الفيزياء

[center]قوانين الفيزياء ..........هام لجميع المراحل التعليميه

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
مارايكم يا أعضاء وزوار منتدياتنا العزيزة ان نجعل هذا الموضوع لقوانين الفيزياء فقط من حيث نص القانون النظري او معادلات القوانين ان استطعنا من غير شرح طويل لها فقط نص القانون ومعادلته بحيث نضع ان شاء الله قوانين الفيزياء من الالف الى الياء لكي يستطيع اي قارىء او عضو الاستفاده منها ومعرفة أهمية القوانين الفيزيائيه .راجيا كل من لديه القدرة الكتابة في هذا الموضوع وسأبدأ بوضع بعض القوانين :- نص القوانين وليس المعادلات
قاعدة ارخميدس:
يفقد الجسم المغمور في مائع جزئيا او كليا جزأ من وزنه بقدر وزن المائع المزاح.
قانون بويل :يتناسب حجم الغاز المحصور عكسيا مع الضغط الواقع عليه .
قانون آوم :يتناسب فرق الجهد بين طرفي موصل طرديا مع شدة التيار .
قانون شارل :يتناسب حجم الغاز طرديا مع درجة الحرارة المطلقة .
القانون الاول في التحريك الحراري :التغير في الطاقة الداخلية لنظام حراري= كمية الحرارة -الشغل
ثابت على كافة المسارات
القانون الثاني في التحريك الحراري :لا يمكن انتقال الحرارة من مستودع بارد الى مستودع ساخن دون الحاجة الى بذل شغل .
مبدأ برنولي :مجموع طاقة الوضع و طاقة الحركة لوحدة الحجوم و الضغط ثابت على مسار مائع متحرك .
قانون ستوكس :
تتناسب قوة مقاومة المائع لجسم كروي ساقط فيه تناسباً طردياً مع كل من نصف قطر الكرة ومعامل لزوجة المائع و سرعة سقوط الجسم.
قانون نيوتن الاول :الجسم الساكن يبقى ساكناً و الجسم المتحرك بسرعة منتظمة يبقى كذلك ما لم تؤثر عليه قوة .
قانون نيوتن الثاني :اذا اثرت قوة على جسم تكسبه تسارعاً يتناسب طردياً مع القوة المؤثرة .
قانون نيوتن الثالث :لكل فعل رد فعل مساو له بالمقدار و معاكس له بالاتجاه .
قانون أمبير :
الدوران المغناطيسي على مسار مغلق في الفراغ ثابت ومساو لثابت النفاذية مضروبة بالتيار .
قانون لنز :يكون اتجاه التيار الحثي بحيث يقاوم الاثر المولد له .
قانون فارادي :القوة الدافعة الحثية المتولدة في الملف تتناسب طرديا مع المعدل الزمني للتغير في التدفق المغناطيسي .
قانون كولوم :
تتناسب القوة بين شحنتين طرديا مع كل منهما وعكسيا مع مربع المسافة بينهما .
قانون جول :يتناسب معدل توليد الطاقة في مقاومة بحتة طرديا مع مربع شدة التيار .
مبدأ باسكال :
إذا تعرض سائل لضغط فإن الضغط يتوزع على جميع نقاطه بالتساوي .
قانون الانعكاس الاول :زاوية السقوط=زاوية الانعكاس .
قانون الانعكاس الثاني:الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمودالمقام تقع في مستوى واحد .
قانون سنل في الانكسار :ناتج قسمة جيب زاوية السقوط على جيب زاوية الانكسار ثابت.
القانون الاول في الكهروستاتيكية :
الشحنات المختلفة تتجاذب والمتماثلة تتنافر .
قانون بيوسافار:ل يسري فيه تيار ت مجال مغناطيسي في d ينتج عن جزء من موصل ل *ت *جيب الزاوية وعكسيا d نقطة تبعد ف يتناسب طرديا مع كل من مع مربع المسافة.
فرضية ديبرولي :
يكون للجسيمات المادية المتحركة موجات طولها يتناسب عكسيا مع الزخم .
مبدا هايزنبرغ :حاصل ضرب الخطأ في قياس موقع جسيم في الخطأ في قياس زخمه رقم لا يقل عن رتبة ثابت بلانك مقسوما على اربعة امثال النسبة التقريبية.
طاقة الفوتون :يحمل الفوتون طاقة= ثابت بلانك *التردد
ولكن هناك سؤال في بداية تعلمنا للفيزياء النووية وهو :ماذا تعرف عن النواة nucleus؟
النواة وهي المحور الذي تدور حوله الفيزياء النووية ،هذا الجسيم المتناهي بالصغر ، يشكل عالم متكامل منظم من القوى عجزت عن وصفه اعظم النظريات العريقة ، لذلك يجب علينا أن نعرف خواص هذا الجسيم قبل البدء في الكلام عن النشاط الإشعاعي والتطبيقات النووية ، دلت التجارب و الأبحاث على أن النواة هي عبارة عن جسيم مشحون كتلته أكبر بكثير من كتلة الإلكترونات التي هي عبارة جسيمات صغيرة تدور حول النواة بسرعة كبيرة ، وقد أثبتت التجارب على أن النواة تتكون من نوعين من الجسيمات هما : البروتونات والنيوترونات ، ولأن هذين النوعين من الجسيمات يتشابهان بشكل كبير فيطلق عليهما لفظ (النيوكلونات) ،
ولنبدأ باسم الله في
خواص النواة :

1- رقم الكتلة (A) MASS NUMBERوهو عدد النيوكلونات في النواة ، أي عدد النيوترونات + عدد البروتونات ، ومن الجدير بالذكر أن عدد الكتلة يبقى ثابتاً في أي عملية نووية من النوع العادي (أي بدون تكون أضداد الجسيمات) ويسمى ذلك بـ(قانون حفظ رقم الكتلة Conservation of mass number) ، ويكون رقم الكتلة مقدراً بوحدة الكتلة الذرية العالمية ..

2-رقم شحنة النواة (Z) nucleus charge number

يتحدد رقم شحنة النواة بعدد البروتونات في النواة ، كما أن رقم الشحنة يحدد عدد الإلكترونات ، الذي يحدد ترتيب العنصر في جدول العناصر ، كما أن رقم الشحنة يحدد الخصائص الكيميائية للعنصر ، وإذا علمنا رقم الكتلة لنواة عنصر معين ورقم الشحنة فإننا نستطيع أن نستنتج عدد النيوترونات (N) عن طريق المعادلة التالية :
N=A-Z
ويطلق على العناصر التي أنويتها متساوية في عدد الشحنة(Z) بالنظائر أو الأيزوتوبات ، كما يطلق على العناصر التي أنويتها متساوية في عدد الكتلة(A) بالمتكاتلات أو الأيزوبارات ، كما يطلق على العناصر التي أنويتها متساوية في عدد النيوترونات(N) بالأيزوتونات ..
مسائل :
إذا علمت أن نواة النيتروجين تحتوي على 7 بروتونات و7 نيوترونات ، فأوجد عدد الشحنة وعد الكتلة.

الجواب:
عدد الكتلة = عد البروتونات + عدد النيوترونات = 14
عدد الشحنة = عدد البروتونات = 7

3-الطاقة النسبية للنواة

قد علمنا من النظرية النسبية أن أي جسم له كتلة ثابتة فطاقته تساوي كتلته مضروبة في تربيع سرعة الضوء ، فالطاقة النسبية للنواة هي كتلتها بالكيلوجرامات في تربيع سرعة الضوء .
مسائل :
أوجد الطاقة النسبية لنواة ، إذا علمت أن كتلتها تساوي 1جرام .
الحل :
من معادلة النظرية النسبية : {الطاقة=الكتلة × مربع سرعة الضوء}
= 9×10^20
-نصف قطر النواة ® Nuclear radius

أثبت العالم رذرفورد أن النواة ليست نقطية ، وكان أول من أعطى نتائج مبدئية عن نصف قطر نواة الذهب ، وذلك بدراسة تشتت جسيمات ألفا عند اصطدامها برقائق الذهب ، وقد أثبتت التجارب الحديثة أن نصف قطر النواة يعطى من خلال العلاقة التالية :
R = r0 X A^1/3
حيث أن :
A= عدد الكتلة
r0= هو عدد ثابت ويساوي تقريباً (1.37×10^-15 متر)

5-اللف المغزلي SPINكما عرفنا أن النواة تحتوي على بروتونات ونيوترونات بداخلها ، ويوجد فراغات صغيرة فيما بين هذه الجسيمات ، لذلك فإن هذه الجسيمات تكون في حركة دائمة داخل النواة ، وحيث أن البروتونات والنيوترونات تمتلك عزماً ميكانيكياً يقدر بـ2/1h ، ويكون هذا العزم الميكانيكي على شكل لف مغزلي ، وهو دوران الجسيمات بطريقة مغزلية حول نفسها ويجمع هذا اللف المغزلي ليكون اللف المغزلي للنواة ، ولكن نريد أن ننبه أن اللف المغزلي للنواة يتم جمعه بطريقة خاصة حيث أنه قد تكون النواة يوجد به أكثر من 100 بروتون ونيوترون ، ويكون لفها المغزلي لا يتجاوز 1h !! فكيف يحدث هذا ؟!! ، عندما يكون بالنواة بروتونان ، فإنهما يتزاوجان ويلغي كل منهما عزم الآخر ، فإذا كان بالنواة 50 نيوترون و60 بروتون ، فإن عزم النواة يكون صفر ، فالأعداد الزوجية من البروتونات أو النيوترونات يلغي بعضهم بعضاً، أما إذا كانت الأعداد فردية فهي تجمع مع عزمها الدائري ، وهو عزم ميكانيكي تدور فيه جسيمات في مدارات في الذرة ، ويكون الناتج هو عزم النواة ..

6-العزم المغناطيسي
إذا كان هناك جسم يحمل شحنة معينة فمن الطبيعي أنه إذا فإنه بدورانه حول نفسه (العزم المغزلي) ، أو بدورانه في مدار في داخل الذرة ( العزم الدوراني) يكوّن مجال مغناطيسي ، يسمى بالعزم المغناطيسي ، وهذا العزم المغناطيسي يقاس بوحدة تسمى بمغناطيس بوهر (Mb)أو بوحدة عامة أخرى تسمى بالمغناطيس النووي(Mn) ، فالعزم المغناطيسي النابع من العزم الدوراني للإلكترون في أقل مستوى دوران في الذرة يساوي 1Mb ، والعزم المغناطيسي النابع من عزمه المغزلي يساوي 2mb ، وكذلك البروتونات والنيترونات لها عزم مغناطيسي ، ويجمع العزم المغناطيسي كما يجمع العزم الميكانيكي ، فالبروتونان يستبعد عزمهما بالتزاوج ، والنيوترونان كذلك ..

