب ضمن المجموعة الشمسية .



لتلافي حدوث التنافر بين البروتونات الموجودة في النواة كونها تحمل شحنة متشابهة (+) فقد وجد في النواة مادة أخرى وهي النيوترونات وهي متعادلة الشحنة تعمل كملاط أو رابط بين البروتونات لجمعها في النواة بدلا من تنافرها حيث ان الشحنات المتشابهة تتدافع وبهذا فان النيوترونات تمنع الذرة من الزوال .



كل عنصر في الكون له عدد معين من البروتونات (+) وهذا العدد الذي يسمى العدد الذري (ATOMIC NUMBER)هو الذي يحدد اسم العنصر وخصائصه كذلك فان العنصر يحتوي على عدد من الإلكترونات ما يساوي لعدد البروتونات حيث تلغي شحنة الواحد الأخرى ويبقى العنصر مستقرا .وحاليا هناك 112 عنصر مكتشفة في الطبيعة .



تطور علم الكيمياء

الجميع يعلم حلم الإنسان الذي أدى لتطور علم الكيمياء وهو محاولة تحويل المعادن الرخيصة إلى ذهب وهذا غير ممكن لان أي تفاعل كيميائي لا يستطيع تغيير مركبات الذرة من عدد النيوترونات وبذلك لا يستطيع الإنسان تحقيق حلمه بالحصول على الذهب من معادن رخيصة بإجراء أي تفاعل كيميائي .

ما يحدث في التفاعلات النووية(تفاعلات فيزياوية) هو أن نوى الذرة تقترب من بعضها (تغيير في بنية الذرة) نتيجة تأثير طاقة هائلة وكبيرة وهذا يتم بطريقتين .

الطريقة الأولى : تنقسم الذرة الواحدة إلى ذرتين والاثنين إلى أربعة وهكذا وتدعى بالانصهار النووي ولهذا السبب تستخدم ذرة كبيرة كاليوارنيوم لها عدد كبيرا من البروتونات في النواة .

الطريقة الثانية : دمج ذرة صغيرة مع ذرة أخرى وهكذا وتدعى العملية بالاندماج النووي ولهذا السبب تستخدم ذرة صغيرة كالهيدروجين لها بروتون واحد في النواة من هذا نستطيع ان نتخيل من أين نحصل على الطاقة حسب نظرية انشتاين .

عندما ندمج ذرتين أو نفصل ذرة إلى ذرتين فإننا نحصل على طاقة تعادل الكتلة الجديدة مضروبة مربع سرعة الضوء ( تفاعل مسلسل غير نهائي) . ×



عملية الاندماج أو الانصهار النووي أساس تشكيل الكون حيث أدى اندماج ذرة الهيدروجين وذرة الهليوم لتنتج عنصر أثقل وهذا التفاعل يعتبر التفاعل الأساسي لتكوين الشمس والحفاظ على طاقتها وتستمر هذه العملية ودائما نحصل على عناصر جديدة لغاية الحصول على عنصر الحديد حيث يكون عدد بروناته 60 حيث تخبو الطاقة ولا يعد بالإمكان إنشاء عناصر جديدة . وعندما تحتوي النجمة على نسبة عالية في مركزها على الحديد فهذا يعني إنها قريبة من الوفاة.

ثم يحدث ما يعرف بـ (SUPER NOVA ) حيث ينفجر النجم محدثا تلاطما سريعا للنيوترونات يؤدي إلى اندماج النيوترونات مكونه عناصر جديدة يكون وزنها الذري أكبر من الحديد حيث تتكون عناصر الرصاص والذهب والفضة حيث وجدت هذه العناصر في الأرض كنيازك من بقايا (SUPER NOVA ) النجوم عبر عملية



فوائد الطاقة النووية :

الأرض لها موارد محدودة من النفط والفحم وهذه الموارد ستستخدم خلال 63-95 سنة حيث تقدر الكميات المؤكدة من احتياطي النفط بالعالم بحدود (1.4-2.1) ترليون برميل. الفترة أعلاه (63-95) سنة حسبت على أساس الاستهلاك الفعلي للنفط حاليا مع زيادة بحدود 1% - 2% سنويا حيث متوسط الاستهلاك السنوي بحدود 80 مليون برميل نفط .

لأغراض المقارنة فان طن واحد من اليورانيوم يعطي طاقة تعادل الطاقة الناتجة من ملايين الأطنان من الفحم أو ملايين البراميل من النفط .

الآثار الجانبية لحرق الفحم والنفط يؤدي إلى تلوث البيئة بينما مفاعل نووي مصمم بشكل جيد ويعمل تحت رقابة وإشراف جيدين لا يؤدي إلى إطلاق أي تلوث في الجو .



أضرار الطاقة النووية :

الولايات المتحدة وروسيا يمتلكان فقط 50.000 قنبلة نووية وهيدروجينية لو لا شاء الله تم استخدامها فهي كافية لقتل كل إنسان على الأرض .

