شركة انجاز لتصميم وتطوير المواقع الإلكترونية

صفحة 2 من 10 الأولىالأولى 1234 ... الأخيرةالأخيرة
النتائج 8 إلى 14 من 67

الموضوع: الأستخدامات السلمية للطاقة النووية

  1. #8
    مراقب عام المنتدى ومشرف منتدى الفيزياء الذرية والجزيئية ومنتدى الفيزياء الكلاسيكية
    Array الصورة الرمزية محمد عريف
    تاريخ التسجيل
    Feb 2007
    الدولة
    رشيد - مصر
    العمر
    40
    المشاركات
    2,041
    شكراً
    9
    شكر 1 مرة في 1 مشاركة
    معدل تقييم المستوى
    313

    مشاركة: الأستخدامات السلمية للطاقة النووية

    هذا هو الموضوع الكامل لمن لم يستطيع التحميل، ولكني متأسف جداً لعدم تمكني من تحميل الصور
    أرجو من يطلع علي هذا الموضوع أن يطلعنى علي رأيه ومميزات وعيوب هذا الموضوع جزاكم الله خيراً

    إعداد
    محمد محروس درويش عريف
    بكالوريوس العلوم والتربية
    كلية التربية – جامعة الأزهر
    رشيد
    بحيرة



    ىرجع الفضل لبعض فلاسفة الإغريق القدماء لكونهم أول من قدم مفهوم الذرات فى نظرية المادة، ويجب أن نستدرك أن ذرات القدماء ليست بالتأكيد نفس الأشياء التي نتحدث عنها فى وقتنا هذا كذرات، فيجب أن نفهم بدقة حقيقة ما قصده الفلاسفة الإغريق بمعنى هذا اللفظ، ولكن المسألة الرئيسية التي كانت تعنيهم ما إذا كانت المادة تتفتت نهائيا أم لا، فكل ما نفعله أن نأخذ قطعة كبيرة من مادة ثم نعيد تقسيمها مرة بعد أخرى أصغر فأصغر وبالضرورة يصل هذا التقسيم إلى نهاية، لنجد شيئا لا يمكن أن ينقسم، وتلك هي الذرة، ونعنى الذرة فى حقيقتها كلفظ يعنى « غير قابل للانقسام »، وقد اعتقد الذريون الإغريق بأن المواد مبنية بالفعل من ذرات، وفى أغلب الظن قد شعروا بأن الملامح المتباينة للمادة يمكن أن تشرح بشكل ما بدلالة تشكيلات مختلفة للذرات وحركتها، ونحن اليوم نعتقد بشئ مماثل ولكنه مشوب بالغموض، لكن يوجد بالتأكيد فرق شاسع بين نظريتنا العددية والكمية وبين التخمينات الغامضة للقدماء.

    البداية:

    بحلول عام 1803 ظهرت نظرية عن الذرات تدعمها التجارب على يد الكيميائي الإنجليزي دالتون، وكانت هذه النظرية أول ظهور حقيقي للذرات، لقد تمت معرفة كيفية ترتيب الإلكترونات والشحنات الموجبة والكتل داخل الذرات لأول مرة عام 1916 على يد الفيزيائي النيوزيلاندى أرنست رذرفورد Ernest Rutherford عندما سلط أشعة α منبعثة من الراديوم على شريحة رقيقة من الذهب، ووضح من هذه التجربة تناقض تام مع نموذج طومسون الذرى، ومن أجل تفسير تلك النتائج والمشاهدات افترض رذرفورد ما يسمى بالذرة النووية Nuclear atom أو النموذج النووى للذرة ، وطبقاً لهذا النموذج فان الذرة لابد وأن تحوى قلبا ضئيلا ثقيلا جداً ويحوى معظم كتلة الذرة ويحمل الشحنة الموجبة ، وتدور الالكترونات على مسافات شاسعة حول النواة، فى عام 1919 كانت أول مشاهد تحول طبيعة الأنوية المستقرة حينما قام الفيزيائي رذرفورد بقذف النيتروجين بجسيمات α المنبعثة من مصدر مشع لتنتج نواة الأكسجين وبروتون.

    ويعتبر بداية ظهور الطاقة النووية عام 1932 باكتشاف الفيزيائي الإنجليزي شادويك Chadwick النيوترون، كانت أول خطوة هي التي قام بها الفيزيائي الإيطالي انريكو فيرمى Enrico Fermi حينما سلط النيوترونات على العناصر المختلفة، ولكن كانت نتائج الاستطارة scattering مع اليورانيوم محيرة للغاية، ولكن من استطاع فك هذا اللغز كان كلا من الكيميائي الألماني أوتوهان Otto Hahn والفيزيائية النمساوية ليزا ميتا حينما اكتشفا وجود الباريوم والكريبتون فى النواتج فتبين لهما أن اليورانيوم انشطر إلى باريوم و كريبتون مصحوباً بطاقة هائلة، وبعد هذه التجربة ثبت بما لا يدع مجالاً للشك مصداقية نظرية النسبية وخاصة معادلة الطاقة الشهيرة، وربما كان هذا هو السبب وراء تحمس أينشتين الشديد لصنع أول قنبلة نووية.

    فى 2 أغسطس عام 1939 وقع ألبرت أينشتين ومعه ثلاثة من العلماء الألمان هم ليوزيلارد و أوجين واجنر و ادوارد تيلر، خطاباً موجهاً للرئيس الأمريكي فرانكلين روزفلت يخطره فيه بضرورة تصنيع السلاح النووى لحسم المواجهة مع ألمانيا، وبعد اندلاع الحرب العالمية الثانية فى أول سبتمبر من نفس العام، تسلم الرئيس الأمريكي فى 11 أكتوبر رسالة أينشتين، فأمر بتشكيل لجنة استشارية لليورانيوم، فوافقت اللجنة على ضرورة تصنيع السلاح النووى، وبخطى سريعة وسرية تامة سارت البحوث تحت اسم مشروع التعدين أو ما سمي بمشروع مانهاتن Manhattan Project .

    2 ديسمبر عام 1942 كان هذا تاريخ ميلاد الطاقة النووية من اليورانيوم حينما تم إجراء أول تجربة نووية متحكم فيها، وفى 16 يوليو 1945 بصحراء نيومكسيكو تم تفجير أول قنبلة نووية بنجاح، وكللت هذه الأبحاث بكارثة مروعة فى يومي 6 و 9 أغسطس من نفس العام بإلقاء القنبلتان الباقيتان على مدينتي هيروشيما ونجازاكى لتحصد أرواح أكثر من 250 ألف يابانى.

    بعد إلقاء هاتين القنبلتين أدرك العالم مدى بشاعة استخدام هذه الطاقة عسكرياً، ليس هذا وفقط، بل قاد عدد كبير من علماء العالم حملة واسعة ضد استخدام هذا السلاح البشع ومن المدهش حقاً أن من كان على رأس هذه الحملة كان أينشتين نفسه الذي كان السبب الرئيسي وراء تصنيع هذا السلاح، وفى عام 1953 تقدم الرئيس الأمريكي دوايت ايزنهاور للجمعية العامة للأمم المتحدة ببرنامج الذرة من أجل السلام، واقترح إنشاء الوكالة الدولية للطاقة الذرية لتحقيق هذا الهدف لتنسيق التعاون بين الدول التي تمتلك تلك التقنية النووية وباقي دول العالم.

    ثم توالى انتشار استخدام الطاقة النووية فى جميع المجالات وتشابكت معها كتشابك الخيوط وساهمت بشكل ملحوظ فى تقدم العلوم المختلفة، لكننا نستطيع أن نجمل هذه التطبيقات فى ثلاثة محاور رئيسية:

    1- تطبيقات مبنية على إنتاج واستخدام النظائر المشعة.
    2- تطبيقات مبنية على الإنشطار النووى.
    3- بحوث ودراسات الإندماج النووى.

