تقرير كيمياء (القوة النووية)
 

الطاقة النووية
المقدمة :
هناك عدد من القوى الأساسية المعروفة لدينا والموجودة في الطبيعة مثل قوى الجذب والقوى الكهرومغناطيسية والقوى الضعيفة (انحلال بيتا ) وبالإضافة إلى هذه القوى هناك قوى أخرى جديدة ومهمة جداً هي القوة النووية المسؤولة عن ربط مكونات النواة مع بعضها . لقد جرت محاولات عديدة لفهم القوة النووية أو المجال النووي وذلك بعد ظهور فرضية احتواء النواة على البروتونات والنيوترونات (فرضية البروتون – نيترون ) . لقد كان السؤال المطروح آنذاك هو كيف إن البروتون والنيوترون مترابطان مع بعضهما داخل النواة ؟ وستكون الإجابة على هذا السؤال من خلال شرحنا لخواص القوة النووية والنظريات المتعلقة بها .

- تسمى هذه القوة بالقوة النووية nuclear force وهي من النوع الشديد ألا أن هذه القوة ذات مدى صغير للغاية ويقدر بالفيرمي(F) – وهي وحدة قياس الأبعاد النووية حيث :
1F=10^-13(cm)=10^-15(m)

وتجدر الإشارة أنه بعد هذه المسافة أي ( 2F ) كحد أقصى تصبح القوة التنافرية repulsive force هي المسيطرة والتي تعمل كحاجز كولوني يصد اقتراب أي جسيم من النوة .
إذاً القوة النووية تعمل على جذب النكليونات معاً وهذه القوة مستقلة عن نوع النيكلون سواءً كان بروتون أو نيوترون , وإن الأجزاء غير المتلامسة لا تؤثر على بعضها أبداً.
إن القوة النووية الشديدة تختلف من نواة إلى أخرى , فتكون هذه القوة من اجل النوى المتوسطة (( Z>25 وz<70 )) ومن أجل النوى الثقيلة تكون أقل.
إذاً نستنتج انه بزيادة عدد البروتونات في النواة يؤدي إلى زيادة قوى التنافر وذلك على حساب القوى النووية وتسمى هذه القوى التنافرية بالقوى الكولونية coulomb force وهي تعاكس في اتجاهها القوى النووية وهي تتناقص مع البعد الوسطي بين البروتونات ,هذا البعد يلاحظ بزيادة عدد النيوترونات حول البروتون
وأنه من اجل كل نواة ذرة ذات عدد محدد من البروتونات هنالك عدد أصغري من النيوترونات لكي لا تصبح قوة كولون كبيرة وبالتالي يؤدي إلى تحطم النواة.
طبيعة القوة النووية :
هناك عدد من القوى الأساسية المعروفة لدينا والموجودة في الطبيعة مثل قوى الجذب والقوى الكهرومغناطيسية والقوى الضعيفة (انحلال بيتا ) وبالإضافة إلى هذه القوى هناك قوى أخرى جديدة ومهمة جداً هي القوة النووية المسؤولة عن ربط مكونات النواة مع بعضها . لقد جرت محاولات عديدة لفهم القوة النووية أو المجال النووي وذلك بعد ظهور فرضية احتواء النواة على البروتونات والنيوترونات (فرضية البروتون – نيترون ) . لقد كان السؤال المطروح آنذاك هو كيف إن البروتون والنيوترون مترابطان مع بعضهما داخل النواة ؟ وستكون الإجابة على هذا السؤال من خلال شرحنا لخواص القوة النووية والنظريات المتعلقة بها .