الانفجار النووي ينتج أشعة قاتلة تستطيع أن تؤدي بالإنسان إلى الوفاة مع الوقت وحتى التأثير على صيانته القامة . وهذا ما حدث عند استخدام قنبلة هيروشيما وقنبلة ناكازاكي في اليابان .

وكذلك عندما تعرضت بعض المفاعلات النووية إلى أعطال أدى إلى تسرب الوقود النووي كما حدث في CHERNOYLE عام 1986 حيث تعرض مئات الألوف من الناس إلى الأشعة حيث توفى الكثيرين خلال أيام وإصابة الباقين بالسرطانات المختلفة .

المفاعلات النووية تنتج فضلات نووية تبقى مصادر للإشعاع لملايين السنين يجب التخلص منها ولا يمكن وضعها كأية نفايات أخرى بأي موقع بل يجب خزنها بأماكن خاصة حتى لا تؤثر على الناس .

استخدامات الطاقة النووية :

تمكن الإنسان خلال العقود الأخيرة من استقلال الطاقة النووية لخدمة التقدم التقني في عدة مجالات منها :

في الطب للعلاج والتشخيص والتعقيم -
-في الصⵖاعة لانتاج أشباه الموصلات والمعالجات الكيماوية والكشف عن العيوب الصناعية وتقنيات اختبار الجودة وفي عمليات التعدين والبحث عن الخامات الطبيعية .

-في الزⵁاعة لاستنباط أنواع جديدة من المحاصيل ذات إنتاجية عالية وانتقاء نوعيات معينة من البذور ومقاومة الآفات والحشرات وزيادة مدة تخزين المنتجات الزراعية .

-في إنتاج الطاقة الكهربائية
من إنتاج الكهرباء في فرنسا يتم عبر الطاقة النووية77%

في اليابان30%

في الولايات المتحدة20%

وبصورة عامة فان 20% من الطاقة الكهربائية في العالم تنتج حاليا من الطاقة النووية .







الحوادث والكوارث النووية :

الجميع يعلم ما حل بمدينة هيروشيما ومدينة ناكازاكي خلال الحرب العالمية الثانية حيث انذهل العالم بحجم الخسائر المترتبة عن استخدام الطاقة الذرية وأيقظ هذا الاستخدام وعيا جديدا وهو :

ان سلاح واحد تحمله وسيلة نقل واحدة يمكنه إبادة معظم السكان وأن يدمر البنية الطبيعية لمنطقة أو مدينة بكاملها وزاد في تفا قم الخوف من الإشعاعات وهو القاتل غير المرئي الذي يضرب ضحاياه لا على الفور بل على امتداد الأيام والأشهر والسنين وحتى الأجيال التالية .

يمكن توضيح أخطار السلاح النووي كما يلي :

التفجير النووي:
لكي نتعرف على قدرة التفجير النووي علينا مقارنتها بقدرة التفجير العامة .

يكون التفجير النووي ( بافتراض تساوي الحجم ) أكثر قوة بملايين المرات من التفجير العادي

أثناء الانفجار تتحرر كمية كبيرة من الإشعاع القاتل المرئي ( عكس التفجير العادي) .

تبقى بعد التفجير النووي إشعاعات غير مرئية قاتلة تستمر لسنوات طويلة .



الإشعاعات الذرية :

مصادر الإشعاع الذري :

الإشعاع الذري الطبيعي ويقصد به الأشعة الكونية الواردة من الفضاء الخارجي والعناصر المشعة الموجودة في القشرة الأرضية .

الإشعاع الذري المصنع ويقصد به الإشعاع الناتج من التفجيرات النووية ومفاعلات ومحطات الطاقة والمصادر الطبيعية والمنتجات الاستهلاكية التي تحتوي على مواد مشعة.

أنواع الإشعاع :

أشعة ألفا

وهي غير قادرة على اختراق الجلد

أشعة بيتا

تستطيع المرور عبر نسيج الجسم البشري لمسافة 1-2 سنتيمتر

أشعة كاما

لا يستطيع إيقافها إلا الرصاص السميك أو الخرسانة أو طبقة كثيفة من الماء

النيوترونات


أمثلة للحوادث النووية :

شملت الحوادث النووية كافة مجالات استخدام الطاقة النووية بشقيها المدني والعسكري .

المفاعلات النووية المدنية :

حادث جزيرة الأميال الثلاث في الولايات المتحدة / عام 1979 حيث تلوثت مناطق شاسعة بكميات قليلة من الإشعاع.

حادث تشر ونيل في أوكرانيا / عام 1986حيث تلوثت مناطق شاسعة بكميات كبيرة من الإشعاع



المنشآت العسكرية :

حادثة بلدة كيشينم في جبال الأورال في روسيا الاتحادية عام 1957 نتيجة حدوث تآكل في أحد خزانات النفايات المشعة عالية المستوي أدى الى انفجاره وانتشار مواد متسعة .

حادث وندسكيل في بريطانيا عام 1957 (مفاعل نووي) حيث انطلقت كميات من المواد المشعة ونواتج الانشطار .