7-الزخم الزاوي

لنفترض أن هناك جسم يسير بسرعة v في مدار معين ، وهو في نفس الوقت يدور حول نفسه ، كدوران كوكب الأرض حول محوره ودورانه في مدار حول الشمس ، فإنه بدورانه في مدار حول الشمس ، ينتج زخم خطي أي كمية حركة خطية تحسب بالمعادلة التالية:
p = v x m
حيث أن :
p= الزخم الخطي
v= السرعة الخطية
m= الكتلة الثابتة
كما أنه بدورانه حول نفسه ينتج زخم مغزلي يحسب بالمعادلة السابقة ،
ماهي الذرة ؟

بعد أن جاء الفيلسوفان الإغريقيان ليوسيبس وديموقريطس في القرن الخامس قبل الميلاد بفكرة أن المادة تتكون من جسيمات أولية غير قابلة للتجزئة ، خالفها الفيلسوف الشهير أرسطو وأقر أن المادة رباعية التكوين (الماء،النار،التراب،الهواء)، وسيطرت هذه الفكرة على عقول العلماء ، وقلوب الفقراء الذين يفكرون في تحويل المواد الرخيصة إلى فضة وذهب وجواهر ، وبعد حوالي 2000 عام من ضياع الجهود والعقليات في المحاولة دون فائدة في تحويل العناصر ، قام الفيلسوف بيكون بمهاجمة آراء أرسطو في بنية المادة ، وأيد فكرة ليوسيبس وديموقريطس ، وطلب العلماء أن يتركوا تقليد أرسطو الأعمى وأن يبحثوا في موضوع تكون المادة من ذرات ، وكان من نتيجة ذلك أن قام عالم الغازات الأيرلندي بويل باقتراح أن الغازات تتكون من جسيمات صغيرة جداً ، وكان إدخال مفهوم الفراغ الذي أدخلتها تجارب توريشلي الإيطالي ، دعماً لبويل في أن هذه الجسيمات يوجد بينها فراغات تقل وتزداد حسب الضغط ، ثم قام نيوتن بتوسيع هذا المفهوم ليدخل فيه السوائل والجوامد ، ثم استطاع لافوازييه الفرنسي أن يكتشف قانون حفظ المادة عن طريق التجارب المستمدة من الكيميائي بريستلي ، وأن المادة لا يمكن للإنسان أن يفنيها أو ينتجها من العدم ، وهذه القاعدة أعطت حدود للمنطقية في نظريات المادة ، ثم وفي عام 1808م طرح جون دالتون تصوره عن الذرة بأنها عبارة عن جسم مصمت ككرات البيلياردو ، فلاقى ذلك موافقة من العلماء دامت ما يقارب القرن ، إلى أن تجارب فارداي في أنبوبة التفريغ الكهربائي تؤكد أن للذرة علاقة بالكهرباء، وبأن هناك جسيمات كهربائية سالبة توجد في الذرة ، وسميت هذه الجسيمات فيما بعد بالإلكترونات، ومنذ أن بدأت الكهرباء تدخل في تكوين الذرة بدأت الشيخوخة تصيب نظرية دالتون ، وبما أنه يوجد بالذرة أجسام سالبة ، فإنها كي تتعادل الذرة ، يجب أن تكون هناك جسيمات موجبة ،فقام العالم الأمريكي ميليكان بقياس شحنة الإلكترون ، فتأكد العالم طومسون بأن جميع ذرات العناصر تحتوي على إلكترونات لها نفس الكتلة والشحنة ، وطرح في عام 1910م تصوره عن الذرة بأنها جسيم مشحون بشحنة موجبة يتواجد داخلها جسيمات سالبة ، وأن جسيمات ألفا لاتأثر في هذه الذرات ، بل تمر مرور الكرام ، ولكن هذا التصور لم يدم طويلاً ، فتجارب جايجر ومردسن ورذرفورد عام 1911م أثبتت أن عدد لا بأس به من جسيمات ألفا قد انحرف بزوايا عالية عند مروره بذرات ثقيلة كذرات الذهب ، مما يدل على أن هناك شيء اصطدمت به جسيمات ألفا وانحرفت عن مسارها ،وهذا أثبت أن هناك جسيم عالي الكثافة موجود في داخل الذرة ، فطرح في نفس العام رذرفورد نموذجه عن الذرة وأنها تحتوي على نواة وهي جسيم مركزي تتركز فيه كتلة الذرة والشحنة الموجبة بينما تتواجد الإلكترونات على مسافات بعيدة عن النواة ، وتعمل على تنظيم ذلك الكهرومغناطيسية الكلاسيكية (القديمة) ، إلا أن هذا النموذج فشل أيضاً ، فقد كانت تفترض الكهرومغناطيسية الكلاسيكية أن الإلكترون عندما يبدأ بالإشعاع يقترب من النواة أكثر فأكثر فينتهي به الأمر في داخلها ، فتتعادل الشحنتان ، وتختفي المادة !! ، وهذا يخالف التجربة ، وبعد قام العالم الدناماركي بوهر بمناقشة العالمين ماكس بلانك وأينشتاين في نظريتي (المكانيك الكمي) و(النظرية النسبية) استنتج على ضوء نظرياتهم في عام 1915م أن الإكترون يدور في مدارات ثابت حول النواة و عندما ينتقل من مدار لآخر يشع أو يمتص إشعاع ،كما أنه لا يستمر في إطلاق الإشعاع إلى مالا نهاية كما إفترضت الكهرومغناطيسية الكلاسيكية ، بل يشع إلى حد معين بعدها يتوقف الإشعاع ، فبعد نموذج بوهر طوى النظرية الكهرمغناطيسية الكلاسيكية النسيان ، وحقق نموذج بوهر للذرة نجاحات كبيرة ، وظل نموذجاً أساسياً لكثر من النماذج بعده..[/center]

[center]ماذا عن النواة ؟

لاحظ بروت أن عند قياسه لأوزان الذرات أن أوزانها مضاعفات لوزن ذرة الهيدروجين ، فاقترح أن الذرات تتكون من ذرات الهيدروجين ، ولكن عندما طرح رذرفورد فكرة وجود النواة ، قام العلماء بتعديل فكرة بروت إلى أن أنوية الذرات هي التي تتكون مضاعفات نواة الهيدروجين التي أسموها فيما بعد بالبروتون نسبة إلى العالم بروت ، وأسمو ذرة الهيدروجين التي تتكون من بروتون واحد فقط بالبروتيوم، وأن شحنة هذا البروتون تساوي شحنة الإلكترون ولكنها موجبة ، أي أن في النواة عدد من الشحنات الموجبة تتوزع في كثافة النواة ، ولكن هذا يتناقض مع تجارب جايجر ومردسن التي أثبتت أن الشحنة الموجبة تتركز في نصف كثافة النواة ، فأصبح الأمر محيراً ، فافترض أحدهم أن الإلكترونات موجود في النواة مع البروتونات !! ولكن هل يمكن أن يكون الإلكترون موجود داخل النواة ؟ ، إذا حسبنا طول موجة الإلكترونات تفاجأنا بأنها أكبر كثيراً من طول نصف قطر النواة ، فطول الموجة أكبر بمئة مرة من نصف قطر النواة ، وبالتالي كان ينبغي إعادة النظر في مكونات النواة ، إلى أن جاءت تجربة شادويك التي غيرت الكثير عن مفهوم النواة ، ففي عام 1932م قذف شادويك البيريليوم بجسيمات ألفا ناتجة عن تحلل البولونيوم ، فنتج عن ذلك جسيمات جديدة لم تكن معروفة من قبل، فهي متعادلة الشحنة ، ولذلك أسماها بالنيوترونات ، فاقترح هايزنبرج بأن العناصر الأخرى أيضاً تحتوي على النيوترونات ، بالتالي فإن الأنوية تحتوي على البروتونات والنيترونات التي تسمى (بالنيكلونات) ..
ولكن كيف هو شكل النواة ؟
بسبب صغر حجم النواة، فإننا لا نستطيع تحديد شكلها بالضبط ، فالذي نستطيع تحديده من النواة هو طاقتها وكتلتها ، كما أن تصميم نموذج للذرة أسهل بكثير من تصميم نموذج للنواة ، فكلنا نعلم الطاقة الكهرمغناطيسية التي تربط بين النواة والإلكترونات ، فالموجب يرتبط بالسالب ، ولكننا لانعلم سوى القليل عن الطاقة التي تربط بين جسيمات النواة ، كم أن قطر الذرة أكبر بكثير من قطر النواة ، لذلك من الصعب تحديد شكل النواة الخارجي ، وهناك من العلماء من قال بما أن الطاقة التي تربط بين جسيمات النواة أقوى بكثير من أي قوة مؤثرة خارجية ، فإننا من الأفضل أن نقترح أن النواة تميل إلى كونها كروية الشكل ، فأنتجت النظريات بعض النماذج عن النواة ، فكما ناقشنا نماذج الذرة سنناقش الآن نماذج النواة ، فكر العلماء في أن من الممكن أن تكون علاقة طاقة الترابط النووي مع النيوكلونات مشابهة لعلاقة الطاقة الكهرمغناطيسية بالإلكترونات ، ففكروا بنموذج يسمى بالنموذج القشري ، ويقول هذا النموذج ، أن النواة تتكون من قشريات أي مستويات ، وكل مستوى يدور فيه عدد معين من النيوكلونات ، وعندما يمتلئ مستوى فإن المستوى الثاني يبدأ بالإمتلاء ،وعندما طرحت ماريا ماير فكرة الأعداد السحرية ، ازداد الدعم لنموذج القشريات ،ولكن ما هي الأعداد السحرية ؟ ،إكتشفت الدكتورة ماير أن الأنوية التي يكون عدد نيوتروناتها أو عدد بروتوناتها أو كليهما ، أحد الأرقام التالية(2،8،20،28،50،82،126) فإنها تكون مستقرة نووياً ، فتمت إضافة بعض الفروض إلى النموذج القشري ، منها أن هذه الأعداد السحرية هي أرقام الإمتلاء في المستويات ، وكما أن الذرات التي عدد إلكتروناتها (2،10،18،36،54،86) تكون مستقرة كيميائياً ، كذلك النواة ، كما أن هذا النموذج يقول بأن هذه القشريات صلبة ومن الصعب الإنتقال بالطاقة من مستوى إلى آخر ، كما أن التي يكون في مستواها الأخير نيترون وحيد فإنها تميل إلى فقد أكثر من ميلها عندما يكون هذا النيوترون في قشرة متكاملة ، وقد حقق هذا النموذج نجاحات كبير واستطاع أن يتنبأ بالكثير من الخصائص ، ولكنه أغفل نقطة مهمة وهي الشحنة الكهربائية ، مما جعل آخرين ينتجون نموذجاً آخر ألا وهو نموذج قطرة السائل ، حيث أن النواة في هذا النموذج مثل قطرة السائل ، فالكثافة موزعة بالتساوي وكذلك الشحنة ، وتصبح هذه الكثافة صفر عند السطح ،وتتموج هذه القطرة (النواة) مع التأثيرات الخارجية ، كما أن غلاف النواة متماسك أكثر من اللب ، وذلك لأن النيكلون في داخل النواة يكون مرتبط مع البقية النيوكلونات من جميع الجهات ، أما النيوكلون الموجود على السطح فإنه يكون مرتبطاً مع النواة من جهة واحدة فقط وهي جهة مركز النواة أما الجهة الأخرى فتكون عبارة عن فراغ ، وهذا يشبه إلى حد ما التوتر السطحي عند السوائل ، ولكن هذا النموذج مع سهولته ودقة نتائجه ، أخطأ في كثير من الأشياء وخاصة عن الإستقرار النووي ، وهذا النموذج مرتبط بشكل كبير مع طاقة الترابط النووية التي سنأخذها بالتفصيل إن شاء الله في المحاضرة القادمة وقبل أن أختم المحاضرة أريد أن أضيف أنه في منتصف الخمسينات طرح العالم الفيزيائي أيج بوهر وعدد من زملائه ، نموذجه الموحد عن النواة ، وهذا النموذج دمج فيه النموذج القشري مع قطرة السائل ، بحيث تكون القشريات متموجة وليست صلبة ، كما أنه قال في هذا النموذج أن النواة ليست كروية دائماً ، فهي كروية في حالة الإستقرار النووي التام، ومشوهة في حالة عدم الإستقرار ، كما أنها ثابتة في حالة الإستقرار ومهتزة في حالة عدم الإستقرار ، فلاقى هذا النموذج أكبر الموافقة خاصة في التجارب المعملية ..
ومن الطريف أن من طرح النموذج الموحد للنواة وهو أيج بوهر ، هو ابن نيلز بوهر الذي طرح النموذج الموحد للذرة ، فهذا الشبل من ذاك الإسد ..