خواص القوة النووية .
1 – إن القوة النووية هي قوة تجاذب شديدة بين نوويتين داخل النواة أي بين ( بروتون بروتون ، نيوترون نيوترون ، بروتون نيوترون ) وهذه القوة هي التي تحافظ على استقرارية النواة بصورة عامة . ففي النوى الثقيلة مثلاً نلاحظ ان القوة النووية هي أعظم من قوة التنافر الكولومبية بين البروتونات وإلا لما كانت هناك نوى ثقيلة . وبالمقابل يجب أن تكون هناك قوة تنافر بين النوويات عند مسافات صغيرة جداً حيث تعمل هذه القوة ( قوة التنافر ) بصورة أو بأخرى للحيلولة دون تصادم النوويات وتمركزها في نقطة واحدة كجسيم واحد.
إن المدى المؤثر للقوة النووية بين أي نوويتين صغير جداً ، إذن من الممكن القول بان هذا التأثير بين النوويات المجاورة لبعضها البعض فقط .
2- القوة النووية مشبعة ، عندما نتكلم عن إشباع القوة النووية ، نقصد بان النووية الواحدة داخل النواة يمكنها إن تتعامل (interaction) بقوة فقط مع عدد محدد من النوويات المحيطة بها . وللتعرف على هذا نعود إلى شكل (منحنى الاستقرار) الذي يربط بين معدل طاقة الربط النووية والعدد ألكتلي A حيث يمكننا القول بان معدل طاقة الربط النووية هي ( 8 Mev/nucleon) ومن هذا نستنتج إن معدل طاقة الربط النووية (BE) تساوي كمية ثابتة أو إن ( BE A) وهذا يعني إن القوة النووية مشبعة .
3 – القوة النووية التي تربط بين النوويات داخل النواة لا تعتمد على الشحنة ولا على نوع النوية . أي بمعنى آخر إن القوة النووية التي تربط بين بروتونين (p-p) أو نيوتروني (n-n) أو بروتون ونيوترون (p-n) متساوية أي عدم اعتماد القوة النووية على الشحنة إطلاقاُ .
. حزام أمان الذرة (القوة النووية الضعيفة): إن أحد أهم العوامل في استمرار النظام على الأرض هو التوازن الموجود داخل الذرة إذ يضمن هذا التوازن عدم انهيار الأشياء فجأة وعدم انبعاث أشعة ضارة منها وتتحمل ''القوة النووية الضعيفة'' مسؤولية الحفاظ على هذا التوازن بين البروتونات والنيوترونات داخل نواة الذرة وتؤدي هذه القوة دوراً مهما في الحفاظ على توازن النوى التي تحتوي على أعداد عالية من النيوترونات والبروتونات وإذا تمت المحافظة على هذا التوازن، يمكن أن يتحول النيوترون، إذا لزم الأمر، إلى بروتون وبما أن عدد البروتونات في النواة يتغير في نهاية هذه العملية، فإن الذرة تتغير معه أيضا وتصبح ذرة مختلفة وهنا، تكون النتيجة في غاية الأهمية؛ لأن الذرة تتحول إلى ذرة أخرى مختلفة دون أن تتفتت وتستمر في الحفاظ على وجودها ويحمي حزام الأمان هذا الكائنات الحية من الأخطار التي كانت ستنشأ لولا وجوده من جراء تحرر الجسيمات بشكل غير قابل للسيطرة ومؤذ للبشر.