نقل الأسلحة النووية
سجلت الهيئات العالمية المعنية بالأمان النووي أربعة عشر حادث من حوادث النقل النووية جوا وبحرا ومن أشهر الحوادث :

حادث تصادم طائرتين بأسبانيا عام 1966 بين قاذفة قنابل وطائرة تموين تابعتين للأسطول الأمريكي أثناء عملية تموين بالوقود في الجو مما أدى إلى سقوط القنابل الهيدروجينية الأربع التي كانت تحملها القاذفة وأثناء السقوط لم تنفرج المظلات بقنبلتين الأمر الذي أدى إلى تشغيل الشحنة الاعتيادية لكل منها وانطلاق المادة الانشطارية عند اصطدامها بالأرض (لم يحدث انفجار نووي) وأدى الحادث إلى تلوث المنطقة .

حادث سقوط طائرة في كرينلاند عام 1968 لطائرة محملة بأربعة رؤوس هيدروجينية (لم يحدث انفجار) لكن انتشر بلوتونيوم في المنطقة .



حوادث الغواصات النووية
غواصة نووية قرب شاطئ برمودا عام 1986

غواصة نووية في النرويج عام 1989

غواصة روسية قرب السويد عام 2000



حوادث عودة سفن الفضاء
حدثت بعض الحوادث النووية أثناء عودة بعض سفن الفضاء للأرض :

حادث احتراق السفينة الفضائية SKY UP 19 عام 1964 عند عودتها مما أدى الى انتشار البلوتونيوم في الجو .

حادث احتراق السفينة الفضائية COSMOS 954 عام 1978 ونشر كميات من الملوثات المشعة فوق المناطق الشمالية الغربية من كندا .

حوادث تطبيقات المصادر المشعة

أسهمت التطبيقات الطبيعية والصناعية للمصادر المشعة بالنصيب الأكبر من الحوادث النووية وعلى الرغم من صغر المصادر المستخدمة من هذه التطبيقات الا انها أدت الى العدد الأكبر من الوفيات فضلا عن إحداث تلوثات نووية امتدت لمساحة كبيرة في بعض الأحيان .

حادث حواريز بالمكسيك عام 1977

حادث المحمدية بالمغرب عام 1984

حادث غوانيا بالبرازيل



إجراءات الحماية النووية
أوصت المنظمات الدولية المعنية بأمور الحماية والأمان النووي بإنشاء لجان وطنية تضع النظم والقواعد التي تحكم جميع الممارسات التي تتضمن إشعاعات مؤينة أو مصادر مشعة وذلك بغية الاستفادة من فوائد الطاقة النووية وجوانبها الإيجابية في شتى المجالات مع خفض المخاطر الناجمة عنها إلى الحد المقبول وعليه يمكن التوصية بما يلي :

نشر الوعي بالمخاطر النووية ونشر ثقافة الأمان بين العاملين بالإشعاعات أو المواد المشعة على كافة المستويات .

توفير جميع المعدات والتجهيزات الفنية اللازمة للحماية والأمان .

توفير الخبرات البشرية الملمة بإجراءات الحماية والأمان .

تنفيذ جميع القياسات النووية الهادفة للتأكد من إجراءات الحماية المطلوبة .

وضع المعايير والمتطلبات الخاصة بجميع الممارسات التي تتضمن التعرض للإشعاع وتحديد المسئول .

وجود وتخطيط فعال في حالة حدوث طوارئ معروفة مسبقا للعاملين وذلك بوضع تصورات لحوادث مختلفة محتملة بناء على الخبرة المتوفرة .

وجوب وجود تنظيم إداري فعال داخل المنشأة المستخدمة للمصادر المشعة يحدد بأن تكون الشدة الإشعاعية دائما في المستويات المسموح بها وأن تكون المصادر المشعة مخزنة في أماكن آمنة ومحفوظة داخل دروعها الواقية في حالة عدم الاستعمال .



مستقبل الطاقة النووية
بعض الناس يعتقد أن الطاقة النووية موجودة لتبقى وعلينا التعلم على كيفية معايشتها .

آخرين يقولون أن علينا التخلص منها أسلحة ومفاعلات لتجنب أضرارها كل منطق له مؤيديه ومعارضيه ويبقى على كل واحد منا أن يقرر ما هو العمل ويفكر كمواطن أرضي وليس كمواطن ينتمي لدولة معينة حيث أن الأضرار تتجاوز الأوطان .

