معلومات فيزيائية

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
لقد قدّم العالم رذرفورد في العام 1911 من خلال تجربته الشهيرة الدليل على وجود النواة .
حيث قام باستخدام دقائق ألفا [ وهي جسيمات موجبة ] لقذف صفيحة رقيقة جداً من الذهب . وقد وجد أن معظم الجسيمات قد مرت دون انحراف من خلال ذرات الذهب وواصلت الحركة في خط مستقيم . أما البقية القليلة فقد ارتدت بشدة أو انحرفت بزاوية كبيرة . وقد قدّمت هذه النتائج النموذج الحديث للذرة والذي افترض وجود نواة ثقيلة موجبة الشحنة في مركز الذرة . والكترونات خفيفة نسبياً سالبة الشحنة تدور في مدارات حول النواة .
النشاط الإشعاعي الطبيعي (1)
منحى الاستقرار :
إذا قمنا برسم علاقة بيانية بين عدد البروتونات وعدد النيوترونات في الأنوية المعروفة فإننا نحصل
على الرسم البياني التالي والذي نلاحظ منه ما يلي :
النوى المستقرة وهي النوى على الخط المتصل وتتصف هذه النوى بما يلي :
1) النوى في أسفل الخط المستقيم
تمثّل النوى الخفيفة المستقرة وهنا
عدد البروتونات يساوي عدد النيوترونات.
2) في النوى الثقيلة يكون عدد النيوترونات
أعلى من عدد البروتونات بنسبة 50% .
3) أكثر النوى استقراراً هي الأنوية التي تحوي أعداداً زوجية من البروتونات والنيوترونات وذلك بسبب أن كل بروتونين ونيوترونين يكونان مجموعة مستقرة .
أما الأنوية غير المستقرة فتقع على جهتي الخط المتصل :
وتلجأ هذه الأنوية للاستقرار إما بإطلاق جسيمات ألفا ( µ ) أو جسيمات بيتا (b) أو إطلاق إشعاعات
جاما (g) وهذا ما يسمى بالنشاط الإشعاعي للعناصر والتي سنتحدث عنه بالتفصيل فيما يلي :
النشاط الإشعاعي :
هو انبعاث جسيمات ألفا وجسيمات بيتا وأشعة جاما من نواة العنصر المشع . ويجدر هنا أن ننوه بما يلي:
1) العنصر المشع جميع مركباته مشعة .
2) العنصر المشع يكون مشعاً في جميع حالاته (صلبة – سائلة – غازية) .
3) نواة العنصر المشع لا تصدر جسيمات ألفا وجسيمات بيتا معاً ، ولكن قد تصدر ألفا أو بيتا ، وقد يصاحب كلاً منهما انطلاق اشعاعات جاما .
4) معدّل النشاط الإشعاعي لعينة مشعة لا يتأثر بالظروف الخارجية من ضغط أو درجة حرارة ولكنه
يتوقف فقط على نسبة العنصر المشع في العينة .
5) انبعاث جسيم بيتا أو جسيم ألفا من نواة العنصر المشع يحولّها إلى نواة عنصر آخر .
التفاعلات النووية (1)
اذا حدث تفاعل لذرة عنصر معين ، ولم تلعب الالكترونات دوراً فيه ، وأدى هذا التفاعل إلى تغيير عدد
نيوكليونات النواة ، فإن هذا التفاعل يسمى تفاعلاً نووياً واذا تغيّر العدد الذري للعنصر خلال هذا التفاعل
ينتج عنصراً جديداً ، أما اذا تغيّر العدد الكتلي للعنصر فينتج نظيراً للعنصر الداخل في التفاعل وبذلك
يكون التفاعل النووي :
" هو التفاعل الذي يغيّر النواة " .
وقد يتم التفاعل النووي لعنصر معين بدون مؤثر خارجي وقد تحدثنا عن هذا النوع في الفصل السابق
والذي يسّمى "النشاط الاشعاعي الطبيعي " .
وقد نقوم نحن باستحداث مؤثرات خارجية وفي هذه الحالة يسمّى التفاعل باسم
" التفاعل النووي الاصطناعي " .
حاجز الجهد النووي : Nuclear Potential Barrier
لاحداث تفاعل نووي بين نواتين ، لابد من تقريبهما من بعضهما غلى مسافة يبدأ عندها تأثير النوى النووية ، ولذلك يتم تسريع احداهما لاكسابها طاقة حركية كافية تمكّنها من الاقتراب من النواة الأخرى والتغلب على قوى التنافر الكهرسكونية بينهما . فاذا قذف جسيم موجب الشحنة شحنة (القذفية) (ش1) باتجاه نواة ثقيلة (ش2) ، فان طاقة حركة الجسيم (ط ح) تتناقص تدريجياً نتيجة قوة التنافر بينه وبين النواة ، ولذلك تزداد طاقة الوضع (ط و) .
طو اذا ما أريد لهذا الجسيم أن يصل إلى جدار النواة ، فإنه ينبغي أن يمتلك طاقة
........
حيث نق : نصف قطر نواة الهدف