ملخص درس الاضمحلال النووي والتفاعلات النووية – الفيزياء النووية - العلم نور

عاجل

{ وَقُلْ رَبِّ زِدْنِي عِلْمًا }

الثلاثاء، 25 يونيو 2019

ملخص درس الاضمحلال النووي والتفاعلات النووية – الفيزياء النووية



بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
ملخص درس الاضمحلال النووي والتفاعلات النووية – الفيزياء النووية
نبدأ على بركة الله ...




    -       المواد المشعة : المواد التي تنبعث منها إشعاعات تلقائيا وهذه الإشعاعات لها قدرة على النفاذ .
    -       علل : لاحظ بيركل ان لون الصفائح الفوتوجرافية التي تغطي اليورانيوم وتحجب الضوء عنه أصبح ضبابيا .
لأن نوعا من الأشعة المنبعثة من اليورانيوم قد نفذت من الصفائح .
    -       تضمحل النواة عند انتقالها من حالة أقل استقرارا إلى حالة أكثر استقرارا تلقائيا .
    -       الإضمحلال الإشعاعي :
+ اكتشافات رذرفورد ورفاقه :
·      عنصر الرادون يتحول تلقائيا إلى نواة أخف و إلى نواة هيليوم خفيفة .
·      مركبات اليورانيوم تنتج 3 أنواع من الإشعاع سميت ألفا ، بيتا ، جاما .
+ تم الفصل بين الإشعاعات اعتمادا على قدرتها على اختراق المواد ...
·      يلزم صفيحة رقيقة من الورق لإيقاف جسيمات ألفا .
·      يلزم سمك 6mm من الألمنيوم لإيقاف معظم جسيمات بيتا .
·      يلزم سمك عدة سنتمترات من الرصاص لإيقاف إشعاع جاما .
    -       اضحمالا أو انبعاث ألفا : عملية اضمحلال إشعاعي ينبعث فيها جسم ألفا من النواة .
    -       تحولات نواة العنصر عند بعث ألفا :
التحول
قبل التحول
بعد التحول
يقل عدد الكلي بمقدار 4
A
A-4
يقل عدده الذري بمقدار Z
Z
Z-Z
يقل عدد نيوتروناته بمقدار 2
N
N-2
يقل عدد بروتوناته بمقدار 2
P
P-2
يتحول العنصر إلى عنصر جديد
U 236 92
Th 234 90

    -       اضمحلال او انبعاث بيتا : عملية اضمحلال إشعاعي يتحول فيها نيوترون إلى بروتون يبقى في النواة وجسيم بيتا وضديد النوترونو
    -       تحولات نواة العنصر عند بعث بيتا :
التحول
قبل التحول
بعد التحول
لا يتغير عدده الكتلي
A
A
يزداد عدده الذري بمقدار 1
Z
Z+1
يقل عدد النيوترونات بمقدار 1
N
N-1
يزداد عدد البروتونات بمقدار 1
P
P+1
يتحول العنصر إلى عنصر جديد
Th 234 90
Pa 234 91