أضرار الطاقة النووية



أدي تفجير القنبلتين الذريتين في مدينتي هيروشيما وناغازاكي باليابان عام 1945 إلي خلق موجة تأريخية من الرعب النووي الشامل، ماتزال آثاره تتجذر في عقول الناس. في الوقت نفسه، إستطاعت البلدان المتطورة خلال الستين عاماً المنصرمة، للتوصل إلي جملة من التطبيقات السلمية للطاقة النووية، شملت مجالات الصناعة وإنتاج الكهرباء والزراعة والطب وغيرها. واليوم وبعد مرور مايزيد عن نصف قرن من إكتشاف العلم لأسرار النواة، تعد الطاقة النووية مصدراً لإنتاج حوالي 20% من مجمل الطاقة الكهربائية في العالم. وتجهز الطاقة المتولدة في المحطات الكهرو نووية في الوقت الحاضرما يقرب من 35% من احتياجات دول الاتحاد الأوروبي. وفي فرنسا وحدها تصل تلك النسبة إلي 77%، بينما تعتمد كل من بلجيكا وبلغاريا واليابان والمجر وسلوفاكيا وكوريا الجنوبية والسويد وسويسرا وسلوفينيا وأوكرانيا علي المفاعلات النووية لإنتاج أكثر من 30% من احتياجاتها من الطاقة. أضف إلي ذلك ما نقرأه في الوثائق التي تناقش المصادر التقليدية لإنتاج الطاقة والتي توضح أن الخزين الطبيعي الكوني من البترول والغاز الطبيعي محدود بكمية وأجل منتهيين لامحالة، الأمر الذي يعني أن التعاطي الإيجابي مع التطبيقات السلمية للطاقة النووية هو الفلسفة الأرجح.

في الوقت ذاته، تستخدم النظائر المشعة، المنتجة في تلك المفاعلات، في أبحاث المياه الجوفية والمياه السطحية، و في أبحاث استكشاف البترول وفي تقنيات تعقيم التمور وتحسين أصناف الذرة وغيرها من المنتجات الزراعية. ومنذ أول هجوم عسكري ذري عرفته البشرية في عام 1945، نشأ الصراع التأريخي المستمر، بين مجموعة من الناس، مدفوعة بالحرص علي مواكبة التطور العلمي والتكنلوجي، وتؤيد التطبيقات السلمية للطاقة الذرية، وتعد العزوف عنها تخلفاً في الميدان الحضاري، الإقتصادي والتكنلوجي، وبين مجموعة أخري، تشكك كثيراً في جدوي تلك التطبيقات بدافع إنساني سببه الخوف من الدمار الذري الشامل، وتؤكد أبدية البترول والغاز الطبيعي وإستحالة نضوبهما من باطن الأرض، وتعد كل تعامل مع الطاقة النووية محض عبث ولعب بالنار! وفي الوقت الحاضر، نجد كفة مؤيدي إستخدام المحطات الكهرونووية لغرض إنتاج الطاقة متعادلة مع كفة معارضيها. وقد رجحت كفة المعارضين، بعيد تفجير القنبلتين الذريتين، وفي بداية الخمسينيات. ثم تصاعدت بعد ذلك الأصوات الداعية إلي تطوير الإستفادة من الطاقة النووية. وبدأت حقبة ذهبية للتطبيقات السلمية للطاقة الذرية إستمرت ثلاثين عاماً. علي أن الجهود الداعية إلي تحريم تلك التطبيقات لم تتوقف يوماً، وكانت تتعزز كلما حصلت حوادث نووية كبيرة هددت الإنسان والبيئة بشتي المخاطر، كالحادثتين الرئيسيتين في ثري مايل آيلاند في الولايات المتحدة وتشرنوبل في الإتحاد السوفياتي (السابق). بالإضافة إلي ذلك، نري موجة الخوف من الطاقة النووية تظهر للعيان كلما تفاقم خطر الأعمال الإرهابية الدولية، حيث يُخشي من إستيلاء جماعة من الخارجين علي القانون علي مواد مشعة بهدف إلحاق الأذي بالناس وتلويث البيئة، أو القيام بعمليات تخريب داخل المفاعلات الحرارية نفسها الأمر الذي قد يتسبب في حصول كارثة بيئية لا حصر لها. علي الضد من ذلك، نلحظ رجحان كفة مؤيدي الإستفادة السلمية من الطاقة النووية في الفترات التي تشهد إرتفاعاً في أسعار البترول العالمية، أو عندما تحدث أزمات أو توترات سياسية في أنحاء من العالم قريبة من آبار البترول. ويبقي بالطبع الرجحان الأعظم لكفة مؤيدي إستخدام الطاقة النووية كلما دار الحديث حول إحتمال نضوب الأنواع التقليدية من الوقود في العالم كالفحم والبترول بعد مدة محدودة من الزمن.



مخاطر التعامل مع الإشعاع



من المعلوم أن هناك في الوقت الحاضر 440 مفاعلا ً نووياً لأغراض التطبيقات السلمية علي مستوي العالم. فهل تشكل هذه الآلات العملاقة المتطورة أي خطر علي الجنس البشري ؟ وهل تتهدد بيئته؟ لغرض الإجابة عن هذا السؤال المعقد نجد من المفيد أن نذكر أن النظائر المشعة أو المفاعلات النووية لا توذي أحداً مالم يتعرض للإشعاع الصادر عنها مباشرة، دون الإلتزام بتعليمات السلامة النووية. ولا أظن أن التعرض للإصطدام بمقدمة سيارة وهي تسير مسرعة، أو الغرق في البحر، أو السقوط من الطابق العاشر، أو سكب كوب ملئ بحامض الكبريتيك المركز علي الرأس، لاأظن أن أياً من تلك الحالات أقل خطراً من التعرض للإشعاع! غير أن ذلك لم يدفع أحداً من المتخوفين من إستخدام الطاقة النووية يوماً ما إلي تحريم إستخدام السيارات أو بناء العمارات العالية أو إستخدام البحر للنقل أو وجود مختبرات الكيمياء في المدارس. علي النقيض من ذلك، يعد الإستخدام العسكري لهذا النوع من الطاقة، أي كسلاح مثل القنابل بجميع أنواعها الذرية والهيدروجينية والنيوترونية، وأخيراً قذائف اليورانيوم المنضب وقنبلة الإرهابيين الإشعاعية القذرة، يعد هذا الإستخدام ذا مخاطر جمة علي الحياة والصحة العامة، ناهيك عن التلوث البيئي الكارثي الناشئ من جراء إستخدلم ذلك النوع من السلاح.