القوة النووية الضعيفة تحافظ على التوازن في النيوترون والبروتون داخل النواة

الطاقة النووية أو الطاقة الذرية هي الطاقة التي تتحرر عندما تتحول ذرات عنصر كيمائي إلى ذرات عنصر آخر، ( الذرات هي اصغر الجسيمات التي يمكن إن يتفتت إليها أي شيء كان ) . وعندما تنفلق ذرات عنصر ثقيل إلى ذرات عنصرين اخف ، فان التحول يسمى "انشطارا نوويا " ويمكن إن يكون التحول " اندماجا نوويا " عندما تتحدد أجزاء ذرتين
يعول على الطاقة النووية إن تصبح أعظم مصادر الطاقة في العالم بالنسبة للاضاءه والتسخين وتشغيل المصانع وتسيير السفن وغير ذلك من الاستخدامات التي لا حصر لها. من ناحية أخرى ، يخاف بعض الناس الطاقة النووية لأنها تستخدم أيضا في صنع أعظم القنابل والاسلحه فظاعة وتدميرا في تاريخ العالم . كما إن بعض نواتج عمليه الانشطار تكون سامه للغاية .
إنتاج الطاقة النووية
اليورانيوم والبلوتونيوم هما العنصران المستخدمان في إنتاج الطاقة بواسطة الانشطار النووي. كل ذرة من ذرات اليورانيوم او البوتونيوم ( او أي عنصر اخر ) لها "نواة " عند مركزها تتكون من " بروتونات " و " نيوترونات " .
الانشطار النووي : عندما يتصادم نيوترون سائب مع ذرة يورانيوم او بلوتونيوم فان نواة الذرة " تأسر " النيوترون .
عندئذ تنفلق النواة إلى جزيئين ، مطلقه كميه هائلة من الطاقة كما أنها تحرر نيوترونين أو ثلاثة تتصادم هذه النيوترونات مع ذرات أخرى ويحدث نفس الانشطار في كل مره، وهو ما يسمى بالتفاعل المتسلسل .
ملايين الملايين من الانشطارات يمكن إن تحدث في جزء من المليون من الثانية . وهذا هو ما يحدث عندما تنفجر قنبلة ذريه وعندما تنتج الطاقة النووية للأغراض السلمية العادية فانه يلزم إبطاء التفاعل المتسلسل . ولإنتاج الطاقة للأغراض العادية تحدث الانشطارات في اله تسمى المفاعل النووي أو الفرن الذري . يتم التحكم في سرعة الانشطارات بطرق مختلفة في إحدى الطرق تستخدم قضبان التحكم التي تقصى بعض النيوترونات بعيدا عن التفاعل .
كيف نعيش
الاندماج النووي: هذا أيضا يسمى التفاعل النووي الحراري لأنه يحدث فقط عند درجات حرارة عاليه جداً . وهو عكس الانشطار النووي . حيث تنصهر (تتحد ) معا نواتان خفيفتان لتكونا نواة أثقل .
تأتي الطاقة الشمسية الهائلة من الاندماج النووي ، اذا تنصهر انويه ذرات الهيدروجين الخفيفة لتكون ذرات الهيليوم الأثقل . تنطلق أثناء ذلك كميات هائلة من الطاقة في صوره حرارة .
الاندماج النووي هو الذي ينتج الطاقة المدمرة للقنبلة الهيدروجنيه . ومع ذلك ، يمكن للاندماج النووي في المستقبل أن يكون احد اعظم المصادر الثمينه للطاقه السليمه لانه يمكنه استخدام مياه البحار البحيرات والنهار في إنتاج القوى النوويه .
استخدام الطاقة النووية
تستخدم الطاقة النووية الآن في أغراض كثيرة ، فهي تولد الكهرباء وتسير السفن وتستخدم في المصانع والمستشفيات.
الكهرباء : تنتج محطات توليد القوى النووية بعض الكهرباء التي يستخدمها الناس كل يوم . يوجد في كل محطة مفاعل نووي يتم فيه الانشطار النووي الذي يحرر الطاقة في صورة حرارة . تمرر هذه الحرارة إلى غاز أو سائل يسمى المبرد . وينتقل المبرد إلى مبادل حراري حيث يسخن الماء ويحوله إلى بخار . عندئذ يستخدم البخار في تشغيل توربين ويسير التوربين مولد للكهرباء .
استخدامات أخرى : تستخدم التوربينات التي تعمل بالانشطار النووي كذلك في تسيير السفن والغواصات . ونظرا لان المفاعلات النووية لا تحتاج إلى أكسجين ، فان الغواصات النووية يمكنها البقاء تحت الماء لفترات زمنيه طويلة .
هناك أنواع معينه من الذرات الناتجة أثناء الانشطار النووي تساعد الأطباء في تشخيص ( التعرف على ) الأمراض ومكافحتها . تسمى هذه الذرات النظائر المشعة ، وهي ذات استخدامات أخرى كثيرة في الصناعة والزراعة.
من القرآن:
فالقرآن المجيد يبين ويشرح ماهية الحطمة, فيقول إنها نار الله الموقدة, وإنها مؤصدة داخلها ومحبوسة في أعمدة ممتدة. كذلك فإنه يقول إن الإنسان حين يلقى في هذه النيران فإنـها سوف تنفذ إلى قلبه مباشرة وكأنه لا يوجد ما يمنعها من قفص صدري أو أي شيء يقف في طريقها. وهذا يشير إلى أن هذه النار مختلفة تماما.. فهي تهلك القلب قبل أن تحرق الجسم الخارجي. ومن المعلوم أنه لم يكن الإنسان في ذلك الزمن يعرف نارا يمكن أن تنفذ الى القلب مباشرة بـهذا الشكل الذي جاء وصفه في الاّيات الكريمة.