    -       اضمحلال أو انبعاث جاما : عملية اضحملال إشعاعي يتم فيها إعادة توزيع الطاقة داخل النواة لكل دون تغير في العدد الكتلي أو مقدار الشحنة .
+ سبب حدوثه : ينتج انبعاث جاما نتيجة إعادة توزيع الطاقة داخل النواة بعد انبعاث ألفا أو بيتا منها .
    -       سلسة الاضمحلالات الإشعاعية :
+ وصفها : سلسة من انبعاثات ألفا وبيتا وجاما تتحول بعدها النواة إلى نواة مستقرة .
+ من أمثلتها : تحول اليورانيوم المشع U 238 52 على نظير الرصاص المستقر Pb 209 82
-   التفاعلات النووية : عملية تحدث عندما يتغير عدد النيوترونات أو عدد البروتونات   أو جسمات ألفا أو إلكترونات .
    -       التفاعلات النووية تصنف من حيث الطاقة إلى ...
+ تفاعلات نووية ينتج عنها طاقة .
+ تفاعلات نووية تحدث عندما تزود بالطاقة .
    -       أنواع التفاعلات النووية :
+ الاضحمال .
+ الانشطار النووي .
+ انبعاث جسيمات عند اصطدام جسيم مع النواة المشعة .
+ الاندماج النووي .
    -       وصف التفاعلات النووية :
+ بالكلمات .
+ بالتمثيل البياني .
+ بالمعادلات النووية .
    -       حفظ العدد الكتلي : مجموع الأعداد الكتلية " الأعداد العلوية " في طرفي المعادلة النووية متساوي .
    -       حفظ العدد الذري : مجموع الأعداد الذرية " الأعداد السفلية " في طرفي المعالة النووية متساوي .
    -       عمر النصف : الفترة الزمنية اللازمة لاضمحلال نصف ذرات أي كمية من نظير عنصر مشع .
    -       استخدامه لتحديد عمر الأجسام :
+ إيجاد عمر عينة من مادة عضوية بقياس كمية الكربون 14 المتبقية .
+ حساب عمر الأرض اعتمادا على اضملال اليورانيوم إلى الرصاص .
    -       النشاطية " معدل الاضمحلال " : عدد انحلالات المادة المشعة كل ثانية .
+ وحدة قياسها : اضمحلال / ثانية " البيكرل Bq ".
+ العوامل المؤثرة فيها :
·      عدد الذرات المشعة الموجودة في العينة : تتناسب النشاطية طرديا مع عدد الذرات .
·      عمر النصف للمادة المشعة : عمر النصف الأقصر يعني نشاطية أكبر .
    -       يمكن تحديد عمر النصف لمادة بمعرفة :
+ نشاطية المادة . 
+ كتلة المادة .
    -       النظائر المشعة المنتجة اصطناعيا :
+ إنتاجها : يمكن انتاج نظائر مشعة من النظائر المستقرة بقذفها بجسيمات ألفا أو ببروتونات أو إلكترونات أو أشعة جاما .
+ الإشعاعات التي تصدرها :
·      جسيمات ألفا
·      جسيمات بيتا
·      إشعاع جاما
·      نيوترينو
·      ضديد النيوترينو
·      يوزترون " ضديد الإلكترون "
    -       من استخداماتها :
+ في البحوث الدوائية والطبية :
يعطى المريض نظائر مشعة تمتصها أعضاء محددة من الجسم ثم باستخدام عداد الإشعاع يتم مراقبة الإشعاع في ذلك العضو .
+ التصوير الطبقي للدماغ PET :
·      يحقن الدماغ بسائل يحوي نظائر مشعة مثل F 10 9 ترتبط مع الجزء الذي سوف يتمركز في الأنسجة تحت العلاج .
·      يضمحل F 10 9 منتجا بوزترونات تفنى عندما تتحد مع الإلكترونات منتجة أشعة جاما .
·      يكشف جهاز المسح PET عن أشعة جاما وبعدها يكون الحاسوب خريطة ثلاثية الأبعاد لتوزيع النظير .
+ تدمير الخلايا السرطانية :
·      معالجة مرضى السرطان بأشعة جاما المنبعثة من الكوبالت .
·      يحقن نظير اليود المشع في الغدة الدرقية المصابة بالسرطان .
     -       الانشطار النووي : عملية تنقسم فيها النواة إلى نواتين أو أكثر ونيوترونات وطاقة .
     -       الطاقة المحررة من التفاعل :
+ فرق الكتلة بين النواتج والمتفاعلات في تفاعل الانشطار النووي يتحول إلى طاقة .