وقد أصبحت السلامة النووية وحماية البيئة والإنسان من خطر تسرب المواد المشعة من مفاعلات إنتاج الطاقة النووية مثار جدل. وهناك شواهد تأريخية علي ذلك، كما حصل خلال عدد من الحوادث النووية المعروفة، كحادث ثري مايل آيلاند بتأريخ 28 آذار عام 1978 في الولايات المتحدة، وحادث تشرنوبل في أوكرانيا في 26 نيسان من عام 1986 وغيرها. أضف إلي ذلك، فإن النفايات المشعة الناتجة عرضاً في المفاعلات النووية أصبحت مشكلة عويصة لبعض البلدان المعتمدة بصورة أساسية في إنتاج طاقتها علي المحطات الكهرونووية مثل فرنسا، التي أضحت تجد صعوبة بالغة في التخلص من تلك النفايات السامة علي أرضها. من ناحية أخري تتميز المحطات النووية لإنتاج الطاقة بعدم إطلاقها غازات الإحتباس الحراري كما هي الحال لدي إستخدام محطات الوقود التقليدي لإنتاج الطاقة.



التأثيرات الصحية الحتمية



ومن المعروف عن الأضرار الصحية التي يصاب بها الإنسان لدي تعرضه إلي الإشعاع النووي أنها نوع من التأثيرات الحيوية لتلك الأشعة أي التأثيرات علي الخلية الحية. وتقسم تلك التأثيرات إلي صنفين: التأثيرات الحتمية والتأثيرات العشوائية. أما الأولي فتسبب أضراراً مباشرة يطلق عليها عادة أمراض التعرض للإشعاع ومنها: سرطان الجلد وعتمة عدسة العين والتلف الحاصل في النسيج الحي. ويقاس التلف الذي يلحق بالعضو الحيوي بعدد الخلايا الحية لذلك العضو التالفة بفعل الإشعاع. علماً أنه لا يمكن الكشف عن التأثير الناجم عن المستويات الواطئة من الإشعاع المؤين. ولحسن الحظ فإن جسم الإنسان المتعرض لمثل هذه المستويات الواطئة من الإشعاع يمتلك ميكانزماً دفاعياً وظيفته تعويض التلف الحاصل من جراء التعرض للإشعاع أو مسببات السرطان الكيميائية علي الدوام. وإستناداً إلي ذلك فإن التعرض الإشعاعي قد يقود إلي أحد النتائج الآتية: الترميم الذاتي للخلية المتعرضة، أو موت الخلية، كما يحصل لملايين الخلايا كل يوم التي يعوضها الجسم تلقائياً، أو الترميم المشوه للخلية مما يسبب تغييراً بيوفيزيائياً. وهذا ينقلنا إلي الصنف الآخر من التأثيرات وهي التأثيرات العشوائية. ويبدأ التأثير الإشعاعي العشوائي بعمليات تغيير فيزيائي تحصل في داخل الذرات والجزيئات للخلية الحية، وتشمل التأين والتهيج. وتكون تلك العمليات علي أشدها في خلايا الحامض الأميني معقدة التركيب والوظيفة. ومن نتائج هذا الصنف من التأثيرات الإصابة بالأضرار الوراثية أو الإصابة باللويكيميا أو بأنواع السرطان الأخري بعد حصول تغيير في خلايا الحامض الأميني.



إمكانية الوقاية من الإشعاع



حسب اللجنة الدولية للوقاية من الإشعاع التابعة لهيئة الأمم المتحدة، قد يتعرض المواطن العادي (من غير العاملين في المؤسسات النووية) إلي جرعة إشعاعية سنوية مقدارها 0,1 ريم (أي 1 مللي سيفرت) دون أن يتسبب ذلك في أضرار صحية ملموسة من أي نوع. ويسمي هذا المقدار من التعرض إلي الإشعاع بالحد الأعلي المسموح به من الجرعة الإشعاعية السنوية. ومن الأفضل طبعاً ألا يتعرض الإنسان إلي أي قدر من الإشعاع المؤين، مهما كان واطئاً. ومن المفيد هنا ذكر حقيقة معروفة لدي ذوي الإختصاص، تؤكد أن الأفراد في كل مكان يتعرضون، ومنذ نشوء الخليقة إلي سيل مستمر من الأشعة الكونية المؤلفة من فوتونات وجسيمات نووية مؤينة. أضف إلي ذلك إحتواء كافة الخضروات والفاكهة علي نظائر مشعة طبيعياً لم توجد بفعل الإنسان وإنما إنبعثت من داخل الأرض، من عناصر كيميائية ثقيلة باعثة للإشعاع المؤين نشأت مع نشأة الأرض.