(النشاط الإشعاعي)

نظراً لكبر موضوع النشاط الإشعاعي ، فإني قد قسمته إلى ثلاث محاضرات :
1- قوة الترابط النووي
2- الإشعاعات النووية
3- الكواشف الإشعاعية

مقدمة
بعد أن تم اكتشاف أن النواة تتكون من جسيمات صغيرة ، وهي النيوترونات والبروتونات ، لاحظ العلماء أن النواة تمسك هذه الجسيمات بإحكام شديدة مع أن النظريات -وقتها- كانت تصرح بصعوبة ذلك، فسيطر على عقولهم التساؤل عن سر هذه القوة الهائلة للنواة في حفظ محتوياتها ، وأيقنوا بالفعل أن باباً جديداً من القوى قد فتح للزائرين ..

ولكن ، ما هذه القوة ؟
دعنا الآن نحللها سوياً، ولنبدأ بأبسط القوى ، وهي القوة التي تجمع الكواكب في المجموعة الشمسية ، يمكننا أن نستخدم في تفسيرها بكل سهولة بقانون نيوتن في الجاذبية القائل :
(قوة الجاذبية بين جسمين تتناسب طردياً مع حاصل ضرب كتلتي الجسمين وعكسياً مع تربيع المسافة بينهما)
وهكذا استطعنا أن نفسرها تفسير مقنع للغاية ، ولكن يبرز التحدي عندما نتحدث عن قوة أصعب قليلاً ، وهي القوة التي تثبت الإلكترون في مداره حول النواة ، فعندما نستعمل قانون الجاذبية ، تكون محصلة القوة ضعيفة للغاية لا تستطيع أن تحفظ الإلكترون في مساره ، وعندما استعمل العلماء قانون كولوم في أن الأجسام ذات الشحنات الكهربائية المتماثلة تتنافر والمختلفة تتجاذب ، كان مقنعاً بقوة جديدة أسموها الكهرمغناطيسية ، ولكن ماذا عن طاقة النواة في حفظ مكوناتها ؟ ، دعنا نبدأ بالجاذبية ونرى هل هي مفسرة لهذه القوة أم لا ، فإذا وضعنا كتلة النيوكلونات في معادلة الجاذبية تفاجئنا بالمحصلة الضئيلة التي تدل على أن الجاذبية لا تفسر بالطبع هذه القوة ، وإذا أخذنا القوة الكولومية كمفسر لقوة الترابط ، لوجدنا أنها ليست صالحة أبداً لهذه المهمة ، لأننا إذا أخذنا مثلاً ذرة الهيليوم المكون من نيوترونان عديمي الشحنة وبروتونان موجبي الشحنة ، نجد أن القوة الكولومية لو كانت هي المتحكمة في النواة فسوف تمزق أجزائها ، لأن البروتونان يجب أن يتنافرا حسب هذه القوة ، مما دل على أن هناك قوة جديدة أكبر من قوة التنافر الكولومية بكثير ، مما زاد العلماء حيرة على حيرتهم في غموض هذه القوة ، التي أسموها فيما بعد بالقوة النووية الشديدة ..

ما هي خصائص هذه القوة ؟
لهذه القوة الجديدة خصائص غريبة ومختلفة عن باقي القوى ، فهي قوة تجاذبية ولكن ليس كالجاذبية الثقالية ، فمداها تقريباً 2 فيرمي ، وبعدها تختفي هذه القوة ، وعندما يقترب الجسم تزيد القوة النووية لجذبه ، ولكن إذا وصلت المسافة بين النيوكلونين لأقل من 0.5 فيرمي فإن القوى الجذب تتحول إلى تنافر فجأة ، وذلك لتجنب الاندماج ، كما أن هذه القوة لا علاقة لها أبداً بالقوة الكهربائية(الكولومية) حيث أن التجاذب بين النيوترونان يساوي التجاذب بين البروتونان يساوي التجاذب بين النيوترون والبروتون ، كما أن لهذه القوة ميزة خاصة تسمى التشبع ، أي أن النيوكلون يتبادل هذه القوى مع النيوكلونات المجاورة فقط وليس له علاقة بالنيوكلونات البعيدة ..

هل القوة النووية متساوية في كل الأنوية ؟
من المفاجئ أن القوة النووية غير متساوية في كل الأنوية ، مع أن جميع الأنوية تحتوي على نفس البروتونات والنيوترونات إلا أن هناك مؤثرات تؤثر على القوة النووية في أنوية العناصر ، فمعدل القوة النووية (0.0Mev) عند الهيدروجين ذو النيوكلون الواحد و (2.5Mev)عند نواة الهيليوم ذو البروتونين والنيترون ، ويقفز المعدل إلى (7Mev) عند الهيليوم ذو البروتونين والنيوترونين ، ثم يستمر المعدل في الارتفاع تدريجيا كلما تقدمنا في ترتيب العناصر حتى يصل إلى عنصر الحديد (8.8Mev) ثم يعود بالانخفاض تدريجيا إلى (7.3Mev) في آخر الجدول الدوري، وهكذا يكون معدل معظم العناصر ما بين(7Mev) و (8.8Mev) ، لذلك نواة الحديد هي أقوى الأنوية من ناحية طاقة الارتباط ، قال تعالى {وأنزلنا الحديد فيه بأس شديد} ..

ما هي المؤثرات التي تؤثر على القوة النووية ؟
كما علمنا أن القوة النووية (طاقة الارتباط) ليس متساوية في جميع العناصر ، وذلك بسبب مؤثرات منها ما يزيد في طاقة الارتباط النووي (موجب) ومنها ماينقص منه (سالب) ، وقد أبدع نموذج قطرة السائل في وصف وتحليل طاقة الارتباط ، فعن طريق هذا النموذج تم اكتشاف أهم المؤثرات على طاقة الارتباط ، وهذه لمحة سريعة لأهم هذه المؤثرات :

مؤثر الحجم :وهذا مؤثر موجب حيث أنه كلما زاد عدد النيوكلونات ، زادت القوة النووية ، وهذا المؤثر يكون فعال حتى نصل إلى ذرة الحديد ، وبعدها تغلب عليه المؤثرات الأخرى .

مؤثر التوتر السطحي :
عندما يكون النيوكلون في سطح النواة فإنه يتبادل القوى مع جهة واحدة فقط ، لذلك تقل الطاقة الرابطة بسبب هذا الموقع ، وكلما زادت مساحة السطح كلما قلت الطاقة الرابطة بسبب هذا المؤثر السالب ..

مؤثر كولوم :لأن البروتونات لها شحنات موجبة ، فإن قوة كولوم التي تقول أن الأجسام المتشابهة الشحنة يجب أن تتنافر ، يكون لها دور بالتأكيد في تحديد طاقة النواة ، كما أن القوة الكهربائية ليست من صفاتها التشبع مثل القوة النووية ، لذلك أي بروتون في النواة يتنافر مع جميع بروتونات الذرة ، ويمكن صياغة هذا المؤثر السلبي على أنه كلما زاد عدد البروتونات قلت طاقة الارتباط ..

مؤثر التماثل :أثبتت التجارب أن النواة تميل إلى كون عدد النيوترونات يساوي عدد البروتونات ، لذلك يقول هذا المؤثر السالب أنه كلما زاد الفرق بين عدد النيوترونات وعدد البروتونات ، تقل الطاقة الرابطة ، وهذا المؤثر يكون غالباً في الأنوية الخفيفة (40>z) ، أما الأنوية الثقيلة فالنيوترونات فيها هي الأكثرية ..

مؤثر التزاوج :
وهو مؤثر يتفق مع المشاهدات العلمية ، وهو أن الأنوية التي عدد بروتوناتها وعدد نيوتروناتها زوجيين تكون أكثر استقراراً ، ويليها الأنوية التي عدد نيوتروناتها فردي وعدد نيوتروناتها زوجي أو العكس ، ثم في الأخير الأنوية التي عدد بروتوناتها وعدد نيوتروناتها فرديين ، وهي خمسة عناصر فقط في الطبيعة ..

مؤثر القشرة :وهذا المؤثر أظهره نموذج القشرة ، وهو يقول أنه كلما كان عدد النيوترونات أو البروتونات مقارباً من أحد الأعداد السحرية () فإن الطاقة الرابطة تزيد ..

ما هو عيب الكتلة ؟ وما علاقته بالطاقة الرابطة ؟
إذا قيل لك أوجد كتلة نواة الهيليوم ذو النيوترونين والبروتونين على الطريقة الحسابية، فإنك ستقول :
2× كتلة البروتون + 2 × كتلة النيوترون = كتلة نواة الهيليوم
أي: 2 + 2 × 1.008665 = 4.03187
ولكن التجربة تثبت بدقة أن كتلة نواة الهيليوم تساوي 4.00150 ، أي أن الفرق يساوي 0.03037 ، وهذا الفرق أكبر من أن يكون خطأ تجريبي ، فأين ذهب هذا الفائض في الكتلة ؟ ، علماً أن هذا الحال ليس في الهيليوم فقط بل هو منتشر في بقية العناصر ، فوزن النيوكلونات وهي مفردة أكبر من وزن النيوكلونات وهي تشكل نواة والفرق بين الكتلتين يسمى (عيب الكتلة)، وهذه النقطة حيرت العلماء كثيراً، حتى أنهم بدءوا يشكون في صحة قانون حفظ الكتلة ، إلى أن جاء أينشتاين بمعادلته المعروفة التي أثبت بها أن الكتلة في النواة من الممكن أن تقل في حالة واحدة ، وهي أنها تحولت إلى طاقة ، مما أكد للعلماء أن هذه الكتلة تحولت إلى طاقة مكافئة ، وسخرت هذه الطاقة العظيمة لحفظ النواة وتثبيت مكوناتها ..