    أولاً: تطبيقات مبنية على إنتاج واستخدام النظائر المشعة

    كان لاكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي الاصطناعي عام 1934 على يد الفيزيائي الفرنسي فريدريك جوليو وزوجته أيرين كوري مفعول السحر فى نمو وازدهار تطبيقات النظائر المشعة حيث كانت تنتج فى بادئ الأمر عن طريق معجلات السيكلوترون Cyclotron الذي اخترعه الفيزيائي الأمريكي أرنست لورانس Ernest Lawrence عام 1931، وكانت حينها باهظة الثمن وتنتج بكميات ضئيلة، مما أهلهما للحصول على جائزة نوبل فى الكيمياء عام 1935، وكان نتيجة لذلك أن وصل عدد النظائر المشعة حتى عام 1988 إلى 1300 نظير، ويتم استخدام النظير فى تطبيق معين طبقاً لخواص معينة لهذا النظير تتلاءم مع استخدامه ويعتبر الكوبلت – 60 و الكربون – 14 و الكاليفورنيوم – 252 من أهم النظائر المشعة وأكثرها استخداماً، ومن التطبيقات التي تقوم على النظائر المشعة:

    1– فى الزراعة:
    - التخلص من الحشرات الضارة: لقد كان لاستخدام المبيدات الحشرية بشكل عشوائي للقضاء على الحشرات الضارة مثل ذبابة الفاكهة و ذبابة البطيخ و دودة القطن أضراراً جسيمة أثرت على جودة التربة، وأدت إلى تلوث الماء والهواء والتربة مما يؤثر بشكل مباشر على صحة الإنسان والحيوان والنبات أيضاً، كما أدت إلى القضاء على بعض أنواع الحشرات النافعة مثل دودة القز ونحل العسل وموت بعض الحيوانات و الطيور النافعة بسبب التسمم الذي أصابها، مما دفع العلماء إلى التفكير فى حلول بديلة نظيفة بيئياً، كانت إحدى هذه الحلول الجيدة هي استخدام الحشرات العقيمة، ويتم الحصول على هذه الحشرات من خلال تعريض ذكورها فى طور الشرنقة المتأخر لجرعات محددة من الإشعاع كافية لجعلها عقيمة، ويكون هذا الإشعاع عبارة عن أشعة جاما الصادرة من الكوبلت – 60 أو السيزيوم – 127، ثم يتم إطلاقها بإعداد هائلة فى المناطق المنكوبة ليتم زواجها مع الإناث لتضع بيضاً غير مخصب لتقل عملية الإنجاب تدريجياً حتى تنعدم، ويعتمد هذا البرنامج على دراسات خاصة بحياة الحشرة الضارة بالنظائر المشعة أيضا لمعرفة أسلوب حياتها، وقد نجحت هذه الطريقة فى القضاء على ذبابة فاكهة البحر الأبيض المتوسط وذبابة البطيخ باليابان، وكذلك حشرات المخازن التي تسبب خسارة كبيرة فى المحاصيل الزراعية أثناء نقلها وتخزينها، وساعدت هذه التقنية على توفير ملايين الدولارات.

    - سرعة نمو النباتات: بينت الدراسات أن تعريض بذور النباتات لجرعات محددة من الإشعاع يؤدى إلى سرعة نمو النبات، وسرعة التزهير والنضج، ليس هذا وفقط بل تم إنتاج نباتات تتميز بكثرة الإنتاج، وزيادة حجم الثمار.

    - ترشيد استخدام الأسمدة: أصبح استخدام الأسمدة فى الآونة الأخيرة من أهم متطلبات الزراعة لزيادة خصوبة التربة و لتحقيق الكثافة النباتية العالية للرقعة الزراعية لسد احتياجات الإنسان فى ظل الزيادة السكانية المستمرة، ولما كان استخدام تلك الأسمدة مكلف جداً أصبح من الضروري ترشيد استخدامها بحيث لا تتعدى الكمية التي يحتاجها النبات فقط، وقد تحقق هذا المطلب باستخدام الفسفور – 32 المشع الذي استطاع العلماء من خلاله تقدير كمية السماد التي يحتاجها النبات وكمية السماد المفقودة، يقوم هذا النظير بإطلاق جسيمات بيتا بطاقة مقدارها 1.7 MeV، فعند امتصاص النبات لسماد يحتوى على هذا النظير المشع يمكن معه حساب كمية السماد الممتصة بقياس كمية الإشعاع الصادر من النبات فى أوقات ومواضع مختلفة، الأمر الذي تم معه توفير ملايين الدولارات التي كانت مهدرة.

    - دراسة الطرق الغذائية للنبات: كان تتبع مسار الأملاح المعدنية فى النبات قديما من الأشياء المستحيلة معملياً، لكن بعد توافر النظائر المشعة أمكن ذلك باستخدام الكربون – 14 المشع وذلك لمعرفة مدى استفادة النبات من هذه الأملاح، وانتقال و تكوين المواد العضوية فيه، وذلك باستخدام أملاح مركبة من جزيئات الكربون المشعة يمتصها النبات، ومن خلال ذلك أتضح أن النبات لا يتغذى على الأملاح من جذوره وفقط بل من الساق والأوراق والأزهار وحتى من الثمار أيضاً، أدى ذلك إلى ابتكار الأسمدة السائلة التي ترش على النبات، والتي تمتصها النباتات بشكل أفضل من الأسمدة العادية.

    - إنتاج سلالات نباتية جديدة محسنة وراثياً: إن الهدر المستمر فى المحاصيل الزراعية نتيجة إصاباتها بالآفات كانت دائماً مشكلة تؤرق الحكومات بشكل عام والمزارعين بشكل خاص، ووضعت الخطط والبرامج من أجل تقليل هذا الهدر ولكن كانت دائماً النتائج قليلة الجدوى، ولكن استطاع العلماء مع النظائر المشعة إنتاج سلالات نباتية جديدة مقاومة للأمراض وتمتاز بالإنتاجية العالية فيما يسمى بعملية التطفير Mutation وذلك بإحداث تغيرات وراثية فى جينات النباتات نتيجة تعريضها لأشعة جاما أو النيوترونات، ومن بعض النتائج المبشرة الحصول على نوع جديد من الأرز مقاوم للأمراض فى المجر وفرنسا، وزراعة قمح يتميز بكثافة سنابله فى ألمانيا وتشيكوسلوفاكيا، وفى الولايات المتحدة الأمريكية تم إنتاج ثمار بلا بذور، وبنجر عالي السكر بعد تعريضه للإشعاع النووى.

    - إبادة الآفات والحشائش: تعد الآفات الزراعية أشد الأضرار التي تلحق بالمحاصيل الزراعية، لذا ترصد الحكومات وهيئات البحث العلمي برامج وميزانيات هائلة للتخلص من هذه الآفات، وكثيراً ما تنتهي المعركة لصالح تلك الآفات، لكن كانت هذه الأبحاث التي تتعامل مع الآفات بطرق إشعاعية هي الرائدة فى هذا المجال، فلقد تمت تنقية بذور النباتات من الحشرات والآفات بعد تعريضها لجرعات إشعاعية من أشعة جاما الصادرة عن الكوبلت – 60 أو النيترونات أو أشعة بيتا الصادرة عن فسفور – 32 أو سيزيوم – 135.

    2- فى الصناعة:
    - التصوير الإشعاعي:من الخواص المميزة للإشعاع النووى قدرته الفائقة على اختراق الأجسام المختلفة، ويتوقف مدى اختراقه لجسم معين على معامل امتصاص هذه المادة لهذا الإشعاع، لذا فإن لكل مادة بصمة معينة لاختراقها بالأشعة، فمثلاً إذا كان لدينا جسم معين غير شفاف تستطيع الأشعة النووية بكل سهولة تصوير ما بداخل هذا الجسم إذا احتوى على مواد أخرى أو فراغات داخله، ومن طرق التصوير الإشعاعي التصوير بأشعة جاما حيث تستطيع الكشف عن عيوب عملية اللحام فى خطوط الأنابيب وعيوب تصنيع المسبوكات وخاصة المستخدمة فى صناعة الصواريخ وفى الطائرات والغواصات وسفن الفضاء، وتعتمد هذه الطريقة على تسليط أشعة جاما على العينة المفحوصة وتستقبل الأشعة بعد اختراقها للعينة على فيلم، وحيث أن امتصاص أشعة جاما يزداد بزيادة كثافة العينة المفحوصة فإننا نستطيع وبسهولة الكشف عن أي فراغات أو رواسب فى العينة المفحوصة حيث تظهر هذه العيوب والفراغات على الفيلم كمواضع داكنة داخل العينة ويشبه الفيلم هنا الصور المأخوذة بأشعة اكس، وهناك طريقة أخرى تعتمد على امتصاص النيوترونات الصادرة عن الكاليفورنيوم – 252، وعلى العكس فإن النيوترونات يزداد امتصاصها بانخفاض كثافة المواد المخترقة لها مثل المركبات العضوية والعناصر الخفيفة و البلاستيك والماء لذا فإن طريقة التصوير بالنيوترونات تهدف إلى كشف المواد الخفيفة داخل العناصر الثقيلة وفى فحص الدوائر الإلكترونية المطبوعة.