وبما إن هناك تبايناً شديداً بين الأشخاص المتعرضين إلي الإشعاع من حيث الحالة الصحية، وطريقة التعرض، لايمكن الجزم بكمية الإشعاع اللازمة لحصول الوفاة. لذلك يتحتم التعامل مع قوانين الإحصاء في توقع ذلك. علي سبيل المثال يمكن الإفتراض إن 50% من المتعرضين إلي جرعة إشعاعية لعموم الجسم تقدر ب 350 إلي 500 ريم (3,5 إلي 5 سيفرت) يفقدون حياتهم في خلال الثلاثين يوماً بعد التعرض، إذا أخذت تلك الجرعة خلال دقائق أو ساعات. أما إذا كانت تلك الجرعة متركزة علي عضو واحد من الجسم فإنها سوف تقود إلي تلف ذلك العضو إضافة إلي حدوث حروق شديدة في أجزاء الجلد المتعرض. من ناحية أخري فإن جرعات التعرض الواطئة (أقل من 10 ريم أي 0,1 سيفرت) الموزعة علي فترات زمنية متباعدة (سنوات أو عقود) لن ينجم عنها أي مشاكل صحية للجسم. إن تأثير الجرع الإشعاعية الواطئة سوف يحدث علي مستوي الخلية، وبالتالي لن يظهر قبل مرور بضع سنوات من حالة التعرض.



أهمية الطاقة الذرية رغم التلوث الحالي!



منذ حرب الخليج الأولي ونحن نقرأ ونسمع مختلف التقارير التي تبثها وسائل الإعلام المختلفة والتي تتحدث عن حصول تلوث إشعاعي بيئي علي نطاق واسع في العراق والكويت نتيجة إستخدام اليورانيوم المنضب (المشع) في أسلحة الدروع وغيرها (عام 1991)، أو نتيجة نهب براميل الكعكة الصفراء من موقع التويثة في العراق (نيسان (ابريل) 2003)، مما أدي إلي تفشي حالات الإصابة المستمرة بالسرطان وحدوث الولادات المشوهة وغير ذلك من الأمراض والأعراض الخطيرة الناتجة عن تأثيرات الإشعاع النووي. ومن تلك التقارير سلسلة المقالات التي نشرها الدكتور كاظم المقدادي في العديد من وسائل الإعلام المعروفة بعد تعرض العراق إلي الهجوم بإستخدام قذائف اليورانيوم المنضب عام 1991 ولحد اليوم. يؤكد المقدادي علي (أن أضرار اليورانيوم المنضب لن تقتصر علي الجيل الحالي، بل ستنتقل الي الأجيال اللاحقة). ويكتب عن الملوثات في العراق فيذكر أن (بينها إشعاعات وسموم ذخائر اليورانيوم المنضب، التي سببت كارثة بيئية وصحية وخيمة، من بين أبرز مؤشراتها اَلاف الإصابات السرطانية، والعاهات والتشوهات الولادية، عدا الإجهاض، والولادات الميتة، والولادات المبكرة وناقصة الوزن، وعشرات الأمراض الرئوية والكلوية والكبدية والعظمية، والإعتلالات العصبية والعضلية، التي ستمتد اَثارها وتتوارثها الأجيال العراقيةالقادمة).

وبغض النظر عن جدية التقارير التي تتداولها وسائل الإعلام حول الحالة البيئية الحالية في العراق، فهناك حقيقتان يمكن لأصحاب القرار في العراق الإستفادة منهما لغرض إنتهاج السياسة المناسبة للتعامل مع إشكالية إستخدام الطاقة النووية: الحقيقة الأولي وهي أنه أنطلقت علي العراق خلال حرب الخليج الثانية عام 1991 عشرات الألوف من قذائف اليورانيوم المنضب المرعبة ذات التأثير التدميري الأستثنائي. وقد اكدت مصادر مخولة في البنتاغون في حينها استخدام ذلك السلاح ذي القدرة التدميرية الهائلة في تلك الحرب. وفي تصريح للفيزياوي النووي الأمريكي المعروف دوك روكه نقرأ ان البنتاغون قد أوضح له ان السلاح الجوي قد استخدم قذائف اليورانيوم في اطار القصف الجوي الذي تعرضت له كوسوفو. ويضيف العالم روكه قائلاً انهم اثناء تفقدهم ساحة القتال في ما يسمي بشارع الموت وهو الطريق السريع بين البصرة وبغداد شاهدوا مئات الدبابات المدمرة بقذائف اليورانيوم. ويضيف العالم انه منع من التصريح بأية بيانات عن تلك الواقعة! الا انه من محاسن الصدف ان أستطاعت الصحافة الحصول علي المعلومات من هذا المسؤول السابق أو ذاك. و أعلنت تفاصيل تلك المأساة الأنسانية. وقد اشتكي مائة ألف عسكري مشارك في حرب الخليج الثانية من أعراض ما يسمي بمرض الخليج. وقد طلب من هؤلاء ان تجري لهم فحوصات الدم وسوائل الجسم الأخري للتحقق من امكانية إصابتهم بالتلوث الإشعاعي الداخلي. وظل موضوع استخدام اليورانيوم في القذائف المضادة للدبابات وغيرها من الأهداف العسكرية سراً لا يعلم به حتي الجنود الذين كانوا يطلقون تلك القذائف مدة ثلاثين عاماً!