هل هناك علاقة بين طاقة الترابط والاستقرار النووي ؟
تكون مستقرة إذا كانت طاقة الترابط فعالة

نقاط مهمة :
1 فيرمي = 10^-15 مليمتر
1Mev= 1.602 × 10^-13 جول
قوة كولوم = القوة الكهربائية = القوة الكهرو مغناطيسية
القوة النووية = قوة الترابط = الطاق[/center]ة الرابطة

[center]- وضح نموذج طومسون ثم بين السبب الذي دفع رذرفورد الى وضع نموذج اخر مخالف له ؟
- الذرة كــــــــــــــرة مصمتة رقيقة الجدار مشحونة بشحنة موجبة
- تتوزع بانتظام داخل الذرة الكترونات سالبة الشحنة
- الذرة متعادلة كهربائيا لأن مجموع الشحنات الموجبة = مجموع الشحنات السالبة
- السبب الذي دفع رذرفورد الى وضع نموذج مخالف لنموذج طومسون
نتائج تجربة رذرفورد ( شريحة الذهب ) حيث وجد أن * معظم جسيمات الفا مرت من شريحة الذهب دون أن تتأثر طاقتها الحركية * وهذا يدل على أن الذرة ليست مصمتة بل فراغ هائل
نسبة ضئيلة من جسيمات الفا انحرفت بزوايا مختلفة وبعضها ارتد * اذا الشحنات الموجبة تتركز في حيز صغير جدا

2 - اذكر الفروض التي وضعها رذرفورد مستندا على نتائج تجربته المتعلقة بتشتت دقائق الفا ؟
نموذج رذرفورد ( النوذج النووي للذرة )
- الذرة معظمها فراغ
- كتلة الذرة تتركز في حيز صغير جدا ( النواة ) يحمل كل الشحنة الموجبة
- تنتشر الشحنات السالبة ( الالكترونات ) على مسافات كبيرة حول النواة
3- توقع رذرفورد مرور دقائق الفا عبر صفيحة الذهب الرقيقة دون أن تعاني انحرافات كبيرة وضح سبب ذلك ؟
الاسباب : 1- افتراض طومسون أن الشحنات الموجبة والسالبة تتوزع بانتظام داخل الذرة
2- عدم وجود نقاط تتركز فيها الشحنات
3 - افتراض طومسون أن الذرة تتكون من كتلة كروية متجانسة
4- ما عيوب نموذج رذرفورد
1- الذرة ليست متزنة ميكانيكيا
التفسير
أ - اذا كانت الالكترونات ساكنة فان النواة الموجبة تقوم بجذب الالكترونات السالبة وتلتحم بالنواة وتتعادل ( وهذا لا يحدث )
ب - اذا كانت الالكترونات تدور حول النواة في مسار دائري فان الالكترون سوف يتحرك بتسارع مركزي ويكون مع النواة ثنائي متذبذب يشع أمواجا كهرومغناطيسية وبالتالي يدور في مسار حلزوني الى أن يسقط في النواة ( وهذا لا يحدث )
2- بما أن الالكترون يدور حول النواة ويكون معها زوجا متذبذبا ، اذا الذرة تشع طيف مستمر متغير في التردد والطول الموجي وتتناقص طاقته تدريجيا وهذا يتناقض مع نتائج التجارب العملية التي تثبت أن الذرات تشع طيف خطي له طول موجي محدد
5- أذكــــــــــــــــــــــر نصوص فرضيات بوهر ؟
الفرض الأول : يتحرك الالكترون حول النواة في مدارات ثابتة لها أنصاف أقطار محددة ويحمل طاقات محددة لا يمتص أو يشع طاقة
الفرض الثاني كمية التحرك الزاوي للالكترون كمية مكممة تساوي مضاعفات صحيحة للمقدار هـ / 2 طـ
ك ع نق = ن هـ / 2 ط

الفرض الثالث : يشع الالكترون طاقة عندما ينتقل من مدار بعيد عن النواة الى مدار أقرب ويمتص طاقة لكي ينتقل من مدار قريب من النواة الى مدار أبعد

6 - وضــــــــــــــــــــح كيف يتم توليد الأشعة السينية ؟
الطريقة الأولى : الأشعة المميزة :
1- تعجل الأكترونات المنبعثة من الفتيل خلال فرق جهد عالي
2- تنطلق الالكترونات بطاقة عالية فتصطدم بالكترونات المدارات الداخلية لذرات الهدف وتقتلعها من الذرة
3 - تنتقل الكترونات من المدارات الخارجية لتحل محل الالكترونات المحررة
4 - تنبعث فوتونات طاقتها تساوي فرق الطاقة بين المستويين ولها طول موجي محدد
5 - الفوتونات المنبعثة يكون لها طيف خطي يعتمد على مادة الهدف لأن لكل عنصر مستويات طاقة مميزة له
الطريقة الثانية : أشعة الفرملة
1 - تتأثر الالكترونات الساقطة بطاقة عالية بالمجال الكهربائي حول ذرات الهدف
2 - تتباطأ حركة الالكترونات وتقل طاقة حركتها بسبب تنافرها مع السحابة الالكترونية حول النواة
3 - تنبعث فوتونات ذات ترددات مختلفة ومدى متصل من الأطوال الموجية ويكون لهذه الفوتونات طيف مستمر يعتمد على جهد التشغيل
7 - وضـــــــــــــح المقصود بالطبيعة الموجية للالكترونات ؟
حسب فرض دي بروي (( جميع الجسيمات المتحركة تحمل خصائص موجية تعتمد على سرعة الجسيمات المتحركة ))
وبما أن الالكترونات جسيمات ذرية متحركة ، اذا لها خصائص موجية ( تردد ، طول موجي ) بالاضافة الى الخصائص الجسيمية .
8 - عرف مبدأ اللاتحديد لهيزنبرج ؟
عند تعيين موضع جسيم وقياس كمية تحركه في نفس الوقت فان حاصل ضرب مقدار الخطأ في تعيين الموضع مع مقدار الخطأ في تعيين كمية التحرك لا تقل عن ثابت بلانك مقسوما على 4 ط
9 - أذكــــــــــــــــــر أعداد الكم التي تحدد حالة الالكترون في الذرة ؟
عدد الكم الرئيسي n ( هو العدد الذي يحدد الطاقة الاجمالية للالكترون ويأخذ القيم الصحيحة n = 1 ; 2 ; 3 ; 4
عدد الكم الثانوي ( المداري ) هو العدد الذي يحدد مقدار كمية التحرك الزاوي للالكترون في المدار وتمثل قيمته شكل المدار الذي يدور فيه الالكترون ويأخذ القيم من 0 ------ n - 1
عدد الكم المغناطيسي m ( هو العدد الذي يحدد اتجاه كمية التحرك الزاوي للالكترون في الفضاء وتعتمد قيمته على قيمة العدد الكمي المداري وتتراوح بين - L و L +
عدد الكم المغزلي ( هو العدد الذي يحدد اتجاه الحركة الدورانية الذاتية للالكترون ولا يأخذ الا واحدة من القيمتين ( - 1/2 ; + 1/2 )
10 - لماذا يعتبر العدد الكمي الرئيسي مقياسا لطاقة الالكترون ؟
لأن عدد الكم الرئيسي يحدد الطاقة الاجمالية للالكترون ( طاقة الوضع + طاقة الحركة ) ويميز مستوى الطاقة الذي يوجد فيه الالكترون ويشبه رقم المدار عند بوهر
11 - عرف مبدأ الاستبعاد لباولي واشرح كيف حدد هذا المبدأ العلاقة بين أعداد الكم الأربعة وبين الالكترونات في الذرة ؟
مبدأ الاستبعاد لباولي : لا يمكن أن يوجد الكترونان في فلك ما في الذرة لهما نفس الأرقام الكمية الأربعة
وبعبارة أخرى : لا يمكن لالكترونين أن يتواجدا في نفس الحالة
لو أخذنا أي الكترونين في الذرة فان الارقام الكمية الاربعة للالكترون الأول لا يمكن أن تتفق جميعها مع الارقام الكمية الأربعة للالكترون الثاني .
الضغط عند نقطة ما

لتكن القوة المؤثرة F
A مساحة السطح
بما أن الضغط = المركبة العمودية للقوة / مساحة السطح

تعريف الضغط عند نقطة ــ هو مقدار القوة المتوسطة المؤثرة عموديا على وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة
وحدة قياس الضغط ـــ بما أن القوة تقدر بالنيوتن والمساحة بالمتر المربع
إذا يقاس الضغط بوحدة هي ـ نيوتن / متر مربع

وحدة أخرى لقياس الضغط

وحدة الضغط = نيوتن / م2

نيوتن × متر / متر3 = جول / م3

أبعاد الضغط

أبعاد الضغط = أبعاد القوة / أبعاد المساحة

ما معنى أن الضغط عند نقطة من سطح = 5 × 105 نيوتن/ م2

المعنى أن القوة المتوسطة المؤثرة عموديا على وحدة المساحات من السطح المحيطة بتلك النقطة = 105 × 5 نيوتن

ملاحظات

تعرف هذه القوة باسم القوة الضاغطة وتقدر بحاصل ضرب الضغط × المساحة وهذا لا يكون صحيحا إلا إذا كان الضغط منتظما مثل ضغط السائل على قاعدة الإناء ـ أما إذا كان الضغط غير منتظم ـ مثل ضغط السائل على أحد جوانب الإناء كما سيأتي فإن القوة الضاعطة = متوسط الضغط × المساحة

اذا كانت القوة تصنع زاوية مع العمودي فإن الضغط يساوي

قياس الضغط عند نقطة في سائل

المطلوب حساب ضغط السائل عند نقطة ( أ ) ــ
نتصور عمودا من السائل على شكل متوازي مستطيلات
ولتكن ــــ
A مساحة قاعدة متوازي المستطيلات
h ارتفاع المتوازي حتى سطح السائل
V حجم عمود السائل
كثافة السائل
اذا

حجم عمود السائل = مساحة قاعدته × ارتفاعه
كتلة عمود السائل = حجم عمود السائل × كثافته

وزن عمود السائل = كتلته × عجلة الجاذبية الأرضية

بما أن وزن عمود السائل هو القوة المؤثرة عموديا على المساحة من السائل

هذا باعتبار أن الإناء مغلق من أعلى

إذا كان الإناء مفتوحا فإن الضغط الجوي يضغط أيضا على سطح السائل ويسمى بالضغط الكلي أو المطلق

تعريف ضغط سائل ساكن عند نقطة في باطنه يقدر بوزن عمود السائل الذي مساحة مقطعه وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة وارتفاعه هو البعد العمودي بين بين النقطة وسطح السائل

العوامل التي يتوقف عليها الضغط عند نقطة في سائل
أولا كثافة السائل [ تناسب طردي ] بزيادة كثافة السائل يزداد الضغط له عند نفس النقطة
ثانيا عجلة الجاذبية الأرضية [ تناسب طردي ] بزيادة عجلة الجاذبية يزداد الضغط
ثالثا عمق النقطة أسفل السطح الخالص للسائل [ تناسب طردي ] أي أن الضغط عند نقطة في باطن السائل يتناسب طرديا مع بعد النقطة عن سطح السائل ولذلك ضغط السائل يتساوى في جميع النقط التي تقع في مستوى أفقي واحد

ملاحظات

جميع النقاط التي تقع في مستوى أفقي واحد في باطن سائل ساكن يكون لها نفس قيمة الضغط
لا يتوقف ضغط سائل ساكن عند نقطة في باطنه على شكل الإناء حيث نلاحظ أنه في جهاز الآواني المستطرقة يرتفع فيه السائل بنفس المقدار رغم إختلاف شكل وحجم كل إناء

التعليل

نفرض أن النقاط A B C تقع في مستوى أفقي واحد أي أن
PA = PB = PC
الموجات منها المتحركة ومنها الساكنة
الموجات المتحركة هي الموجات التي تسير دون إعاقة.
الموجات الموقوفة ــ هي الموجات التي تنشا من تراكب قطارين من الأمواج متماثلين في التردد والسعة ويسيران في اتجاهين متعاكسين ومحصورين بين نقطتين ثابتتين
الموجة الموقوفة ـ هي الموجة التي تحتوي على عقد بينها بطون وتنشأ نتيجة لتداخل موجتين متساويتين في الطول الموجي والسعة ومنتشرتين في اتجاهين متضادين
القاع ـ هو موضع في الموجة الموقوفة يكون عنده سعة الاهتزازة اكبر ما يمكن
العقدة ـ هي موضع في الموجة الموقوفة تكون عنده سعة الاهتزازة لجزيئات الوسط صفرا
طول الموجة الموقوفة ـ ضعف المسافة بين عقدتين متتاليتين أو بطنيين متتاليين
ملاحظة ــ تسمى الموجة الموقوفة موجة ساكنة لأنه ليس فيها انتقال للطور