    - المعالجة الإشعاعية للمطاط: تسمى المعالجة الإشعاعية للمطاط الطبيعي بالفلكنة الإشعاعية للمطاط والتي تكسب المنتج مرونة وشفافية عالية بالإضافة إلى خلوه من مادة النيتروزوامين المسرطنة وأكاسيد الكبريت و الزنك و انخفاض نسبة السمية فيه، وتعتبر هذه الخواص هامة جداً للاستخدامات الطبية، وعملية الفلكنة الإشعاعية بديل عن عملية الفلكنة التقليدية بالكبريت والتي ينتج عنها بقايا لمادة داى ثاى أكرياميت شديدة السمية والتي لها تأثيرات مسرطنة.

    - تزييف المجوهرات: من اللمسات السحرية للإشعاع النووى قدرته الفائقة على تزييف المجوهرات والأحجار الكريمة الصناعية بحيث لا يمكن معها التفريق بينها وبين الأحجار الكريمة الطبيعية، وفى هذه التقنية يتم تعريض هذه الأحجار إلى جرعات محددة من الإشعاع النووى الصادر عن النظائر المشعة أو المفاعلات النووية حيث تظهر بألوان طبيعية براقة لا تتأثر بالعوامل الطبيعية على مدى طويل من السنين، وما يحدث فى هذه العملية هو اختصار لزمن تعرض هذه الأحجار للإشعاع الطبيعي، فمثلاً يمكن تحويل الياقوت الأصفر إلى أزرق أكثر جمالاً بقذفه بالنيوترونات أو بأشعة جاما الصادرة عن الكوبلت – 60.

    - إزالة الكبريت من الغاز الطبيعي و الفحم: يحتوى الغاز الطبيعي على كميات كبيرة من سلفات الكبريت التي يجب إزالتها قبل نقل الغاز لمنع تآكل خطوط الأنابيب، ويتم ذلك باستخدام طرق تقليدية، حالياً توجد دراسات لتطبيق الإشعاع فى تنقية الغاز الطبيعي من الكبريت، إلا أن هذه الدراسات أوضحت أنه ليس من الملائم اقتصادياً استخدام هذه التقنية عندما تكون نسبة الكبريت عالية فى الغاز، إلا أنه يمكن استخدامها ف التنقية النهائية فى الدولة المستقبلة للغاز، وبالنسبة للفحم فإن الأمر يختلف حيث أثبتت هذه الطريقة فاعلية وجدوى اقتصادية عالية، فبعد التشعيع الجامي بالكوبلت – 60 أمكن تخفيض الكبريت بنسبة 80% لفحم يحتوى على نسبة 2-3 % كبريت.

    - معالجة الأخشاب البلاستيكية: أمكن تحسين الخواص الفيزيائية والكيميائية للأخشاب المعالجة بالبلاستيك، حيث أصبح أكثر مقاومة للخدش والحرق وتتضمن عملية المعالجة تغطية سطح الخشب بطبقة رقيقة من البلاستيك ثم تعريض السطح لأشعة جاما فيتغير التركيب الجزيئي للبلاستيك معطياً خواصاً أفضل رغم عدم تغير مظهره الخشبي.

    - تحسين خصائص المواد البلاستيكية: أن المواد الأساسية للبلاستيك مثل البولي إيثيلين هي عبارة عن مواد متبلرة تتكون من عدد من السلاسل المتوازية، وعند تعريض البولي إيثيلين لأشعة جاما تتصل هذه السلاسل مع بعضها البعض فتصبح المادة الناتجة بعد التشعيع أكثر عزلاً للحرارة وأكثر مقاومة للتيار الكهربي مما يجعلها أكثر ملائمة للاستخدام فى عزل الأسلاك الكهربائية.

    - القياس والمعايرة: يمكن استخدام النظائر المشعة فى كثير من القياسات فى خطوط الإنتاج، فعلى سبيل المثال يمكن قياس سمك الورق أو رقائق البلاستيك أثناء عملية الإنتاج بتعريضها لأشعة بيتا، وتستقبل الأشعة على كاشف، فإذا تغير سمك الورقة يتغير تبعاً لذلك شدة إشعاع بيتا الساقطة على الكاشف، وبالتالي يمكن التحكم آلياً فى تعديل الخلل، كما يمكن استخدام الإشعاع فى مراقبة خطوط التعبئة للمشروبات وخاصة إذا كانت العبوات غير شفافة بحيث تتم مراقبة مستوى التعبئة المطلوب فى العبوة، كما يمكن قياس طبقة الطلاء أو الجلفنة أو المستحلب فى كساء القطع المعدنية أو اللدائن، أو تعيين نسب مكونات السبائك وقياس مدى تآكل التروس وآلات القطع والسيور وغيرها.

    - صناعة السيارات: يمكن استخدام النظائر المشعة لمعرفة مدى تآكل جدران اسطوانات محرك السيارة وذلك بإضافة كمية بسيطة من النظير المشع إلى سبيكة الحديد المصنوع منها المحرك وبعد فترة من التشغيل يتم قياس نسبة الإشعاع فى زيت المحرك التي تدل على مدى تآكل الأسطوانة مهما كانت بسيطة.

    - فى الصناعات البترولية: تستخدم النظائر المشعة فى قياس سرعة تدفق البترول فى خطوط الأنابيب وذلك بحقن النظير فى إحدى الأنابيب ثم تتبع مرور النظير داخل الأنبوب، كما يمكن أيضا تعيين مستوى سطح نواتج تكرير البترول داخل الخزانات المغلقة وتمييز الفواصل بين المنتجات البترولية داخل الأنابيب وتحديد أماكن التلف فى أنابيب البترول.

    - البطاريات النووية: تتميز البطاريات النووية بعمرها الطويل وحسن أدائها لمدة تصل إلى 80 عاماً، ويرجع هذا إلى طول فترة عمر النصف للنظير المشع، وترجع تقنية عمل هذه البطاريات على المزدوجات الحرارية، فلدى سقوط أشعة بيتا الصادرة عن البلوتونيوم بطاقة 5.5 MeV على إحدى هذه المزدوجات فإنها تولد تياراً كهربياً صغيرا، ولقد صنعت بطاريات متماثلة ويستخدم فيها عنصر الاسترانشيوم – 90 الذي يصدر الكترونات وتسمى بطارية كولمان، ليس هذا وفقط بل هناك أيضاً بطاريات السيزيوم – 127، البولونيوم – 210، السيزيوم – 144، البلوتونيوم – 238، والكوريوم – 244، وتمتاز هذه البطاريات بعدم تأثرها بالمجال المغناطيسي ولا درجات الحرارة ولا الضغط مما يؤهلها للعمل الشاق فى الفضاء وقيعان المحيطات وتحت جليد القطبين، ولقد انحصر استخدام هذا النوع من البطاريات فى التطبيقات التي لا يمكن فيها استبدال البطاريات الجافة مثل مركبات الفضاء والأقمار الصناعية وتنظيم ضربات القلب نظراً لتكلفتها العالية، ومن الجدير بالذكر أن هذا النوع من مصادر الطاقة تم استخدامه فى رحلات أبوللو وفى رحلات المشترى وأورانوس بلغت طاقة النظير المشع المستخدمة 475 واط.

    3- فى مجال الإنتاج الحيواني:
    - القضاء على الدودة الحلزونية: ظهرت هذه الحشرة فى الولايات المتحدة الأمريكية وعدة دول أخرى وكان التخلص منها يعد إنجاز هام لاستخدام التكنولوجيا النووية، تضع أنثى هذه الحشرة بيضها داخل الجروح المفتوحة للحيوانات وفى سرة بطن الحيوانات حديثة الولادة قبل أن يلتئم موضع الحبل السري مثل الجمال و الأبقار والأغنام، وتسبب هذه اليرقات التهابات وتقيحات مستمرة فى هذه الجروح مما يتسبب فى نفوق هذه الحيوانات مما يؤدى إلى خسارة تقدر بحوالي 380 مليون دولار سنوياً، وقد تم القضاء على هذه الحشرة باستخدام طريقة الحشرة العقيمة عن طريق تشعيع ذكور هذه الحشرة بأشعة جاما الصادرة من الكوبلت – 60 بجرعة مقدارها 2500 رونتجن، ولقد قامت الولايات المتحدة الأمريكية عام 1958 بإطلاق 50 مليون حشرة عقيمة أسبوعياً، حتى بلغ إجمالي ما تم إطلاقه حوالي 2 مليار حشرة، ليتم القضاء عليها نهائياً عام 1960.

    4 – فى حفظ الأغذية:
    تتعرض المحاصيل الزراعية و المنتجات الغذائية إلى التلف أثناء تخزينها بسبب احتوائها على ميكروبات وفطريات وخاصة إذا طالت مدة تخزينها أو كانت مخزنة فى المناطق الحارة أو عالية الرطوبة، وعلى مدى 25 عاماًً قامت الوكالة الدولية للطاقة الذرية بدراسة إمكانية معالجة المنتجات الغذائية إشعاعياً للقضاء على هذه الميكروبات الضارة وزيادة مدة تخزينها دون تعرضها للتلف أو الإضرار بصحة الإنسان والحيوان، وأتضح من هذه الدراسات إمكانية معالجة هذه المنتجات باستخدام أشعة جاما الصادرة عن الكوبلت – 60، وتعتبر هذه التقنية رخيصة وسهلة الاستخدام، ويشيع استخدام هذه الطريقة فى حفظ الحبوب والفاكهة والبطاطس والبصل والخضر واللحوم والأسماك فى أكثر من 40 دولة، وتمتاز هذه الطريقة بطول فترة التخزين، ولم ترصد الدراسات أي مخلفات إشعاعية فى المواد الغذائية، إلا أنه يحدث تغير فى طعم بعض المواد مثل اللحوم والفواكه والخضار، ويرجع ذلك إلى تغير التركيب الكيميائي للمادة الغذائية والذي قد يكون له آثار صحية ضارة، ويمكن تقليل هذا التأثير بإجراء التشعيع تحت درجة حرارة منخفضة، كما أثبتت الدراسات عدم وجود أي من المشكلات الميكروبيولوجية المرتبطة بتشعيع الأغذية، أيضاً عدم تكون طفرات للكائنات الدقيقة نتيجة التعرض للإشعاع، كما تستخدم هذه الأغذية بنجاح فى تغذية مرضى نقص المناعة، قدرتها العالية على التخلص من الكائنات الدقيقة الممرضة فى الأغذية، ورغم كل هذه المميزات إلا أن قبول فكرة التشعيع لدى جميع المستهلكين لا تزال غير مستحبة ويرجع هذا إلى عدم وضوح الرؤية للفرق بين التلوث الإشعاعي الضار للأغذية وبين المعالجة الإشعاعية للأغذية، وغياب الوعي بالنسبة لأمان التشعيع الغذائي وقد أكد مؤتمر تشعيع الأغذية فى مارس 1966 على القيام بحملات توعية جماهيرية ووضع برامج تدريبية خاصة عن تشعيع الأغذية فى مراحل تعليمية مختلفة.

    5 – فى الطب:
    تلعب الإشعاعات النووية دوراً كبيرا في الطب، وتستخدم في التشخيص وفي العلاج أيضا، وتوجد في المستشفيات قسم خاص بالطب النووي يستخدم لعلاج الأمراض السرطانية وكثيرا ما يطلب الطبيب من المريض إجراء تصوير PET ( الصورة توضح جهاز أشعة PET ) لتشخيص الحالة المرضية للمريض، هذا القسم بالكامل يعتمد على المواد المشعة والتي تسمي بالطب النووي nuclear medicine ويستخدم فيه المواد المشعة لتصوير الأعضاء الداخلية لجسم الإنسان وأنواع أخرى تستخدم للعلاج. ويعود الفضل فى نشأة الطب النووى إلى الفيزيائي ارنست لورانس باختراعه للسيكلوترون عام 1928 والذي استخدمه لتوليد النظائر المشعة الذي استخدمها أخاه جون لورانس فى علاج الأورام السرطانية والقضاء عليها ومن الجدير بالذكر أن والدته أصيبت بالسرطان عام 1937 وقد قرر لها الأطباء أن تموت خلال أيام ولكن قرر جون وأخيه أرنست أخذ والدتهم إلى إحدى المصحات التي سمحت لهم علاجها بالإشعاع وبالفعل كتب لوالدتهم أن تعيش 15 عاماً، هذا ويعتمد العلاج بالنظائر المشعة على تأثر الخلايا بالإشعاع المؤين مثل أشعة جاما وبيتا وألفا، وحيث أن الخلايا الحية تنقسم بمعدلات مختلفة فإن الخلايا التي تنقسم بمعدلات عالية تتأثر أكثر بالأشعة من الخلايا التي تنقسم بمعدلات طبيعية، وبالتالي فإن الخلايا التي تنقسم بصورة سريعة لا تملك الوقت الكافي لإصلاح الضرر فى DNA وبالتالي فإنها تموت فوراً، وهو ما ينطبق على الخلايا السرطانية، حيث يتم العلاج بتثبيت المواد المشعة فى صورة أسلاك رفيعة بجوار المناطق المصابة، ولكن فى المناطق العميقة يتم تسليط الإشعاع عليها بتركيزات عالية، وبالنسبة لسرطان المخ فإن الأطباء لا تستعمل نظير مشع سبق وجوده أصلاً بل يستحدثون النظير فى الورم نفسه، وذلك بحقن المريض بمحلول البورون ثم يمدد المريض على سطح المفاعل الذرى ويوضع رأسه فوق ثقب ضيق فى درع المفاعل ثم يتم تسليط النيوترونات على الورم فيمتصه البورون فى الورم أسرع من الخلايا السليمة فيؤدى إلى شطر ذراته وإطلاق أشعة جاما التي تدمر الخلايا السرطانية، كما يستخدم الكربون – 11 فى تحديد أماكن الأورام بالمخ ودراسة الأماكن المختلفة بالمخ أثناء أدائه لوظائفه المختلفة حيث يصدر هذا النظير بوزيترونات التي تتحد مع الكترونات المخ وتصدر أشعة جاما التي يتم استقبالها بواسطة كاميرات خاصة لتغطية تصوير جميع أجزاء المخ، وتعتبر سيدة الغناء العربي أم كلثوم أول سيدة مصرية تعالج باليود المشع لعلاج تضخم غدتها الدرقية مما أدى إلى جحوظ عيناها.

    ويستخدم الفسفور – 32 فى علاج مرض الدم المسمى بولي سيثيميا والذي يتميز بكثرة إنتاج كرات الدم حيث يتركز الفسفور فى النخاع مما يبطئ من تكوين كرات الدم، ويشترط للنظائر المستخدمة فى العلاج أن يتم ترسيبها فى الأورام السرطانية أو يمكن زراعتها فيها جراحياً، وأن يؤثر الإشعاع فقط على الأورام السرطانية، أما النظائر المستخدمة فى التشخيص فيشترط لها أن تطلق إشعاعات جاما ذات طاقات مناسبة تتراوح مابين 0.2 و 0.1 MeV، وأن لا تشع هذه النظائر أي إشعاعات أخرى غير جاما، وأن تكون ذي نصف عمر مناسب يتراوح مابين 4 و 48 ساعة، ومن مجالات التشخيص بالنظائر تحديد شكل وموضع العنصر المصاب تحديد العمليات التي يقوم بها العضو، قياس سريان الدم، تحديد أماكن العناصر النادرة فى الجسم، هذا ويستخدم اليود – 123 لفحص الكلى والكبد وبيان مدى سلامة كل منهما، ويستخدم السيلينيوم – 75 لمسح الأدرنالين، ويتم رسم صورة للهيكل العظمي ومسح المخ وفحص المعدة أثناء تأدية عملها باستخدام التكتينيوم – 99، ويمكن تشخيص أمراض القلب باستخدام الثاليوم – 201.

    وتكمن المشكلة فى هذا النوع من العلاج إلى تعرض الخلايا السليمة التي تنقسم بسرعة فى جسم الإنسان إلى الموت بسبب تواجد تلك الإشعاعات مثل خلايا الشعر وخلايا المعدة، خلايا الجلد، وخلايا الأوعية الدموية ولهذا نجد أن المرضى الذين يعالجون إشعاعياً يحدث لهم تساقط للشعر ويصابوا بالصلع.

    6 – فى الكشف عن الثروات الطبيعية
    - الكشف عن الثروات المعدنية: يستخدم الكاليفورنيوم – 252 فى البحوث الجيولوجية للكشف عن المعادن مثل الذهب والحديد والنحاس بطريقة تسمى التحليل التنشيطي، حيث يوضع المصدر المشع فى نفق ضيق وعميق فى الأرض لعدة ساعات ثم يرفع ليستبدل بكشاف ليسجل الإشعاعات الصادرة عن التربة، الذي من خلاله يستطيع الجيولوجيون معرفة نوع العناصر المكونة للتربة وكمية وجودها دون اللجوء إلى أخذ عينات من التربة وفحصها فى المعامل.

    - الكشف عن المياه الجوفية: أمكن استخدام النظائر فى الكشف عن أماكن تواجد المياه الجوفية وسرعة تدفق أنهارها وحركة الرسوبيات وتقدير أعمار المياه وعمق وسمك خزانات المياه الجوفية، ويتم ذلك باستخدام النظائر المشعة الطبيعية الموجودة داخل المياه مثل الأكسجين – 18 والكربون – 14 والتريتيوم.

    7 – التأريخ الزمني:
    فى عام 1947 توصل الكيميائي الأمريكي ويلارد ليبى الحائز على جائزة نوبل إلى طريقة لاستخدام الكربون – 14 فى تحديد عمر الحفريات والمومياوات التي ماتت من الآف السنين، ينشأ الكربون – 14 نتيجة تصادم الأشعة الكونية مع نيتروجين الهواء الجوى، وتظل نسبته فى الهواء الجوى ثابتة، وفى جميع الكائنات الحية حتى إذا ماتت انقطع موردها من الكربون وتبدأ نسبته فى التناقص تدريجياً بمرور الزمن نتيجة إشعاعه وبالتالي تقل شدة إشعاعه، وبقياس شدة الإشعاع فى عينه معينة نستطيع وبسهولة معرفة تاريخ موتها بدقة ±50 عام، وتستخدم هذه الطريقة لمعرفة الأعمار حتى 28 ألف سنة حيث أن عمر النصف للكربون – 14 المشع 5670 سنة، ويستخدم لقياس الأعمار الأعلى من ذلك اليورانيوم حيث أن عمر النصف لليورانيوم حوالي 4.5 مليار سنة، ومن الجدير بالذكر أن سلسلة انحلال اليورانيوم تنتهي بالرصاص وبقياس نسبة اليورانيوم والرصاص فى العينة يمكن معرفة تاريخ نشأتها، وتستخدم هذه التقنية فى حساب الأعمار الجيولوجية السحيقة كحساب عمر الأرض وأعمار الصخور والمومياوات والحفريات التي عاشت من ملايين السنين مثل الديناصورات وتتبع انفصال القارات وأعمار النيازك التي تسقط على الأرض، أيضاً من النظائر المستخدمة فى هذا المجال الروبيديوم – 87، البوتاسيوم – 40، وتستخدم طريقة التنشيط الإشعاعي بالنيوترونات للتحقق من أصالة الرسوم القديمة وذلك بتقدير نسبة الزنك والكروم فى أصباغها.

    8 – معالجة مياه الصرف الصحي:
    لقد تركز الاهتمام منذ سنوات طويلة على التخلص من الصرف الصحي بواسطة غمر الأراضي أو الحرق أو إلقائها فى المحيطات والبحار، إلا أنها تعتبر حالياً ممارسات ذات مضار بيئية بالغة، لذا فإن الوسيلة الفعالة للإفادة من مخلفات الصرف الصحي وهو الجزء المتبقي بعد فصل السوائل هو التطهير بالإشعاع، حيث يتم فصل الرواسب الصلبة من مياه الصرف الصحي ثم تعرض لجرعات إشعاعية جامية صادرة عن الكوبلت – 60 تتراوح بين 2 و 6 كيلو جراى، وهى كافية للقضاء على الطفيليات الميكروبية التي تلوث الصرف الصحي، وتصبح هذه الرواسب المعالجة عبارة عن أسمدة غنية بالمواد العضوية التي تفيد التربة.

    9 – تطهير النفايات:
    تعلق هذه النفايات بما يعرف بالنفايات الطبية الحيوية Biomedical Waste التي يكون مصدرها المستشفيات وعيادات الأطباء ومعامل الأبحاث بالإضافة إلى نفايات المطارات والموانئ، وتمثل هذه النفايات مخاطر جسيمة للصحة العامة حيث تحتوى على نفايات التشريح مثل الأنسجة الآدمية وبقايا الأطعمة والمواد البلاستيكية والمعدنية والزجاجية، وبالتالي فإن حرق مثل هذه النفايات يؤدى إلى أضرار بيئية جسيمة، لذا كان تطهيرها إشعاعياً الحل الأمثل للقضاء على التلوث الميكروبيولوجى التي تسببه بعد إلقائها فى أماكن تخزينها.

    10 – الكشف عن الجرائم:
    تعد الطرق النووية المستخدمة فى الكشف عن الجريمة من أقوى الأدلة القضائية وأكثرها حسماً، ويعد التحليل التنشيطي بالنيوترونات من أكثر الطرق براعة فى تحليل عناصر بالغة الصغر حيث أمكن أخذ عينات بودرة بارود من أيدي المشتبه فيهم وهى تكون فى مستوى الميكروجرام لتنشيطهم إشعاعياً بواسطة الأنتيمون – 122 والباريوم – 139 للكشف عن تركيب المواد الداخلة فى صناعة البارود ومقارنتها بالعينات المأخوذة من مسرح الجريمة، ويسمى هذا الدليل بالبصمة الذرية، ومن عيوب هذه الطريقة أنها لا تغطى جميع العناصر حيث أن هناك من العناصر التي لا يمكن تنشيطها إشعاعياً، كما يمكن أن تفيد هذه الطريقة فى الكشف عن مصادر المخدرات، أيضاً من الطرق المستخدمة فى هذا المجال طريقة التحليل التنشيطي اللاإتلافي وتستخدم فى تعيين مستوى تركيز بعض العناصر وتشمل الأطعمة ومستحضرات التجميل و التربة والأوراق والأنسجة الحيوية وخاصة فى جرائم التسمم، لقد كشفت لنا البصمة الذرية على كميات غير عادية من الزرنيخ فى شعر نابليون بونابرت مما يدل على موته مسموماً، ولقد تم التأكد من الشائعات التي وردت عن موت ملك السويد إيريك الرابع عشر مسموماً من أكثر من أربعمائة عام.

    11- التعقيم الإشعاعي:
    إن بعض المنتجات يصعب تعقيمها بالحرارة أو بالبخار وقد يترك تعقيمها بالكيماويات رواسب غير مرغوبة، مثل التعقيم بغاز أكسيد الإيثلين القابل للانفجار شديد السمية، لهذا يفضل التعقيم بأشعة جاما الصادرة عن الكوبلت – 60 حيث يمتاز التعقيم الإشعاعي بعدم ارتفاع درجة حرارة المنتج لهذا يستخدم فى تعقيم المواد البلاستيكية، كما لقدرته على اختراق المواد تجعل من الممكن تعقيم المواد المغلفة وبالتالي تظل هذه المنتجات معقمة مدة تغليفها كما أن التعقيم الإشعاعي لا تجعل المادة المعقمة ذات نشاط إشعاعي، ويعتبر التعقيم الإشعاعي هاماً للمنتجات الطبية مثل المحاقن وملابس الجراحين والخيوط وأنابيب القسطرة والمشارط وغيرها، ليس هذا وفقط بل يمتد التعقيم الإشعاعي للمنتجات الغذائية المعلبة ومنتجات الألبان.

    ثانياً: تطبيقات مبنية على الإنشطار النووى

    1- توليد الكهرباء:
    كان لزيادة الطلب العالمي على الطاقة ونقص موارد الطاقة الإحفورية إلى التفكير فى حلول بديلة للطاقة، كانت إحدى تلك الحلول استغلال الطاقة الناتجة عن الإنشطار النووى فى توليد الكهرباء ويتطلب ذلك إجراء التفاعل الانشطاري بصورة متحكم فيها ويتم ذلك من خلال المفاعلات النووية الحرارية على أن يراعى فى استخدامها جميع عوامل الأمان، ويتركب المفاعل النووى من عدة أجزاء هي: الوقود – المهدئ – المبرد أو المبادل الحراري – قضبان التحكم – قضبان الأمان – العاكس النيوتروني – الدرع الواقي، والمفاعل النووى بالإضافة إلى التوربينات( كما فى الشكل التالي ) والمبادلات الحرارية وباقي الأجهزة والمعدات وغرف التحكم تشكل ما يسمى بالمحطة النووية Nuclear Power Station.

    يتكون وقود المفاعل النووى من مادة قابلة للإنشطار النووى وهى تنحصر فى ثلاثة نظائر يورانيوم-235، بلوتونيوم-239، يورانيوم-238، ويتواجد اليورانيوم فى الطبيعة كخليط من النظيرين بنسبة 0.71 % لليورانيوم-235 وهو ما يطلق علية اليورانيوم الطبيعي، ويعتمد استخدام أي نظير منهما على تقنية تشغيل المفاعل، لكن معظم المفاعلات النووية تستخدم النظير 235 على عدة صور، إما يورانيوم عالي التخصيب Highly Enriched Uranium بنسبة 90 % وهو خاص بتشغيل المفاعلات ذات الحجم الصغير كالتي تسيير الغواصات وحاملات الطائرات، أو يستخدم يورانيوم منخفض التخصيب Low Enriched Uranium بنسبة 5-3 %، أو اليورانيوم الطبيعي، ويوضع الوقود على هيئة أقراص مصنوعة من الصلب المقاوم للصدأ أو الزركونيوم بطول 1سم وقطر 0.8سم، وتوضع هذه الأقراص فى قضبان تسمى بقضبان الوقود Fuel Assemblies يصل طولها إلى خمسة أمتار ويفصل بينهما بوسائل فصل للسماح لوسيط التبريد بالتدفق حول هذه الحزم لاستخلاص الحرارة، أما المهدئ فهو مادة تبطئ من سرعة نيوترونات الإنشطار لتقلل من فرص اقتناصها باليورانيوم-238، وأكثر المواد استخداماً هي الماء العادي والماء الثقيل والجرافيت وثاني أكسيد الكربون.

    المبرد أو المبادل الحراري هي مادة تقوم بتبريد قلب المفاعل وحفظها عند الحد الأدنى للأمان، وفى نفس الوقت تقوم بنقل الحرارة إلى خارج المفاعل لتوظيفها فى توليد البخار اللازم لإدارة التوربينات لتوليد الكهرباء، ويقوم المهدئ عادة بوظيفة المبرد أيضاً، وفى بعض الأنواع يستخدم مصهور الصوديوم كمبرد، وقضبان التحكم هي قضبان مصنوعة من مواد شرهة لامتصاص النيوترونات مثل الكادميوم أو البورون، وهى تتواجد فى فتحات داخل المفاعل بحيث تعتمد سرعة التفاعل المطلوبة على مقدار إسقاطها داخل المفاعل ليتوقف التفاعل تماماً عند سقوطها كاملة فى قلب المفاعل، أما قضبان الأمان فهي كقضبان التحكم ولكنها تعلق خارج المفاعل بواسطة مغناطيسيات كهربية، ولدى ظهور بوادر خطر يقطع التيار الكهربي عنها فتسقط القضبان داخل المفاعل لتوقف التفاعل نهائياً.

    العاكس النيوتروني هو طبقة تغلف قلب المفاعل وتصنع من مادة لها القدرة على انعكاس النيوترونات إلى داخل المفاعل وعدم تسربها إلى خارج المفاعل وتصنع عادة من البريليوم، أما الدرع الواقي فهو غلاف من الصلب سمكه 15سم يحيط به جدار أسمنتي سميك وهو من نوع خاص قادر على امتصاص الإشعاع المتسرب من المفاعل، ويشترط أن يكون الدرع الواقي من القوة بحيث لا يمكن أن تؤثر فيه العوامل الخارجية، ويقال أن الدروع المبنية على أسس سليمة لا تؤثر فيها إلا القنابل النووية.

    ونتيجة للتطويرات المستمرة للمفاعلات النووية ظهرت عدة أنواع لهذه المفاعلات من أهمها:

    1- مفاعلات الماء العادي المضغوط Pressurized Water Reactors ويستخدم الماء العادي كمبرد ومهدئ تحت ضغط يصل أحياناً إلى 160 ضغط جوى ولا يسمح للماء بالغليان داخل دورة التبريد، وللحفاظ على المبرد تحت هذا الضغط يبرد الوقود داخل وعاء يسمى بوعاء الضغط كما فى الصورة.

    2- مفاعلات الماء العادي المغلي Boiling Water Reactors يمر فيها الماء خلال دورة واحدة من قلب المفاعل إلى توربينات التوليد ويسمح فيها للماء بالغليان، ويجب أن تكون دورة التبريد بما فيها التوربينات مغلقة تماما لعدم تسرب الإشعاعات منها.

    3- مفاعلات الماء الثقيل Heavy Water Reactor أو المفاعلات الكندية Canadian Deuterium-Uranium المعروفة باسم كاندو CANDU وهى مفاعلات تستخدم الماء الثقيل الذي يحتوى على نظير الهيدروجين التريتيوم كمهدئ ومبرد فى أنٍ واحد فى دورة أولية والماء العادي كناقل للحرارة عبر مبادل حراري لإدارة التوربينات، ويمتاز الماء الثقيل بنسبة عالية من التهدئة للنيوترونات جعلت فى الإمكان استخدام اليورانيوم الطبيعي بدلاً من المخصب.

    4- مفاعلات التبريد الغازي Gas Cooled Reactors وهى مفاعلات تستخدم اليورانيوم الطبيعي كوقود وثاني أكسيد الكربون أو الهيليوم كمبرد وتستخدم مثل هذه الأنواع أحياناً فى تصنيع البلوتونيوم الذي يستخدم فى الأغراض العسكرية.

    5- مفاعلات الجرافيت المبردة بالماء ويستخدم فى هذا النوع الجرافيت كمهدئ للنيوترونات والماء العادي كمبرد، ومن الجدير بالذكر أن أول محطة نووية بنيت فى الإتحاد السوفيتي عام 1954 بقدرة 5 ميجاوات كانت من هذا الطراز، أيضاً المفاعل النووى تشيرنوبل كان من هذا النوع أيضاً.