+ الطاقة المحررة تظهر على شكل طاقة حركية لنتائج الانشطار .
     -       التفاعل المتسلسل : عملية مستمرة ومتكررة من التفاعلات الانشطار سببها تحرير نيوترونات من تفاعل الانشطار الأول .
     -       النيوترونات المحررة نتيجة انشطار اليورانيوم :
+ معظم النيوترونات المحررة نتيجة انشطار اليورانيوم U 235 92 سريعة جدا .
+ اليورانيوم U 238 92  يمتص النوترونات السريعة ولا ينشطر وإنما يتحول إلى ذرات U 239 92
+ امتصاص U 238 92 للنيوترونات يمع معظمها من الوصول إلى ذرات U 235 92 الانشطارية لذا فمعظم النيوترونات المتحررة غير قادرة على إحداث انشطار لذرة أخرى من U 235 92 .
    -       علل : يجب إبطاء سرعة النيوترونات المحررة نتيجة انشطار اليورانيوم U 285 92 .
لأن اليورانيوم U 285 92 يمتص النيوترونات البطيئة بسهولة فيحدث التفاعل المتسلسل .
    -       المهدئ :
+ وصفه : مادة يمكن أن تبطئ النيوترونات السريعة .
+ عمله : المهدئ يبطئ الكثير من النيوترونات السريعة عند اصطدامها بذرات المهدئ حيث ينقل عزم وطاقة النيوترون إلى تلك الذرة .
    -       السيطرة على التفاعل المتسلسل :
·      الهدف منه : إمكانية استخدام الطاقة الناتجة منه .
·      آلية عمله : تفتيت اليورانيوم على قطع صغيرة ووضعها في المهدئ .
     -       تخصيب اليورانيوم :  عملية زيادة نظير اليورانيم القابل للانشطار بإضافة كمية أكبر من اليورانيوم U 235 92 .
     -       الهدف من تخصيب اليورانيوم هو إمكانية حدوث التفاعل المتسلسل .
     -       مفاعل الماء المضغوط :
+ الوقود النووي : 200 طن متري من اليورانيوم مغلفة بمئات من القضبان الفلزية مضمورة في الماء .
+ وظائف الماء في المفاعل :
·      يعمل كمهدئ " إبطاء سرعة النيوترونات " .
·      ينقل الطاقة الحرارية بعيدا عن انشطار اليورانيوم .
    -       علل : يسخن الماء المحيط بقضبان اليورانيوم نتيجة الطاقة المتحررة من الانشطار دون أن يغلي .
لأن الماء تحت ضغط كبير جدا يزيد من درجة غليانه .
    -       قضبان التحكم :
+ وصفها : قضبان كادميوم توضع بين قضبان اليورانيوم تتحرك إلى داخل وخارج المفاعل النووي .
+ وظيفتها : التحكم في معدل التفاعل المتسلسل .
+ عملها :
·      عندما يتم إدخال قضبان التحكم كليا داخل المفاعل فإنها تمتص عددا كافيا من النيوترونات المتحررة نتيجة التفاعلات الانشطارية وبذلك تمنع حدوث التفاعل المتسلسل .
·      عندما ترفع قضبان التحكم من المفاعل فإن معدل الطاقة المتحررة يزداد بسبب توافر نيوترونات حرة أكثر كافية لاستمرار حدوث المفاعل المتسلسل .
    -       محطة الطاقة النووية :
+ مبدأ عملها : تحويل الطاقة الحرارية المتحررة من التفاعلات النووية إلى طاقة كهربائية .
    -       الاندماج النووي : عملية تتم فيها اندماج أنوية صغيرة لإنتاج نواة أكبر وتحرير طاقة .
+ من أمثلتها : اندماج الديوتيريوم والتريتيوم لإنتاج الهيليوم .
     -       علل : لا يحدث تفاعل الاندماج النووي إلا عندما يكون للأنوية كميات هائلة من الطاقة الحرارية .
لأنه يجب أن تكون طاقة النوى المدمجة عالية جدا للتغلب على قوة التنافر بينها .
     -       عمليات الاندماج النووي :


+ أهمها : سلسلة بروتون-بروتون
+ أماكن حدوثها :
·      في الشمس .
·      في القنبلة الهيدروجينية .
·      في القنبلة الحرارية النووية .


تم بحمد الله


نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "



بالتوفيق للجميع ...^_^

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق