ابدأ بالتواصل مع الأشخاص وتبادل معارفك المهنية

أنشئ حسابًا أو سجّل الدخول للانضمام إلى مجتمعك المهني.

متابعة

ما هو الاندماج النووي ؟

user-image
تم إضافة السؤال من قبل Duaa Allababidi , Teacher , barnskullen/ infant school/ Sweden
تاريخ النشر: 2017/01/03
Hatim Elamin AbdEllatief Abdedaem
من قبل Hatim Elamin AbdEllatief Abdedaem , DIrector of industry adminstration at Gezira state , ministry of finance and economic affairs Gezira state

حدث تفاعل الاندماج النووي عندما تتداخل نواتان ذريتان. ولكي يتم هذا التداخل، لا بد من أن تتخطى النواتان التنافر الحاصل بين شحنتيهما الموجبتين (و تعرف الظاهرة بالـحاجز الكولومبي). إذا ما طبقنا قواعد الميكانيكا الكلاسيكية وحدها، سيكون احتمال الحصول على اندماج الأنوية منخفضا للغاية، بسبب الطاقة الحركية (الموافقة للهيجان الحراري) العالية جدا اللازمة لتخطي الحاجز المذكور. وفي المقابل، تقترح ميكانيكا الكم، وهو ما تؤكده التجربة، أن قانون كولوم يمكن تخطيه أيضا نفق ميكانيكا الكم، بطاقات أكثر انخفاضا.

وبالرغم من ذلك، فإن الطاقة اللازمة للاندماج تبقى مرتفعة جداً، وهو ما يقابله حرارة أكثر من عشرات أو ربما مئات الملايين من الدرجات المئوية حسب طبيعة الأنوية. وفي داخل الشمس على سبيل المثال، يجري تفاعل اندماج الهيدروجين المؤين عبر مراحل إلى تولد الهليوم، في ظل حرارة تقدر ب 15 مليون درجة مئوية، ويحدث ذلك ضمن عدة تفاعلات مختلفة تنتج عنها حرارة الشمس. وتُدرس بعض تلك التفاعلات بين نظائر الهيدروجين بغرض إنتاج الطاقة عبر الاندماج مثل الديوتيريوم-ديوتيريوم أو الديوتيريوم-تريتيوم (انظر أسفله). أما في الشمس فتتواصل عملية الاندماج إلى العناصر الخفيفة ثم المتوسطة ثم ينتج منها العناصر الثقيلة مثل الحديد، الذي يحتوي في نواته على 26 بروتون ونحو 30 من النيوترونات. وفي بعض النجوم الأكثر كتلة عن الشمس، تتم عمليات اندماج لأنوية أضخم تحت درجات حرارة أكبر.

وعندما تندمج أنوية صغيرة، تنتج نواة غير مستقرة تسمي أحيانا نواة مركبة، ولكي تعود إلى حالة استقرار ذات طاقة أقل، تـُطلق جسيم أو أكثر (فوتون، نيوترون، بروتون، على حسب التفاعل)، وتتوزعالطاقة الزائدة بين النواة والجسيمات المطلقة في شكل طاقة حركيّة. وطبقاً للرسم التوضيحي تنطلق نواة ذرة الهيليوم بطاقة قدرها {\\displaystyle 5.3~MeV}{\\displaystyle 5.3~MeV} وينطلق النيوترون بطاقة قدرها {\\displaystyle 14.1~MeV}{\\displaystyle 14.1~MeV} (ميجاإلكترون فولت). وفي المفاعلات الاندماجية الجاري تطبيقها حاليا يجتهد العلماء للحصول على مردود جيد من الطاقة خلال الاندماج، أي من الضروري أن تكون الطاقة الناتجة أكبر من الطاقة المستهلكة لتواصل التفاعلات واستغلال الحرارة الناتجة في إنتاج الطاقة الكهربائية. كما يجب عزل محيط التفاعل ومواد المحيط في المفاعلات الاندماجية.

عندما لا يوجد أي وضع مستقر، تقريبا، قد يكون من المستحيل أن نقوم بإدماج نواتين (على سبيل المثال : {\\displaystyle {}^{4}\\mathrm {He} }{\\displaystyle {}^{4}\\mathrm {He} } + {\\displaystyle {}^{3}\\mathrm {He} }{\\displaystyle {}^{3}\\mathrm {He} }).

اندماج نووي.

إن التفاعلات الاندماجية التي تطلق أكبر قدر من الطاقة هي تلك التي تستخدم أكثر الأنوية خفّة لإنتاج الهيليوم، لأن الهيليوم ونواته جسيم ألفا هي أقوى نواة ذرة هلى الإطلاق من جهة تماسكها، فهي تحتوي على 2 بروتون و 2 نيوترون وهؤلاء الأربعة شديدو التماسك بحيث يتحول جزء يعادل 005و0 من كتلتهم كما في التفاعل الموضح بالرسم ،إلى طاقة حركة تتوزع بين نواة الهيليوم الناتجة والنيوترون. ومجموع الطاقتين الموزعتين = 3,5 + 14,1 = 17,6 ميجا إلكترون فولت. وبالتالي فإن أنوية الدويتيريوم (بروتون واحد ونيوترون واحد) والتريتيوم (بروتون واحد ونيوترونان)، مستخدمة في التفاعلات التالية :

و هذه التفاعلات هي أكثر التفاعلات دراسة في المخابر عند تجارب الاندماج المراقبة، وكل منها ينتج نحو 17 ميجا إلكترون فولت من الطاقة.

 

Duaa Allababidi
من قبل Duaa Allababidi , Teacher , barnskullen/ infant school/ Sweden

الاندماج تفاعل نووي محرض يتم خلاله دمج نواتين خفيفتين لتكوين نواة أكثر ثقلا. ويرافقه تحرير كمية كبيرة من الطاقة أكثر من تلك المحررة خلال تفاعل الانشطار. يتطلب حدوث تفاعل الاندماج توفر الشروط الآتية: درجة حرارة جد مرتفعة تفوق 15 مليون درجة لتكتسب النواتان الخفيفتان طاقة حركية كبيرة تمكنها من التغلب على قوى التنافر الكهرساكنة عند اقترابها من بعضها البعض. ولذلك ينعث الاندماج النووي بالتفاعل النووي الحراري؛ كثافة عالية لزيادة عدد التصادمات بين النوى الخفيفة؛ بقاء النويدات الخفيفة قريبة من بعضها البعض لمدة كبيرة حتى يحدث التفاعل.

مها شرف
من قبل مها شرف , معلمة لغة عربية , وزارة التربية السورية

شكراً للدعوة اتفق مع إجابتك. دعاء. 

 

عبارة عن تفاعل نووي ينتج عنه طاقة، ويحدث عندما تقترب نويتان أو أكثر من بعضهم البعض وتصطدم بسرعة عالية لتكون نواة  جديدة. مثال لذلك الشمس، حيث تنتج طاقتها عن طريق الاندماج النووي بين نويات ذرات الهيدروجين والهليوم.

hassan shalaby
من قبل hassan shalaby , اخصائي تسويق ومبيعات، ومدرب مهارات معتمد من جامعة نوتنجهام بالمملكة المتحدة وجامعة عين شمس بالقاهرة , Galal Al , Sharif _Trading

الاندماج النووي

 

الاندماج النووي عملية تتجمع فيها نواتان ذريتان لتكوين نواة واحدة أثقل. ويلعب اندماج الأنوية الخفيفة مثل البروتون وهو نواة ذرة الهيدروجين والديوترون نواة الهيدروجين الثقيل والتريتيون وهو نواة التريتيوم دوراً هائلاً في العالم وفي الكون، حيث ينطلق خلال هذا الاندماج كمية هائلة من الطاقة تظهر على شكل حرارة وإشعاع كما يحدث في الشمس، فتمدنا بالحرارة والنور والحياة. فبدون هذا التفاعل ما وُجدت الشمس وما وُجدت النجوم، ولا حياة من دون تلك الطاقة المسماة طاقة الاندماج النووي. وتنتج تلك الطاقة الهائلة عن فقد في وزن النواة الناتجة عن الاندماج النووي، وهذا الفقد في الكتلة يتحول إلى طاقة طبقاً لمعادلة ألبرت أينشتاين التي تربط العلاقة بين الكتلة والطاقة.

هذا التفاعل هو الذي يغذي الشمس وباقي النجوم الأخرى في الكون، ويمدهم بالحرارة والضوء.

فائدة الاندماج النووي تكمن في إطلاقه كميات طاقة أكبر بكثير مما يطلقه الانشطار. وبالإضافة إلى ذلك، فإن المحيطات تحتوي بشكل طبيعي على كميات كافية من الديوتيريوم اللازم للتفاعل فإذا فلح الإنسان في ترويض تلك الطاقة لتغذية الكوكب بالطاقة لمدة آلاف السنين، كما أن المواد المنبعثة عن الاندماج (خصوصا الهيليوم)، ليست مواداً مشعّة.

 

و على الرغم من العدد الكبير من التجارب التي تم القيام بها في كل أنحاء العالم منذ خمسين سنة، فإنه لم يتم التوصل إلى بناء مفاعل يعمل بالاندماج، ولكن الأبحاث في تقدم مستمر لغرض التوصل إلى ذلك. وكل ما استطاع الإنسانالتوصل إليه في هذا المجال جاء في المجال العسكري بابتكار القنبلة الهيدروجينية.

 

 

International trainer ENG . Hassan Shalaby

 

Mohamed Hairoud
من قبل Mohamed Hairoud

الاندماج النووي هو تفاعل يتم خلاله اندماج نواتين خفيفتين لتكوين نواة اكثر تقلا

محسن اللامي
من قبل محسن اللامي , رئيس فيزياويين , منظمة الطاقة الذرية ووزارة العلوم والتكنولوجيا

عملية الاندماج هي عكس عملية الانشطار؛ فالانشطار يبدأ من نواة ذرية كبيرة تنقسم إلى نواتين صغيرتين أو أكثر، وتطلق معهما بضعة نيوترونات وكميات من الطاقة. أما الاندماج فيبدأ من نواتين صغيرتين تندمجان في إطار نواة أكبر وتطلقان أيضاً نيوترون أو أكثر وكميات من الطاقة. لذلك، وبما أن كلتا العمليتين تطلقان الطاقة، يمكن استخدام أي منهما للغاية نفسها. إلا أن مستلزمات هذين التفاعلين وكفاءة التفاعل والمواد الجانبية الناتجة منهما تختلفان بشكل جذري، ما يجعل من الاندماج النووي أكثر كفاءة وذا جدوى اقتصادية أعلى، وهو أقل ضرراً على الصعيد البيئي والإشعاعي.أما الاندماج النووي القائم على العملية المعاكسة (صورة توضيحية مرفقة)، فيمكن الحصول عليه من خلال صهر نظائر متنوعة من الهيدروجين، مثل الديتيريوم أو التريتيوم ذات البروتون الواحد، ما يؤدي إلى إنتاج الهيليوم (بروتونين) مع كميات هائلة من الطاقة. أهمية هذه العملية أن المواد الناتجة منها هي مواد مستقرة غير مشعة مثل الهيليوم، وبالتالي هي عملية نظيفة توفر الكثير على البيئة والصحة وكذلك على أكلاف إدارة النفايات. كذلك تتوافر نظائر الهيدروجين بشكل كبير لأنها تستخرج من الماء، وتعتبر مصدراً متجدداً لا ينضب وذا كلفة منخفضة، وتستطيع جميع دول العالم الوصول إلى كميات كبيرة منه، خاصة تلك المطلة على البحار. لذلك يحلم العالم اليوم بمستقبل ينتج طاقة رخيصة ومتجددة ونظيفة في آن واحد، كما يحصل تحديداً في الشمس والنجوم. فكل الطاقة التي تنتجها الشمس هي في حقيقة الأمر نتاج عملية اندماج نووي متواصل يحول الهيدروجين إلى هيليوم ويغذي فضاءنا القريب بالطاقة. الحلم اليوم هو التمكن من تشغيل مفاعلات تحت السيطرة تفعل تماماً ما يحصل في قلب الشمس بوتيرة أبطأ .

المزيد من الأسئلة المماثلة

هل تحتاج لمساعدة في كتابة سيرة ذاتية تحتوي على الكلمات الدلالية التي يبحث عنها أصحاب العمل؟