    6- المفاعلات المولدة السريعة Fast Breeder Reactors يمتاز هذا النوع بأنه ينتج وقوداً نووياً أكثر مما يستهلك، حيث يتم فيها تحويل اليورانيوم-238 إلى بلوتونيوم داخل المفاعل والذي يستخدم بدوره كوقود إضافي ويستخدم فى هذا النوع النيوترونات السريعة بدون استخدام مهدئ, وهذا النوع من المفاعلات يستغل 80 % أو أكثر من الطاقة الكامنة فى الوقود النووى بينما الأنواع الأخرى تستغل 2-3 % فقط.

    2- تحلية ماء البحر:
    أيضاً من تطبيقات الإنشطار تحلية المياه والتي تعد إحدى النواتج الثانوية للمفاعلات توليد القدرة الكهربائية، حيث يتم استثمار بخار الماء ذي الحرارة المنخفضة والذي لا يستغل فى التوليد فى أغراض تقطير المياه المالحة للحصول على المياه العذبة.

    3- الطاقة النووية كقوة دفع:
    تستخدم لأغراض الدفع للمركبات التي لا يمكن تزويدها المستمر بالوقود أو تحتاج إلى قوة دفع جبارة مفاعلات نووية صغيرة الحجم وذلك مثل الغواصات وحاملات الطائرات التي تظل فى المياه لعدة شهور أو سنوات، أيضاً كاسحات الجليد والسفن التجارية العملاقة ومركبات الفضاء والأقمار الصناعية.

    4- إنتاج النظائر المشعة:
    يمكن توليد النظائر المشعة فى قلب المفاعلات النووية حيث يتوفر لها أنواع مختلفة من الإشعاع كالنيوترونات وألفا وبيتا وبوفرة عالية للأهمية الكبيرة للنظائر كما أشرنا سابقاً.

    ثالثاً: بحوث ودراسات الإندماج النووى

    على عكس الإنشطار النووى تماماً فإن الإندماج النووى يعمل على تجميع أنوية الذرات تحت مظلة نواة واحدة وذرة واحدة، وينتج عن هذا الإندماج طاقة تفوق بمئات المرات طاقة الإنشطار النووى، ويحدث الإندماج بين نظائر الهيدروجين التريتيوم والديوتيريوم لتنتج ذرة الهيليوم، والسبب فى تفضيل ذرة الهيدروجين للاندماج، أن ذرة الهيدروجين تحظى بأقل تنافر كولومي يحدث عند حدوث الاندماج وبالتالي أقل كمية من الطاقة اللازمة لبدء الاندماج، هذه الطاقة يحب أن لا تقل درجة حرارتها عن مائة مليون درجة مئوية وهى أضعاف درجة حرارة باطن الشمس، أي أننا يلزمنا شمساً صناعية على سطح الأرض لإجراء هذا الإندماج، وتكمن الصعوبة فى عدم الوصول للاندماج إلى عدة أسباب: أولها توليد درجة حرارة كافية لبدء التفاعل، وثانياً بناء وعاء يضم بين جنباته تفاعلاً يحدث عند درجة حرارة تتعدى ملايين الدرجات المئوية وجميع المواد المعروفة تتبخر عند هذه الحرارة الشديدة، وثالثاً استخلاص الحرارة الناتجة من التفاعل.

    حتى الآن لم يتم الإندماج النووى إلا من خلال تفجير قنبلة انشطارية حيث تتاح لأنوية الديوتيوم والتريتيوم درجة الحرارة والوقت الكافيين لبدء التفاعل، ويشترط بدء التفاعل عدة عوامل: ألا تقل درجة الحرارة عن مائة مليون درجة مئوية، أن تصل كثافة خليط المتفاعلات إلى حوالي 1014 جسيم لكل سنتيمتر مكعب، ألا تقل مدة حجز الخليط عن ثانية واحدة، ويتمثل فشل هذه الدراسات فى عدم الوصول إلى هذه العوامل مجتمعة.

    بدأ أول مشروع لبحوث الإندماج بدأ فى أوائل الخمسينات فى جامعة برنستون بالولايات المتحدة الأمريكية ويعتمد على حجز البلازما داخل وعاء مغناطيسي بهدف الوصول إلى المائة مليون درجة مئوية، وعلى نفس الدرب ولكن فى القطب الآخر بروسيا كان العلماء الروس صمموا جهاز التوكاماك TOKAMAK وهو يمثل اختصاراً للجملة الروسية الغرفة المغناطيسية الحلقية الذي صممه أندريه زخاروف، حيث يتم صنع هذا الجهاز على هيئة أسطوانية أو حلقية، وعند تشغيل هذه المغناطيسيات فائقة القوة فإن البلازما المشحونة تندفع إلى داخل الوعاء وتنحصر فى مركز الوعاء بعيداً عن الجدران ثم تقذف بالنيوترونات لرفع درجة حرارتها إلى القدر المطلوب لحدوث الإندماج.

    من التقنيات الجيدة التي تهدف لبدء الإندماج هي تقنية تعتمد على طاقة أشعة الليزر حيث تتلخص هذه الطريقة فى وضع خليط من الديوتيريوم والتريتيوم فى قرص صغير من الزجاج يحاط من جميع جوانبه بمصادر قوية لأشعة الليزر، وعند بدء التشغيل تخرج دفعات قوية من الطاقة نحو القرص الزجاجي لترفع درجة حرارته إلى عدة ملايين من الدرجات المئوية فى جزء من مليون من الثانية لتضغط ما به من خليط بقوة هائلة، وعلى الرغم من ذلك لم تنجح المحاولات فى الوصول إلى درجة الحرارة اللازمة لبدء التفاعل.

    وهناك نوع آخر من الدراسات يسمى ببحوث الإندماج البارد وقد سارت فى اتجاهين: الأول يعتمد على تقريب نوى الهيدروجين من بعضها بدلاً من تسخينها بواسطة خلية كهربية تكون فيها مادة قطب الكاثود من البلاديوم وقطب الأنود من البلاتين، وعند مرور التيار الكهربي فى الخلية تتجه أيونات الهيدروجين نحو الكاثود وعند توزيع الهيدروجين فى شبيكة البلاديوم تكون المسافة بين نوى الهيدروجين ضمن القوة النووية فيحدث الإندماج.

    أما الاتجاه الثاني فيسمى بالاندماج النووى بالميونات، يبدأ الإندماج عندما يحل الميون السالب محل إلكترون ذرة التريتيوم وتتكون ذرة جديدة تسمى بالميوتريتيوم التي تتحد مع نواة ذرة ديوتيريوم لتكون هليوم – 5، بعد ذلك تنحل ذرة هيليوم – 5 إلى هليوم عادى ونيوترون ذو طاقة عالية، ومن مميزات هذا التفاعل أنه يتطلب درجة حرارة لا تتعدى 900 درجة مئوية وهى من السهل توفيرها.

    دور الوكالة الدولية للطاقة الذرية فى تحقيق السلام النووى

    منذ تأسيس الوكالة الدولية للطاقة الذرية عام 1957 وهى تكرس نفسها لتحقيق رؤية الطاقة الذرية للاستخدامات السلمية وتعزيزها من ناحية، والحيلولة دون انتشار الأسلحة النووية بغية القضاء عليها فى نهاية المطاف من ناحية أخرى، بالإضافة إلى الاستفادة من التقنيات النووية الآمنة فى التطبيقات التي فيها منفعة للبشرية، هذا ويتلخص دور الوكالة الدولية للطاقة الذرية فى ثلاثة محاور رئيسية:

    1- التقنية النووية. 2- السلامة النووية و الأمن النووى. 3- التحقق من الأسلحة النووية.

    ويركز برنامج التقنية النووية والتعاون النووى على الاستفادة من التقدم الذي تحقق فى مجال العلوم لتلبية احتياجات الدول الأعضاء فى مجالات أساسية مثل صحة الإنسان، والإنتاجية الزراعية، وإدارة الموارد المائية، والتعويض البيئي، والطاقة، بينما يهتم برنامج السلامة النووية بمراقبة تنفيذ التعليمات الصارمة الخاصة بنقل المواد النووية وتشغيل المفاعلات ونقل وتخزين والتخلص من النفايات النووية، بينما يركز برنامج التحقق من الأسلحة النووية على التفتيش الدوري والمفاجئ على المحطات النووية والمراقبة المستمرة لها وخاصة مصانع الوقود وتخصيب اليورانيوم للتأكد من أن عمليات التخصيب تجرى فى حدود النسب المطلوبة للوقود النووى فى الأغراض السلمية، والتعرف على أي أعمال أو أنشطة نووية سرية غير معلنة.

    المراجع


    1- الاستخدامات السلمية للطاقة النووية – مساهمة الوكالة الدولية للطاقة الذرية – د/ محمد البرادعى – مركز الإمارات للدراسات والبحوث الاستراتيجية – 2003.
    2- الإشعاع فى حياتنا اليومية – د/ محمد مصطفى عبد الباقى.
    3- الطاقة الذرية واستخداماتها - - د/ أحمد شريف عودة – مركز النشر العلمى – جامعة المللك عبد العزيز – جدة – 1987.
    4- تكنولوجيا الإشعاع للاستخدامات الطبية والصناعية والبيئية – د/ محمد عزت عبد العزيز – شركة الكترومترى – 1998.
    5- فيزياء الإشعاع قياساته وتطبيقاته العملية – د/ محمد شحادة الدغمة – معهد الإنماء العربى – 1998.
    6- الطاقة التقليدية والنووية فى مصر والعالم – د/ محمود سرى طه – الهيئة المصرية العامة للكتاب – 1986.
    7- الثقافة النووية للقرن 21 – د/ ممدوح عبد الغفور حسن – دار الفكر العربى – 2000.
    8- الطاقة ومصادرها المختلفة – د/ أحمد مدحت سلام – مركز الأهرام للترجمة والنشر – 1988.
    9- الطريق النووى فى نصف قرن ما له وماعليه – د/ شدى سلمان الدركزلى – الدار العربية للعلوم – 1997.
    10- الفيزياء الكمية – مقرر بيركلى فى الفيزياء – ايفيند ويكمان – ترجمة: د/ خليل محمد إبراهيم عبده، محمد عبد الله سرى – مراجعة: محمد عبد المقصود النادى – دار ماكجروهيل للنشر – 1971.
    11- مجلة العلم – دار التحرير للطبع والنشر:

    - عدد 339 ديسمبر 2004 – قصة الذرة – د/ محمد مصطفى عبد الباقى.
    - عدد 370 يوليو 2007 – الطاقة النووية نعمة أم نقمة – د/ حسنية موسى.
    - عدد 286 يوليو 2000 – التكنولوجيا النووية – د/ محمد مصطفى عبد الباقى.
    - عدد 316 يناير 2003 – النظائر المشعة – د/ حسنية موسى.
    12- الموقع التعليمي للفيزياء www.hasemsakeek.com

  2. #9
    فيزيائي جديد
    Array
    تاريخ التسجيل
    Nov 2008
    المشاركات
    3
    شكراً
    0
    شكر 0 مرات في 0 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    0

    مشاركة: الأستخدامات السلمية للطاقة النووية

    الف مبروك على الجائزة
    وانا فعلت نزلت الموضوع من الموقع ومفيهوش اى مشاكل


    وفعلا استفدت منه كتييير

    جزالك الله كل خير وربنا يوفقك

  3. #10
    فيزيائي جديد
    Array
    تاريخ التسجيل
    Apr 2009
    العمر
    31
    المشاركات
    1
    شكراً
    0
    شكر 0 مرات في 0 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    0

    مشاركة: الأستخدامات السلمية للطاقة النووية

    جزاك الله الف خير

    والله يعطيك العافيـهـ ..

  4. #11
    فيزيائي جديد
    Array
    تاريخ التسجيل
    Nov 2009
    العمر
    30
    المشاركات
    1
    شكراً
    0
    شكر 0 مرات في 0 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    0

    مشاركة: الأستخدامات السلمية للطاقة النووية

    جزاكم الله خيرا
    انا حملته من الموقع وقبل معى
    وشكرا جزيلا

  5. #12
    فيزيائي جديد
    Array الصورة الرمزية حلمي مكانيكي
    تاريخ التسجيل
    Aug 2008
    العمر
    22
    المشاركات
    14
    شكراً
    0
    شكر 0 مرات في 0 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    0

    مشاركة: الأستخدامات السلمية للطاقة النووية

    إستفيدت كثير من موضوعك
    فعلا موضوع شيق ومهم
    وإختصر أشياء كثيه يستحق القرائه
    وأنا أيضا نزلتهعلى جهازي ولم الحظ أي مشاكل
    كل الشكر

  6. #13
    مراقب عام المنتدى ومشرف منتدى الفيزياء الذرية والجزيئية ومنتدى الفيزياء الكلاسيكية
    Array الصورة الرمزية محمد عريف
    تاريخ التسجيل
    Feb 2007
    الدولة
    رشيد - مصر
    العمر
    40
    المشاركات
    2,041
    شكراً
    9
    شكر 1 مرة في 1 مشاركة
    معدل تقييم المستوى
    313

    مشاركة: الأستخدامات السلمية للطاقة النووية

    شكراً أخواني علي مروركم وجزاكم الله خيراً

  7. #14
    مراقب عام المنتدى ومشرف منتدى الفيزياء الذرية والجزيئية ومنتدى الفيزياء الكلاسيكية
    Array الصورة الرمزية محمد عريف
    تاريخ التسجيل
    Feb 2007
    الدولة
    رشيد - مصر
    العمر
    40
    المشاركات
    2,041
    شكراً
    9
    شكر 1 مرة في 1 مشاركة
    معدل تقييم المستوى
    313

    مشاركة: الأستخدامات السلمية للطاقة النووية

    السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

    أولاً فى البداية أحب أن أشكر د/ حازم علي استجابته الفورية لرسالتي ونقل المشاركة من منتدي الفيزياء الذرية إلي منتدي الفيزياء النووية وهو ليس غريباً علي د/حازم الذي عودنا دائماً علي سعة صدره وكرم أخلاقه

    ثانياً أشكر كل من مر علي الموضوع وأبدي رايه

    ثالثاً أود أن أرفع الملف مرة أخري ولكن في صورة ملف PDF علي موقع آخر

    ولكم مني خالص الشكر

    http://www.4shared.com/file/223344835/20fc20bb/___.html
    انصر نبيك المصطفي باتباع سنته



صفحة 2 من 10 الأولىالأولى 1234 ... الأخيرةالأخيرة

معلومات الموضوع

الأعضاء الذين يشاهدون هذا الموضوع

الذين يشاهدون الموضوع الآن: 1 (0 من الأعضاء و 1 زائر)

المواضيع المتشابهه

  1. تفاعلات طاردة للطاقة و ممتصة للطاقة
    بواسطة dadssi في المنتدى منتدى الفيزياء النووية والجسيمات الأولية
    مشاركات: 7
    آخر مشاركة: 07-23-2010, 01:38 AM
  2. مساعدة في بحث عن الطاقة النووية السلمية
    بواسطة layan في المنتدى منتدى الابحاث العلمية ومشاريع التخرج
    مشاركات: 7
    آخر مشاركة: 02-25-2009, 12:30 PM
  3. الطاقة النووية السلمية عصب الحياة في الالفية الثالثة
    بواسطة الزنكلوني في المنتدى منتدى الابحاث العلمية ومشاريع التخرج
    مشاركات: 0
    آخر مشاركة: 10-21-2008, 02:43 PM
  4. انعقاد مؤتمر دولي للطاقة النووية في الأردن الأربعاء
    بواسطة نواف الزويمل في المنتدى منتدى الأخبار العلمية
    مشاركات: 7
    آخر مشاركة: 05-22-2008, 08:54 PM
  5. روسيا واليابان: إقامة تكتل للطاقة النووية
    بواسطة نواف الزويمل في المنتدى منتدى الأخبار العلمية
    مشاركات: 2
    آخر مشاركة: 03-24-2008, 09:49 PM

مواقع النشر (المفضلة)

مواقع النشر (المفضلة)

ضوابط المشاركة

  • لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
  • لا تستطيع الرد على المواضيع
  • لا تستطيع إرفاق ملفات
  • لا تستطيع تعديل مشاركاتك
  •