"كَلاّ لَيُنبَذَنَّ فِي الْحُطَمَةِ"

ولكن ليست هذه وحدها جميع العوامل المثيرة للدهشة والعجب في هذا الوصف, فما يأتي بعد أشد غرابة وأكبر عجبا. فقد ذكر عن هذه النار أنـها مؤصدة في أعمدة ممتدة, وهي تنتظر أن تنفذ إلى قلب الإنسان حين يأتي الزمن الذي تنطلق فيه هذه النيران من محبسها. إنـها حقا دهشة بعد دهشة, وعجب يتلوه عجب, يتراكم جميعه في نطاق هذه العبارات القليلة والاّيات البينة التي تحتويها هذه السورة الكريمة. فأولا يأتي الإعلان بأن زمنا ما سوف يجيء حين يلقى الإنسان في أصغر جزء من أجزاء المادة.. أي "الحطمة", ثم يأتي وصف هذا الجزء الأصغر من المادة وما يحتويه من النيران, وأن هذه النيران محبوسة في أوعية تظهر في شكل الأعمدة الممتدة.


(الهمزة:2-10)

القوى النووية مصطلح يطلق على الدول التي تمتلك التقنية النووية في مجال تسلحها عبر وجود مفاعلات لإنتاج الطاقة المستخدمة في القنابل النووية وما يتبعها من صواريخ ورؤوس نووية. والدول التي تمتلك هذه القوة في العالم، وأجرت تجارب نووية علنية ناجحة هي :
• الولايات المتحدة الأمريكية.
• بريطانيا.
• فرنسا.
• روسيا (الإتحاد السوفيتي سابقاً).
• الصين.
• الهند.
• باكستان.
• كوريا الشمالية.
دول لديها قدرات نووية غير معلنة :
• إسرائيل.
• جنوب أفريقيا.
• أوكرانيا.




الخاتمة :

وأخيراً..وهكذا تعرفنا على القوة النووية وطبيعتها وخواصها فيا سبحان الله
اللهم اكتب لنا ما فيه الخير وابعد عنا الماراض وسوء ما ينتجه الانسان ,وأحينا على التوحيد سعداء، وأمتنا على التوحيد شهداء. ربنا لا تزغ قلوبنا بعد إذ هديتنا وهب لنا من لدنك رحمة إنك أنت الوهاب. ربنا اغفر لنا ولوالدينا ولجميع المسلمين.وصلى الله وسلم على نبينا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين.









المراجع:





1-المصدر: موقع هارون يحيى Harun Yahya - An Invitation to The Truth



2-المصدر: كتاب ( نظرة شاملة حول النظرية النسبية )






واسمحولنا عالقصور

وها التقرير مع تعديلاتي
مخزن مركز تحميل مركز تحميل صور مركز تحميل ملفات رفع صور رفع ملفات

مشكوريين عالمرور