والحقيقة الثانية، وهي التي تعد ذات بعد إستراتيجي في المرحلة الحاضرة. نجد تطيراً ملموساً صادراً من الدوائر الأمريكية والإسرائيلية بالذات من تعامل البلدان النامية (ومنها العراق) مع التكنلوجيا النووية. ولا أدل علي ذلك من القصف الإسرائيلي لمفاعل البحوث العراقي عام 1981 ولجوء قوات الأتلاف الدولية إلي إزالة البنية التحتية للمشروع النووي حال دخولها العراق، وتصفية كافة مرافقها الحيوية بدعوي إستخدامها لإنتاج القنبلة النووية العراقية! والحال أن خبير التفتيش الأمريكي دايفد كاي قد غادر العراق مؤخراً لعجزه عن العثور علي أي شئ مريب في هذا المشروع!

وبما أنه ليس من أهداف هذه المقالة، التخفيف من موقفنا الثابت الرافض لتسخير الطاقة الذرية للإستخدامات العسكرية. كما لا نبغي في ذات الوقت من خطابنا إنكار إمكانية حصول التأثيرات البيولوجية الضارة بصحة الإنسان، كالسرطان والتشوهات الوراثية، لدي التعرض غير المقنن للإشعاع النووي. غير أننا، وللأمانة، ينبغي تسمية الأمور بمسمياتها الحقيقية وإعطاء كل شئ حجمه الفعلي لا أكثر ولا أقل. ونخشي أن تكون حملة تكريه العراقيين بالطاقة النووية عملاً له أهداف ليست في مصلحة العراق. لذا ندعو الجهات التي تقود الحملة الحالية الهادفة إلي كشف التلوث الإشعاعي في العراق أن تتبني في الوقت ذاته إستراتيجية الدعوة إلي توعية الناس وفي مقدمتهم أصحاب القرار ومسؤولي الإعلام بالفوائد الكثيرة للتطبيقات السلمية للطاقة الذرية جنباً إلي جنب التوعية المستمرة ضد الأسلحة النووية وسائر أسلحة الدمار الشامل، التي إستخدمها النظام العراقي ضد أبناء شعبه ولاسيما السلاح الكيمياوي في مدينة حلبجة عام 1989. في الأخير، يتعين القول أنه ليس من المناسب أن نغالي في تحفظاتنا لدي التفكير بالتطبيقات السلمية للطاقة النووية، فنضيع علي بلدنا فرصة علمية وحضارية ثمينة تعد صمام الأمان لشعبنا والأجيال القادمة ضد العودة إلي صحراء التخلف والفقر إذا ما نضبت في وطننا المصادر التقليدية لإنتاج الطاقة، حينئذ يكون الأوان قد فات ولن يعود!

التفاعلات النووية كيف تحدث التفاعلات النووية تعريف التفاعلات النووية اضرار التفاعلات النووية مضار التفاعلات النووية اخطار التفاعلات النووية




النترونات الحرة
هي نترونات غير مربوطة بنواة الذرة

منابع النترونات الحرة : توجد حرة فقط في الاشعاع الكوني و من خلال الانشطار النووي أما النترونات الحرة الأخرى فتنشإ اصطناعيا نتيجة التفاعلات النووية

منابع النترونات :

المنبع المكون من البيريليوم و الاشعاع α :

Ra-226 →α + Rn-222

α + Be-9 → [ C-12] * → C-12 + n

استعملت هذه المنابع في المفاعلات النووية قديما لذا سميت بالمنابع الابتدائية و بسبب المدى الصغير للاشعاع α توجب استعمال مزيج من البيريليوم و الراديوم بشكل متجانس .

المنبع انتيموان -بيريليوم :

اذا اجتمع انتيموان مع بيريليوم -9 فان الفوتونات الناجمةعن *[ Te-128] تصدر نترونات لدى تفاعلها مع Be-9 والنواة المتبقية Be-9 تتفكك فورا الى جسيمين α اللذان يحرران نترونات إضافية بواسطة (α,n) مع Be-9:

γ + Be-9 → [ Be-9] * → Be-8 + n

Be-8 → 2α ,α + Be-9 → [ C-13] * → n +c-12

هذه المنابع تستخدم في المفاعلات الحالية ان Sb-124 غير موجود في الطبيعة وينتج من خلال شغل المفاعل وبسبب امكانية ولوج اشعة γ فتستعمل اسطوانة من الانتيموان منزلقة داخل اخرى من البيريليوم .