علل ـ في الموجات الموقوفة لا يحدث نقل للطاقة كما في الموجات المسافرة
الاجابة ـ لأن الموجات الساقطة والمنعكسة تنقل الطاقة في اتجاهين متعاكسين
الموجة الموقوفة [ نمط اهتزاز مسقر يتكون من تراكب موجتين لهما نفس التردد تنتقلان في وسط باتجاهين متعاكسين ] ـــ

----------------------------------------------------------------------------

أنواع الأمواج الموقوفة
أمواج مستعرضة موقوفة مثل التي تحدث في وتر مهتز مثبت من الطرفين
أمواج طولية موقوفة مثل التي تحدث في الأعمدة الهوائية عند حدوث الرنين

----------------------------------------------------------------------------

Vibration of Air Columns اهتزاز الأعمدة الهوائية

أنواع الاعمدة الهوائية
عمود هوائي مغلق
عمود هوائي مفتوح الطرفين
عمود هوائي مفتوح من طرف واحد

----------------------------------------------------------------------------

أولا الأعمدة المغلقة من طرف واحد
يحدث الرنين في الأعمدة الهوائية المقفلة من طرف واحد عند أطوال معينة [ عندما يساوي طول العمود الهوائي ربع طول موجي أو مضاعفاته الفردية ] ويعرف الرنين في الأعمدة الهوائية بأنه تقوية وتضخيم الصوت نتيجة انعكاس الموجات الصوتية على الطرف المغلق لعمود هوائي وتراكب الموجتان الساقطة والمنعكسة مكونة موجات موقوفة
شرط الرنين طول أقصر عمود هوائي مقفل يساوي ربع الطول الموجي

أقصر عمود هوائي مغلق يتذبذب بتردد معين يناظر الحالة التي عندها لا توجد أية عقدة داخل العمود

وأن يكون بطن الموجة الموقوفة عند الطرف المفتوح وعند الطرف المغلق عقدة

يمكن أن يتذبذب عمود هوائي مغلق مناظرا نفس التردد مع وجود عقدة واحدة داخل العمود

كذلك هناك أطوال أكبر للعمود الهوائي لها نفس التردد لعدد أكبر من العقد داخل العمود[/center]

ا

لقوة و نظم وحــدات القياس:ـ
القوة : هي ذلك المؤثر الذي إذا أثر على جسم ما فإنه يسبب تغيراً في شكل الجسم أو موضعه أو اتجاهه أو حركته .

و تحسب عن طريق المعادلة التالية : ثقل الجسم = الوزن = ق = جـ × ك ....... (1) و هي تقاس بوحدة النيوتن

النيوتن : هو مقدار قوة جدب الأرض لجسم كتلته 0.1 كجم

أي أن ثقل جسم كتلته كيلوجرام واحد يساوي 9.8 نيوتن .

و تقاس القوة عملياً باستخدام الميزان الزنبرك أو الدينامومتر وهو ميزان زنبركي مدرج بوحدات النيوتن .

تأثيرات القوة على جسم ما : قد تسبب القوة واحد أو أكثر من التأثيرات التالية :

1- تسبب حركته ( نقله أو دورانه)

2- تغير شكله (تقوسه أو ليه)

3- تغير حجمه أو أحد أبعاده .

أولاً : أنظمة و حدات القياس:

النظام الدولي SI
النظام الفرنسي
النظام الإنجليزي
الكمية المقاسة

المتز
السنتيمتر
القدم
الطول

الكيلوجرام
الجرام
الباوند
الكتلة

الثانية الثانية الثانية الزمن
الكالفن
السلزيوس
الفهرنهيت
درجة الحرارة

الكميات الأساسية : و هي الكميات التي لا يمكن اشتقاقها من كميات أبسط منها مثل الزمن ، الطول ، الكتلة ، ...

الكميات المشتقة : و هي الكميات التي تستنبط من غيرها . مثل السرعة ، الكثافة ، الضغط ، ...

التطبيق : مثال : السرعة = المسافة / الزمن أي ( م/ث)

الكثافة = الكتلة / الحجم أي (كجم/م3)

التعرف على المرونـــــة و العلاقة بين التشوه الاستطالة

النشاط 3-1 : قطعة أو كرة من الصلصال . النشاط 3-2 :قطعة أو كرة من المطاط .النشاط 3-3 : زنبرك معلق بأعلى حلق الباب

نستنتج من الأنشطة السابقة أنه يمكن تقسيم المواد من حيث مقدار احتفاظها بالتشوه الحاصل في إلى ثلاث أقسام :

1- مواد تامة المرونة : و هي جميع المواد التي لا تحتفظ بشيء من التشوه بعد زوال القوة المؤثرة عليها . (الزنبرك ، سلك الحديد ، الفولاذ )

2- مواد عديمة المرونة : و هي جميع المواد التي تحتفظ بكامل التشوه بعد زوال القوة المؤثرة عليها . (العجين ، الصلصال ، الطين )

3- مواد مرنة : و هي جميع المواد التي تحتفظ بجزء من التشوه الحاصل لها بعد زوال القوة المؤثرة عليها .(النحاس،المطاط،الرصاص)

تعريف المرونة : ميل المادة للعودة إلى حالتها الأصلية بعد زوال القوى عنها .

العلاقة بين التشوه الحاصل و القوة المؤثرة :

نستنتج أن الزيادة الحاصلة في الطول تتناسب طردياً مع القوة المؤثرة ما دامت هذه القوة دون حد المرونة .

تعريف حد المرونة : ( أ ) هو الحد الأعلى للقوة التي يمكن التأثير بها على المادة دون أن تفقد مرونتها .

تعريف حد الاستسلام : (ب) و هو الحد الذي بعده تستمر المادة في الاستطالة مع زيادة بسيطة في قوة الشد .

تعريف حد الكسر : (جـ) و هو الحد الذي تنكسر عنده المادة . و تسمى القوة هنا بقوة الكسر.

و تعرف العلاقة بين القوة و الاستطالة بقانون هوك :

[ تحت حد المرونة لمادة تحت الشد ، فإن الاستطالة الحادثة تتناسب طردا مع قوة الشد المسببة لها .]

و يعبر عنه رياضياً بالعلاقة : ق = أ Dل ................ (1)

(ق) القوة المؤثرة و حيث Dل مقدار الاستطالة (أ) ثابت التناسب و هو ثابت الصلابة = ثابت القوة (نيوتن/م)

التطبيق : ميز بين المواد التالية من حيث مرونتها :الحديد - الرصاص - العجين - الفولاذ -الطين - المطاط - النحاس .

قياس المرونـــــــــة

إذا تأثر جسم ما بقوة شد فإن هذا الجسم سوف يتشوه . فإذا أخذنا سلك معدني و علقنا فيه ثقل فإن هذا السلك سوف يتشوه (يزداد طوله) إذن من تعريف المرونة يمكن اعتماد صفة التمدد كأساس لقياس مرونة الشد لأي مادة .
قانون كيرشوف الاول :-لأي تفرع في الدائـــــرة الكهربائية فإن :- مجموع شدات التيار الداخلة يساوي مجموع شدات التيار الخارجة
ت1 = ت2 + ت3 + ت4
قانون كيرشوف الثاني :-لأي مسار مغلق في الدائــــرة الكهربائية :-
مجموع القوى المحركة الكهربائية يساوي مجموع شدات التيار في المقاومات التي يمر بها :-
(قم1 + قم2) = (ت1 + ت2) م او بصورة اخرى :-
(قم1 + قم2 ) = ت1*م1 + ت2*م2
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــ
النظرية النسبية لآينشتاين:-1/ نسبية الطول :-
ل= طول الجسم الأصلي *جذر المقدار(1- (سرعة الجسم / سرعة الضوء)^2).
حيث ل هو الطول الذي يقيسه الراصد الساكن.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــ
2/نسبية الزمن:-
الزمن الأصلي = زمن الحادثة * جذر المقدار (1- (سرعة الجسم / سرعة الضوء)^2).
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــ
3/نسبية الكتلة:-
كتلة الجسم = كتلته الأصلية /جذر المقدار (1- (سرعة الجسم /سرعة الضوء )^2).
ما هى الكهرباء ؟

لكى تعرف إجابه هذا السؤال . يجب أيضا أن تعرف بعض الأشياء و منها بناء الذره.
فالموضوع هنا أن الذره لها كتله و الكتله هى التى تجعل الذره تشغل جزء من الفراغ حتى لو كان بسيطا و هذه الكتله من الممكن أن تكون فى عدة صور أو حالات :
الحاله الصلبه
الحاله السائله
الحاله الغازيه
حاله البلازما

و الذره تتحرك تحت تأثير نوعين من الطاقه
طاقة الوضع POTENTIAL ENERGY
و طاقه الحركه KINETIC ENERGY
فالذره الكامله تشبه النظام الشمسى .لها مركز كالشمس (النواه -وتتكون من بروتونات و نيترونات) و الكواكب تدور حولها ( الإلكترونات ).
و توجد مدارات حول النواه تدور فيها الإلكترونات . وكل مدار له عدد معين من الإلكترونات المسموح لها بالتواجد فيه
فالمدار الأول القريب من النواه مسموح فيه ب 2 ألكترون و المدار الثانى 8 و الثالث 8 و الرابع 18 . إلخ.
فإذا ملىء أحد المدارات بدأ فى إستعمال المدار التالى . حتى يمتلىء المدار الأخير فتعتبر الذره خامله . و من أمثلة الذرات الخاملة ( الهيليوم و النيون والأرجون ).

المزج بن ذرتين أو أكثر يكون ما يعرف بالجزىء . مثل ملح الطعام ( NaCl ) و هو مركب من مزج كميائى بين ذرات الصوديوم ( Na ) و الكلور ( Cl )

كيف تنتج الكهرباء ؟

البروتونات توجد فى النواة و الإلكترونات تدور حول النواه فى مداراتها الخارجيه متأثرة بقوى الجذب من النواه( الناتجه من التجاذب بين الإلكترونات السالبة الشحنه و البروتونات الموجبة الشحنه) و قوى الطرد ( الناتجه عن دورانها السريع حول النواة).
وهنا يجب أن تتساوى القوتان حتى تتزن الذره .
ولكن فى وجود قوى شد خارجيه ( ذرات أخرى أو جهود موجبه ) فإن الإلكترونات تترك النواه وتسير مكونة الكهرباء.

الشحنة الكهربيه

فى أيام الصيف الجافه عندما تمشط شعرك فإن شحنه ذرات شعرك وشحنة ذرات المشط سيتغيران فقد فقد شعرك بعض من الإلكترونات (فأصبحت ذرات شعرك أكثر إيجابيه ) و أعطاها لذرات المشط الذى أصبحت شحنته أكثر سالبية . و إذا أطفأت النور فى الحجره فإنك ربما ترى بعض من الشرارات التى تنتقل من المشط إلى شعرك و هذا ما يسمى بالكهرباء الإستاتيكيه .
ولكن لماذا تنتقل من المشط للشعر وليس العكس ؟
ذلك لأن النظام يبحث عن الإتزان . و ذلك يشبه فتحك لباب الثلاجه فى أحد الأيام الحاره وبعد بعض من الوقت ستصبح درجةالحراره بداخل الثلاجه مساويه لدرجة الحراره خارجها و هنا حدث الإتزان ( ولكن لا تنسى قطع الطاقه عن الثلاجه قبل إجراء التجربه ) .
فالذره أو الجسم المشحون يوجد به زياده فى الإلكترونات أو الشحنه و يسعى لتفريغها و إعطائها إلى جسم أخر تنقصه الشحنه .