تخضع النترونات الحرة لثلاثة مقادير ذات أهمية في المفاعل النووي :

1-عدد النترونات : و يتمثل لحظيا في نظام محدد (المفاعل مثلا ) و هو رقم عديم الأبعاد

2-الكثافة النترونية : هي عدد النترونات الموجودة في واحدة الحجم لنظام ما وهي تقاس عادة بعدد النترونات للسنتيمر المكعب

n = n / v

n الكثافة النترونية [ cm-3 ]

n عدد النترونات

v حجم النظام المفاعل مثلا [ cm3 ]



3- كثافة التدفق النتروني : بما إن النترونات الحرة هي غير ساكنة و إنما تتحرك بسرعة عالية نسبيا فاننا نصف عددها بمفهوم كثا\فة التدفق النتروني و هو يقاس بعدد عدد النترونات للسنتيمر المربع و الثانية .

وهي عبارة عن عدد النترونات التي تلج خلال ثانية من كرة مقطعها يساوي واحد سنتيمتر مربع و هي تعتمد على الكثافة النترونية و على سرعة النترونات v:

Φ = n × v

الرجوع إلى الأعلى


التبعثر المرن وغير المرن للنترونات :
التبعثر النتروني : يحدث عندما تمتص النواة الهدف النترون و نجم عن ذلك نواة وسيطية أصدرت بدورها نترونا

الامتصاص النتروني : إذا لم تصدر النواة الوسيطية نترونا وإ نما جسيما آخر............

التبعثر المرن ( n,n ):

n + pNa → [ p N a+1] * → pNa + n

أي يمتص النترون من قبل النواة الهدف مصادفة و تعطي النواة الوسيطية طاقنها التحريضية بإصدار نترون آخرتتوزع طاقة النترون الداخل على النواة المتبقية والنترون الناتج ، لدى تصادم مرن مع نواة خفيفة يحمل اليها هذا وسطيا" كثير من الطاقة ، وبالعكس لدى تصادم مرن مع نواة ثقيلة يحمل اليها هذا وسيطيا"قليل من الطاقة .

ويحصل التبعثر المرن لدى النترونات ذات الطاقة الأقل (بحدود الالكترون فولط ).

واحتمال التبعثر التفاعل من أجل جميع النوى عالي وله ذات القيمة ، وان النترونات المكتبحة والحرارية تحدث في المفاعل تبعثرات مرنة .

وهناك أيضا" تبعثر مرن لدى النوى ينحرف فيها مسار النترون عند اصطدامه دون تشكل نواة وسيطة ويسمى هذا بالتبعثر الكموني .

التبعثر غير المرن ( n,nγ):

n + pNa → [ p N a+1] * → pNa + n + γ


جزء من الطاقة الحركية للنترون يوظف لتحريض النواة المتبقية والضياع الطاقي للنترون يجب أن يطابق على الأقل مستوي التحريض الاول للنواة المتبقية ويطهر هذا التفاعل لدى النترونات السريعة فقط (me.v) التي تتجاوز طاقة العتبة المسارية لمستوي تحريض النواة المتبقية ،النواة المتبقية تعود لحالتها الأساسية من خلال (γ ) وتكتبح النترونات السريعة من خلال التبعثر غير المرن

الأسر النتروني ( n,γ):

n + pNa → [ p N a+1] * → pNa + γ

يؤسر النترون من قبل النواة مصادفة و تتحرض بذلك النواة الوسيطية و تعطي طاقة تحريضها على شكل اشعاعات غاما



التفاعل (n,p)والتفاعل (n,α):
التفاعل (n,p):

n + pNa → [ p N a+1] * → p-1Na + p


يمتص النترون من قبل النواة مصادفة و تتحرض بذلك النواة الوسيطية و تعطي طاقة تحريضها من خلال انبعاث بروتون واحد

اما النواة المتبقية فانها تنتمي لعنصر اخر عدد بروتوناته اقل ويمكن ان يكون مستقرا او غير مستقرا

التفاعل (n,α):

n + pNa → [ p N a+1] * → p-4Na -3 + α

يمتص النترون من قبل النواة مصادفة و تتحرض بذلك النواة الوسيطية و تعطي طاقة تحريضها من خلال انبعاث α و التفاعل هذا يظهر على العموم لدى النوى الخفيفة وهو بمثابة منافس للتفاعل (n,γ) .

الانشطار النووي (n,f):

n + pNa → [ p N a+1] * → p-sNa-d + sNd

تتمتص النوترونات من قبل النواة مصادفة فتتحرض النواة الوسيطية لتنقسم لحظيا الى جزئين يسميان شظايا الانشطار تحتويان فائضا عاليا من النيوترونات تتحرر لدى كل انشطار طاقة كبيرة تقدر ب200 mev وتتحول الى حرارة في مفاعل نووي يظهر(n,f) لدى بعض النوى الثقيلة جدا كمنافس ل(n,γ)