بعض الناس يظنون أن الجسم المشحون هو جسم يحمل شحنه موجبه و هذا خطأ . فالذره عندما تكون فى حاجه إلى الإلكترونات فإنها بذلك تكون مشحونه بشحنه موجبه أما إذا كان بها زياده فى الإلكترونيات تكون بذلك مشحونه بشحنه سالبه .

وبما أن هذه الشحنات التى نتكلم عنها صغيره جدا جدا فإنه يجب إيجاد وحدات لها كبيره نسبيا حتى يمكن التعامل معها . وهذا ما فعله العالم كولوم (1736-1806 Charles Augustin Coulomb ) فلقد جعل الكولوم وحده تعبر عن شحنة الإلكترون .
1 كولوم = 6.24 بليون بليون وحدة شحنه. و إما أن يكون بالموجب أو بالسلب .

قانون كولوم للقوى الكهروستاتيكيه :

قوة الجذب أو التنافر (F)بين جسمين مشحونين يتناسب طرديا مع حاصل ضرب شحناتهما (Q) و يتناسب عكسيا مع الجذر التربيعى للمسافه بينهما.

قانون نيوتن للطاقه :

الطاقه لا تفنى ولا تستحدث من العدم . ولكنها تتحول من صوره إلى أخرى

فمثلا : فى البطاريه يتم تحويل الطاقه الكميائيه إلى طاقه كهربيه عند توصيلها فى الدائره و المحول الكهربى يحول الطاقه الميكانيكيه إلى طاقه كهربيه.

كيف تنفذ البطاريات ؟

لنفرض أن لديك إنائين بهما ماء .أحدهما مملوء و الأخر نصف مملوء و أنك أحضرت ماسوره بلاستيكيه صغيره لتصل بين الإنائين . ستلاحظ أن الماء سيمر من الإناء المملوء إلى الإناء النصف مملوء خلال الماسوره (وهذا هو التيار الكهربى) و سيستمر ذلك حتى يتعادل الضغط على طرفى الأنبوب ( فرق الضغط = 0)و هو مايعادل فرق الجهد فى البطاريه وعندما يحدث الإتزان فإن البطاريه قد ماتت .
و الوحده المستخدمه لقياس هذا الفرق فى الجهد هو الفولت ( وهو فرق الجهد الازم لتحريك شحنه مقدارها واحد كولوم لتبذل شغل مقداره واحد جول (JOULE))
V = W/Q

القدره الكهربيه( P ) :

الطاقه هى القدره على بذل جهد و القدره هى المعدل الذى يبذل به هذا الجهد
P = W/t
حيث t هى الزمن
والقدره تقاس بالواط (Watt ) و هو الوحده الأساسيه . و يقاس أيضا بالحصان (1 حصان = 746 وات )

[center]التيار والجهد الكهربى :

لكى نفهم الجهد الكهربى أكثر يمكننا أن نتخيل كوب زجاجى مملوء بالماء (وهنا يوجد الجهد كما فى البطارية ) وعندما نوصل هذا الكوب بأنبوب وندع الماء يتدفق خلال الأنبوب فإننا صنعنا تيارا (يماثل التيار الكهربى فى الأسلاك ) وكلما زاد معدل تدفق المياه فى الأنبوب فى الثانية الواحدة كلما زادت شدة التيار) وعندما يفرغ الكوب من محتواه من الماء تكون بطاريتنا نفذت .

لاحظ أن البطارية إذا كانت 10 فولت مثلا وهى جديدة (كوب الماء مملوء) فإن هذا هو أقصى جهد يمكن أن تعطيه ولكن يمكننا أن نزيد من التيار أو نقلله بواسطة تغيير حالة الصنبور من (مفتوح) إلى (مغلق).
ولكن تذكر أن هذا التيار يتناسب مع الجهد فكلما زاد الجهد (كمية الماءالموجودة فى الكوب ) كلما زاد التيار (معدل تدفق الماء فى الأنبوب).

وهكذا تعمل بطاريات التيار المستمر DC . أما فى حالة التيار المترددAC الذى نستخدمه فى منازلنا لتشغيل التليفزيون والغسالة وغيرهما فالأمر يختلف حيث لا ينضب مصدر الجهد الكهربى ويظل ثابتا حيث أنه لا يأتى من بطارية (كوب مياه ) ولكن من شركة توليد الكهرباء حيث توجد دائما كمية كافية من المياه تسمح لك بسحب المزيد والمزيد من التيار. (طبعا هذا مثال مثالى لا يتحقق حقيقيا ولكن عليك أن تضع هذه الفكرة فى رأسك)

وعندما يمر التيار (المائى) فى الأنبوب فإن هذا الأنبوب يحاول منع الماء من التدفق فيه عن طريق الإحتكاك مع السطح الداخلى أو عن طريق عدم وجود فراغ كافى داخل الأنبوب حتى يمر المزيد من الماء (كاما قل هذا الفراغ كلما زاد الضغط بداخل الأنبوب)

وطبعا يلزم لمرور التيار الكهربى أسلاك لكى يعبر من خلالها إلى المكونات المختلفة للدائرة (بالمناسبة فإن هذه المكونات تشبه الصمامات والمضخات فى أنبوب المياه السابق) حيث تقوم هذه العناصر بما فيها الأسلاك بممانعة التيار ومقاومته كل تبعا لتركيبه.

ولذلك دعونا نرى ما هى الأقسام الأساسية التى صنف علم الكهرباء بها المواد :

الموصلات CONDUCTORS والعوازل INSULATORS

1- الموصلات :
وهى المواد تمرر التيار الكهربى خلالها بسهولة حيث لا يجد منها سوى مقاومة بسيطة جدا لسريانه .

2- العوازل :
وهى المواد التى يقابل فيها التيار الكهربى بمقاومة شديدة يبذل فيها طاقة كبيرة جدا فى محاولته للمرور خلالها ولكن هيهات.

والأسلاك الكهربية التى نستخدمها تصنع من هاذين النوعين من المواد حيث يكون السلك الداخلى من مادة موصلة مغطاً بغلاف من مادة عازلة وذلك لعدة أسباب من أهمها حماية جسدك من صدمة كهربية عندما تلمس تلك الأسلاك . والسبب الأخر هو عزل الأسلاك عن بعضها حتى لا يحدث قصربينها وهذا القصر ممكن أن يؤدى إلى إنصهارها وإحداث حرائق وانفجارات وخسائر فى الأرواح.

من الموصلات الجيدة (الذهب و النحاس والفضة ) أما من العوازل الجيدة (البيلاستيك والزجاج والهواء )

توجدبعض المواد لا تنستطيع أن نقول عنها أنها موصلة كما لا نستطيع أن نقول أنها عازلة وهذه المواد أطلق عليها أسم أشباه الموصلات semi-conductors وهى مثل (الكربون والسيلكون والجرمانيوم )
وهذه الأشباه موصلات مهمة جدا فى مجال الإلكترونيات حيث تصنع منها كثير من المكونات الإلكترونية من المقاومات إلى الترانزستورات إلى الدوائر المتكاملة IC والتى هى أساس البناء فى مكونات حاسبك الشخصى .

يوجد نوع أخر يمكن لبعض المواد أن تصنف خلاله وهو الموصلات الفائقة Superconductivity حيث يمر التيار الكهربى فى هذه المواد دون أى مقاومة . ولكن هذه المواد لا يمكنها أن تعمل بتلك الخاصية عند درجة حرارة الغرفة العادية ولهذا السبب مازال البحث فيها جاريا داخل المعامل .
وهذه بعض وحدات القياس في الفيزياء :

جول=كغم*م مربعة/ث مربعة
نيوتن= كغم*م/ث مربعة
واط=جول/ث
المجال الكهربائي= نيوتن/كولوم
المجال المغناطيسي *تسلا=نيوتن/امبير*م
هنري=فولت*ث/امبير
كولوم=امبير*ثانية
الأوم= فولت\امبير
1000.000ميكا
1000kكيلو
0001ميللي
مايكرو000001
000.0001بيكو
000000.000001نانو[/center]

[center]أشعة المهبط
أشعة غير مرئية تنبعث من المهبط عندما يكون ضغط الهواء أو أى غاز آخر داخل الانبوبة حوالى 0.01 مم زئبق مع وجود فرق جهد مناسب بين المصعد والمهبط
الالكترونات
جسيمات سالبة الشحنة متناهية فى الصغر تنبعث من المهبط بتأثير اصطدام أيونات الغاز الموجبة به
الكترونات التكافؤ
هى الألكترونات فى المستوى الأخير فى الذرة
نطاق الطاقة
مجموعة من مستويات الطاقة المتقاربة وفروق الطاقة بينها صغيرة وتفصل نطاقات الطاقة فجوات تخلو من مستويات الطاقة
نطاق التكافؤ
هو نطاق الطاقة الخارجى فى البلورة
نطاق التوصيل
هو النطاق الذى يعلو نطاق التكافؤ
طاقة الفجوة
هى الطاقة التى تلزم الالكترون لكى ينتقل من نطاق التكافؤ الى نطاق التوصيل
المواد شبه الموصلة
هى عناصر رباعية التكافؤ ترتبط ذراتها ببعضها البعض بروابط تساهمية وتكون عازلة تماما فى درجة الصفر المطلق وتزداد درجة توصيلها بارتفاع درجة حرارتها
بلورة شبه الموصل النقية
هى بلورة شبه الموصل التى تتكون من ذرات السيلكون أو الجرمانيوم عن طريق مشاركة كل ذرة بالكترونات التكافؤ الأربعة مع أربع ذرات مجاورة ( رابطة تساهمية )
التطعيم
هو اضافة كمية قليلة من ذرات مادة معينة الى بلورة شبه الموصل بنسبة ( 1 : 1000000 ) بهدف زيادة عدد الالكترونات أو الفجوات فيها
الفجوة
هى الفراغ الذى يخلفه الالكترون المتحرر من الرابطة التساهمية بسبب ارتفاع درجة حرارة بلورة شبه الموصل
بلورة شبه الموصل غير النقية
هى بلورة شبه موصل مطعمة بذرات من مادة شائبة أخرى
شبه الموصل من النوع السالب
بلورات لمواد شبه موصلة مطعمة بذرات عناصر خماسية التكافؤ ( زرنيخ )
شبه الموصل من النوع الموجب
بلورات لمواد شبه موصلة مطعمة بذرات عناصر ثلاثية التكافؤ ( الجاليوم )
الوصلة الثنائية
هى بلورة من جزأين أحدهما شبه موصل موجب والاخر شبه موصل سالب
حاجز الجهد
هو فرق الجهد الناشىء على جانبى الوصلة الثنائية بسبب هجرة الالكترونات ويكون كافيا لمنع عبور الالكترونات من n الى p
الجهد الحدى
هو جهد الانود الذى يسبب زيادة شدة التيار الامامى بشكل مفاجىء
جهد الانهيار
هو جهد المصدر الذى يسبب زيادة فى شدة التيار اللااساسى ( العكسى ) مما يسبب انهيار مقاومة البلورة
الانحياز الامامى
طريقة توصيل للوصلة الثنائية فى الدوائر الكهربائية بمصدر القدرة بحيث يدفع الالكترونات فى اتجاه هجرتها الطبيعية حيث يوصل قطب البطارية الموجب بالطرف ( p ) للوصلة الثنائية بينما يوصل القطب السالب بالطرف ( n )
الانحياز الخلفى
طريقة توصيل للوصلة الثنائية فى الدوائر الكهربائية بحيث يوصل طرف البلورة ( n ) الكاثود للوصلة بالقطب الموجب للبطارية ويوصل طرف البلورة ( p ) الأنود بالقطب السالب
التقويم النصف موجى للتيار المتردد
هو تقويم يتم فيه توحيد اتجاه التيار المتردد دون تثبيت شدته ويتم بتوصيل وصلة ثنائية واحدة بمصدر التيار المتردد عبر محول خافض ويكون الجهد الخارج على شكل نبضات متقطعة
التقويم الموجى الكامل للتيار المتردد
هو تقويم يتم فيه توحيد اتجاه التيار المتردد دون تثبيت شدته ويتم بتوصيل وصلتان ثنائيتان بمصدر التيار المتردد عبر محول خافض ويكون الجهد الخارج على شكل أنصاف متتالية من الموجات
التنعيم
عملية يتم فيها تثبيت شدة التيار فى دائرة الوصلة الثنائية وتتم بتوصيل مكثف على التوازى مع مقاومة الحمل
الوصلة الثنائية الضوئية
بلورة ثنائية من فوسفو زرنخيد الجاليوم عند توصيلها أماميا تضىء بضوء يتوقف لونه على الشوائب المضافة اليها وتعمل بجهد 2V وتيار10mA
الترانزستور
بلورة من مادة شبه موصلة مطعمة بحيث تكون المنطقة الوسطى منها شبه موصل موجب أو سالب بينما المنطقتان الخارجيتان من نوعية مخالفة
المجمع
شبه موصل من النوع السالب نسبة الشوائب فيه أقل من الباعث وله مساحة أكبر
القاعدة
شبه موصل من النوع الموجب نسبة الشوائب فيه قليلة ومساحتها صغيرة
الباعث
شبه موصل من النوع السالب نسبة الشوائب فيه مرتفعة وله مساحة صغيرة
التوصيل بالقاعدة المشتركة
طريقة لتوصيل الترانزستور فى الدوائر الكهربائية بحيث يكون التوصيل بين الباعث والقاعدة بالاتجاه الأمامى والتوصيل بين القاعدة والمجمع بالاتجاه العكسى
الاتصالات
عملية ارسال واستقبال المعلومات عبر المسافات
المعلومات
الكلمات المنطوقة أو المكتوبة أو الرسومات والارقام والصور والموسيقى
النظام التماثلى
تحويل المعلومة الى اشارة كهربائية على شكل جهد أوتيار كهربائى يتغير تدريجيا وباستمرار على مدى معين ووسيلة النظام هى الالكترونيات التماثلية
النظام الرقمى
تحويل المعلومات الى نبضات كهربائية متقطعة ووسيلة النظام الالكترونيات الرقمية ( البوبات المنطقية )
تعديل السعة
تغير سعة الموجة الحاملة تبعا لتغير سعة اشارة المعلومات
عرض الحيز
هو امتداد حيز الترددات الجانبية أعلى وأدنى التردد الحامل بمقدار يساوى أعلى تردد لاشارة المعلومات
تعديل التردد
تغير التردد العالى للموجة الحاملة تبعا لسعة الاشارة ذات التردد المنخفض
التعديل الشفرى النبضى
تحويل اشارة تماثلية الى اشارة رقمية قبل نقلها عن طريق الكابل أو الموجات الحاملة عالية التردد
البوبات الرقمية
الكترونيات خاصة تستخدم لفتح وغلق الدوائر الكهربائية
نظام الشفرة الخماسية
نظام لمعالجة المعلومات بتحويلها الى النظام الثنائى ( 0 ، 1 ) ويحتوى على 32 متغير
نظام الشفرة الثمانية
نظام لمعالجة المعلومات بتحويلها الى النظام الثنائى ذو الثمانية أرقام ويعطى حتى 256 مستوى
الهوائى
جهاز يرسل أويستقبل الموجات العالية التردد
المرسل الضوئى
جهاز لتحويل الاشارات بعد تعديلها تعديلا شفريا نبضيا الى ما يكافئها من اشارات ضوئية بالنظام الرقمى
المشفر
جهاز يقوم بالتعديل الشفرى النبضى للاشارات الكهربائية التى تمثل المعلومات
الديكودر
جهاز يقوم بتحويل اشارة الاشعة تحت الحمراء الى الاشارة الكهربائية المعبرة عنها
فرض ماكسويل
المجالات الكهربائية المترددة تولد مجالات مغناطيسية مترددة

الموجات الكهرومغناطيسية
صورة تنتشر فيها الطاقة فى الفراغ على شكل مجالين مترددين أحدهما مجال كهربائى والاخر مجال مغناطيسى فى مستويين متعامدين على بعضهما وعموديين على اتجاه انتشار الموجات

الجسم الاسود
الجسم القياسى الذى يمتص جميع الطاقة الساقطة عليه ويكون مشع مثالى ويعتمد اشعاعه على درجة حرارته المطلقة

فرض بلانك
الطاقة الاهتزازية لأى جسيم متذبذب تأخذ قيما محددة تساوى مضاعفات صحيحة لكمية محددة ( كمة ) = hf

الظاهرة الكهروضوئية
ظاهرة انبعاث الالكترونات من سطوح الفلزات نتيجة سقوط موجات كهرومغناطيسية مناسبة عليها

تردد العتبة
هو أقل تردد للضوء الساقط يكفى لانبعاث الكترونات من سطح الفلز دون اكسابها طاقة حركة

الطول الموجى الحرج
هو أكبر طول موجى للضوء الساقط يكفى لانطلاق الالكترونات من سطح الفلز دون اكسابها طاقة حركة

دالة الشغل
أقل طاقة للفوتون تسمح بانبعاث الكترون ضوئى من سطح فلز ما

جهد الايقاف
هو أقل جهد يلزم لايقاف الالكترونات ذات أقصى طاقة حركة من الوصول الى الانود

الخلية الضوئية الباعثة
هى خلية تتركب من كاثود ضوئى يشع الكترونات عند تعرضه للضوء وتصل هذه الالكترونات الى الى الانود بفعل طاقتها الحركية فتسبب مرور تيار كهربائى فى الدائرة الخارجية للخلية

الخلية الضوئية الموصلة
هى الخلية التى يبنى عملها قابلية التوصيل الضوئى لاشباه الموصلات حيث تسبب فوتونات الضوء الساقط عليها انتقال الالكترونات من نطاق التكافؤ الى نطاق التوصيل

فرض دى برولى
جميع الجسيمات المتحركة تحمل خصائص موجية تعتمد هذه الخصائص على سرعة هذه الجسيمات
سلسلة ليمان
مجموعة خطوط الطيف التى يتم الحصول عليها عندما يعود الكترون ذرة الهيدروجين المثارة الى المستوى الاول
سلسلة بالمر
مجموعة خطوط الطيف التى يتم الحصول عليها عندما يعود الكترون ذرة الهيدروجين المثارة الى المستوى الثانى
سلسلة باشن
مجموعة خطوط الطيف التى يتم الحصول عليها عندما يعود الكترون ذرة الهيدروجين المثارة الى المستوى الثالث
طاقة التأين
هى الطاقة اللازمة لاخراج الالكترون من المدار الاول فى ذرة الهيدروجين الى خارج الذرة تماما
جهد التأين لذرة الهيدروجين
هو الجهد الكهربائى اللازم لخروج الالكترون من ذرة الهيدروجين المستقرة
مبدأ اللاتحديد لهيزنبرج
حاصل ضرب عدم الدقة فى قياس موضع الجسيم وعدم الدقة فى قياس كمية تحركه لاتقل عن ثابت بلانك
او ( عند تعيين موضع جسيم وقياس كمية تحركه فى نفس الوقت فان حاصل ضرب مقدار الخطأ فى تعيين الموضع × مقدار الخطأ فى تعيين كمية التحرك اكبر من أوتساوى ثابت بلانك
الأشعة السينية
موجات كهرومغناطيسية ذات طاقة عالية وطول موجى قصير يتراوح بين ( 1. 0, 10 ) أنجستروم
الليزر LASER
Light Amplificaition by Stimulated Emission of Radition
تضخيم الضوء بواسطة الانبعاث الاشعاعى المستحث
الانبعاث التلقائى
انطلاق فوتون من الذرة المثارة بعد انقضاء العمر الزمنى لاثارتها حيث ينتقل الالكترون من المستوى الاعلى الى المستوى الاقل تلقائيا دون تدخل خارجى
الانبعاث المستحث
انطلاق فوتونات من ذرات مثارة فقدت طاقة اثارتها بواسطة ضوء ساقط عليها فوتوناته لها نفس التردد والطور
أو (( عند مرور فوتون طاقته تساوى فرق الطاقة بين المستوى الاعلى والمستوى الاقل - بذرة مثارة لم ينتهى العمر الزمنى لاثارتها فانه يستحثها على العودة الى المستوى الاقل مع انبعاث فوتون آخر له نفس التردد ونفس الطور ))
عملية الضخ
هى عملية نقل الطاقة الى المادة الفعالة فى الليزر والتى يترتب عليها نقل ذرات المادة الفعالة ( الكروم ) من المستوى الارضى الى مستوى الاثارة
خاصية الانعكاس السكانى
هى خاصية تتميز بها المادة الفعالة فى الليزر ( الكروم ) فعند اثارتها يكون عدد الذرات فى المستوى الاعلى أكبر من عدد الذرات فى المستوى الاقل وعند تعرضها لفوتونات لها نفس الطاقة فأنها تحرض هذه الذرات للعودة الى المستوى الادنى
أشعة الليزر
حزمة رفيعة ذات شدة عالية وفوتوناتها مترابطة ومتماسكة ومتفقة فى الطور ولها اتجاه واحد وتحتفظ بشدتها مركزة لمسافات بعيدة
العدد الذرى
عدد البروتونات فى نواة العنصر ويساوى عدد الالكترونات التى تدور حول النواة
العدد الكتلى
مجموع عدد البروتونات والنيوترونات فى نواة العنصر
النظائر
ذرات للعنصر نفسه تتفق فى عدد البروتونات وتختلف فى عدد النيوترونات
الانحلال الاشعاعى
عملية تلقائية يتحول فيها العنصر المشع الى عنصر اخر نتيجة لفقد جسيمات الفا وبيتا
النشاطية الاشعاعية
متوسط معدل ما ينحل من عينة مشعة مع الزمن
الكورى
وحدة من وحدات النشاطية الاشعاعية للعناصر المشعة وتساوى 3.7x1010انحلال / ثانية

قانون الانحلال الاشعاعى
ما يتبقى نتيجة انحلال أى مادة مشعة هو دالة أسية ( سالبة ) مع الزمن
عمر النصف
هو الزمن الذى يحتاجه العنصر المشع لكى ينحل نصف عدد ذراته
أو : هو الزمن الذى يتناقص فيه عدد ذرات النظير المشع الى النصف
سلاسل الانحلال الاشعاعى
مجموعة من العناصر المشعة التى ينحل أحدها ليعطى العنصر الاخر بحيث تنتهى بعنصر مستقر
سلسلة اليورانيوم
سلسلة انحلال اشعاعى تبدأ باليورانيوم 238 ويمر بسلسلة من التحولات عن طريق انبعاث 8 دقائق الفا و6 دقائق بيتا الى أن يصل الى الرصاص 206

سلسلة الثوريوم
سلسلة انحلال اشعاعى تبدأ بالثوريوم 232 ويمر بسلسلة من التحولات عن طريق انبعاث 6 جسيمات الفا 4 جسيمات بيتا الى أن ينتهى بالرصاص 208
سلسلة الاكتينيوم
سلسلة انحلال اشعاعى تبدأ باليورانيوم 235 ويمر بسلسلة من انبعاث الفا وبيتا ( 7 الفا و4 بيتا الى ان ينتهى بالرصاص 207
العنصر المستقر
هو العنصر الذى تبقى نواته وحدة واحدة على مر الزمن
العناصر المستقرة
هى عناصر تكون فيها النسبة بين عدد النيوترونات وعددالبروتونات (1:1) -عناصر خفيفة - وتتزايد هذه النسبة تدريجيا كلما انتقلنا للعناصر الأثقل فى الجدول الدورى الى أن تصل الى ( 1.6 : 1 ) - فى الرصاص -
التفاعل الانشطارى
هو تفاعل نووى ينتج عنه انقسام نواة ثقيلة الى نواتين متقاربتين فى الكتلة تقريبا
التفاعل الاندماجى
هو تفاعل نووى ينتج عنه دمج نواتين خفيفتين لتكوين نواة أثقل منهما
التفاعل المتسلسل
هو تفاعل نووى تؤدى كل خطوة منه الى خطوة أخرى جديدة وهذه تؤدى الى خطوة جديدة وهكذا
الحركة الدورية : هى الحركة التى تتكرر بكيفية واحدة فى فترات زمنية متساوية.

الحركة الاهتزازية : هى حركة دورية يتحرك فيها الجسم المهتز الى جانبى موضع استقراره بالتناوب بحيث يكون زمن الحركة الى أحد الجانبين مساويا زمن الحركة الى الجانب الاخر.

البندول البسيط : ثقل أو كرة مرتبطة بخيط مهمل الوزن وغير قابل للتمدد والكرة قابلة للاهتزاز.

موقع الاتزان : هو الموقع الذى تكون فيه محصلة القوى المؤثرة على الجسم تساوى صفرا

قوة الارجاع : هى القوة المحصلة التى تعمل على ارجاع الجسم المهتز الى موقع اتزانه عندما ينزاح عن ذلك الموقع.

الاهتزازة الكاملة : هى الحركة التى يعملها الجسم المهتز ليمر بنقطة معينة فى مسار حركته مرتين متتاليتين فى الاتجاه نفسه

الأزاحة y : هى البعد بين الجسم المهتز وموضع الاتزان فى أى لحظة أثناء الاهتزاز.

السعة A : هى اكبر مقدار مطلق للازاحة من نقطة الاتزان.

الزمن الدورى T: هو الزمن اللازم لعمل اهتزازة كاملة.

التردد f : هو عدد الاهتزازات الكاملة التى يعملها الجسم المهتز فى الثانية الواحدة.

الحركة التوافقية البسيطة : هى نوع من الحركة الاهتزازية تكون فيها قوة الارجاع متناسبة طرديا مع الازاحة الحادثة للجسم المهتز وفى اتجاه معاكس لها

قانون حفظ الطاقة الميكانيكية : اذا تحرك جسم فى مجال الجاذبية الارضية تحت تأثير وزنه فان مجموع طاقتى الوضع والحركة فى أى موضع من مواضع حركته يساوى مقدار ثابت

الحركة الموجية : انتقال الحركة الاهتزازية عبر جزيئات الوسط المادى المرن

الموجات المسافرة : هى الموجات التى تسير دون اعاقة.

الموجات المستعرضة : هى الموجات التى تهتز فيها جزيئات الوسط فى اتجاه عمودى على اتجاه انتشار الموجة

الموجات الطولية : هى الموجات التى تهتز فيها جزيئات الوسط المادى فى نفس اتجاه انتشار الموجة

القمة : أعلى نقطة يصل اليها الاضطراب الموجى

القاع : أسفل نقطة يصل اليها الاضطراب الموجى

الطول الموجى : المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتالين أو أى نقطتين متتاليتين لهما نفس الطور.

التردد : هو عدد الامواج التى تمر بنقطة معينة فى مسار الحركة الموجية فى الثانية الواحدة.

سرعة الموجة : هى المسافة التى تقطعها موجة واحدة فى وحدة الزمن.

الطور : هو المقدار الذى يحدد موقع الجزىء المتذبذب واتجاه حركته فى لحظة معينة ويتحدد بمقدار الازاحة واتجاهها.

ظاهرة تراكب الموجات : ظاهرة عبور الموجات لبعضها البعض دون أن يحدث تعديل فى السعة أو السرعة أو اتجاه الحركة.

مبدأ تراكب الموجات : اذا وقعت نقطة تحت تأثير موجتين فى نفس الوقت فان ازاحتها تساوى المجموع الجبرى للازحتين.

مبدأ هويجنز : ينتشر الاضطراب فى وسط ما على هيئة دوائر متحدة المركز. مركزها هو مركز الاضطراب وتسمى الدوائر جبهة الموجة ، كل نقطة على جبهة الموجة تعتبر مصدرا لموجات ثانوية وغلاف هذه الموجات يعطى موقعا جديدا لجبهة الموجة.

جبهة الموجة : هى الخط أو السطح الذى يمر بكل النقاط التى يصلها الاهتزاز فى لحظة واحدة.

الشعاع : هو خط يمثل اتجاه انتشار الموجة

انعكاس الموجات : هو ارتداد الموجات عندما تصطدم بحاجز مادى.

زاوية السقوط : هى الزاوية المحصورة بين اتجاه الموجة الساقطة والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس

زاوية الانعكاس : هى الزاوية المحصورة بين اتجاه الموجة المنعكسة والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس

قانون الانعكاس الاول : زاوية السقوط تساوى زاوية الانعكاس

قانون الانعكاس الثانى : الموجات الساقطة والموجات المنعكسة والعمود المقام على السطح العاكس من نقطة السقوط. كلها تقع فى مستوى واحد عمودى على السطح العاكس[/center]

[center]انكسار الموجات : انحراف الموجات عن مسارها عندما تنتقل بين وسطين مختلفين
قانون الانكسار الأول : النسبة بين جيب زاوية السقوط وجيب زاوية الانكسار تساةى مقدار ثابت يعرف بمعامل الانكسار النسبى بين الوسطين الأول والثانى.
قانون الأنكسار الثانى : اتجاه الموجة الساقطة واتجاه الموجة المنكسرة والعمود المقام على السطح الفاصل من نقطة السقوط كلها تقع فى مستوى واحد عمودى على السطح الفاصل.
معامل الانكسار النسبى : هو النسبة بين سرعتى الموجات فى وسطين
معامل الانكسار المطلق : هو النسبة بين سرعة الموجات فى الفراغ وسرعتها فى ذلك الوسط
قانون سنل: ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الأول فى جيب زاوية السقوط فى الوسط نفسه يساوى ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الثانى فى جيب زاوية الانكسار.
الموجة الموقوفة : هى الموجة التى تحتوى على عقد بينها بطون وتنشأ نتيجة لتداخل موجتين متساويتين فى السعة والطول الموجى وتنتشران فى اتجاهين متضادين
البطن : هو موضع فى الموجة الموقوفة يكون عنده سعة الاهتزازة أكبر مايمكن
العقدة : هى موضع فى الموجة الموقوفة تكون عنده سعة الاهتزازة لجزيئات الوسط صفرا
طول الموجة الموقوفة : ضعف المسافة بين عقدتين متتاليتين أو بطنين متتاليين
ظاهرة الرنين : ظاهرة تقوية وتضخيم الصوت نتيجة انعكاس الموجات الصوتية على الطرف المغلق لعمود هوائى وتراكب الموجتان الساقطة والمنعكسة مكونة موجات موقوفة
التداخل : هى الظاهرة التى تنشأ عن التقاء قطارين من الموجات وتراكبهما مما ينتج مناطق تكون فيها الازاحة أعظم ما يمكن ومناطق تكون فيها الازاحة منعدمة.
مناطق التداخل الهدام : هى المناطق التى تنعدم عندها الازاحة وتنشأ من التقاء قمة مع قاع
مناطق التداخل البناء : هى المناطق التى تكون عندها الازاحة اعظم مايمكن وتنشأعن التقاء قمتين أو قاعين.
خط التداخل المركزى : هو الخط الذى ينصف المسافة بين المصدرين ويكون عموديا عليه.
نمط التداخل : ترتيب خطوط التداخل يمين ويسار خط التداخل المركزى
خط التداخل البناء : هو ذلك الخط الذى يمر بجميع النقاط التى تبعد عن المصدرين مسافتين الفرق بينهما يساوى صفرا أو عددا صحيحا من الطول الموجى.
خط التداخل الهدام : هو ذلك الخط الذى يمر بجميع النقاط التى تبعد عن المصدرين مسافتين الفرق بينهما يساوى عددا فرديا من نصف الطول الموجى.
هدب التداخل : هى المناطق المضيئة والمظلمة التى تظهر على الحاجز المستقبل لموجات الضوء.
ظاهرة الحيود : هى ظاهرة انحراف أو انحناء الموجات حول حافة حاجز أو حول حافتى فتحة صغيرة.
محزوز الحيود : هو الاداة التى تحتوى على عدد كبير جدا من الشقوق المتوازية والمتماثلة فى العرض والتى تبعد عن بعضها مسافات متساوية.
حلقات نيوتن : هى أحد أنواع هدب التداخل فى غشاء متغير السمك محصور بين عدسة محدبة مستوية ولوح زجاجى وتتكون من مجموعة من الحلقات المتحدة المركز والمتعاقبة فى الظلام والضياء.

المجال المغناطيسي
هو المنطقة التي تنشأ حول الشحنات الكهربائية المتحركة وتؤثر على أي مادة مغناطيسية أو شحنة كهربائية متحركة داخل هذه المنطقة
خطوط المجال المغناطيسي
خطوط وهمية يدل اتجاهها عند أي نقطة على اتجاه المجال
الفيض المغناطيسي
هو العدد الكلي لخطوط المجال المغناطيسي التي تخترق مساحة معينة
شدة المجال المغناطيسي
عدد خطوط المجال التي تقطع وحدة المساحات العمودية على اتجاهها عند تلك النقطة
المجال المغناطيسي المنتظم
هو المجال الذي تكون كثافة فيضه متساوية المقدار موحدة الاتجاه عند جميع النقاط الواقعة فيه
شدة المجال المغناطيسي
هي القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على وحدة الشحنات الكهربائية الموجبة التي تتحرك بوحدة السرعات عند تلك انقطة في اتجاه عمودي على اتجاه المجال
التسلا
هي شدة المجال المغناطيسي الذي يؤثر بقوة مقدارها واحد نيوتن على شحنة موجبة مقدارها واحد كولوم تتحرك بسرعة واحد متر في الثانية في اتجاه يصنع زاوية قائمة مع اتجاه المجال
قانون أمبير
مجموع مقادير الدوران المغناطيسي على اجزاء المسار المغلق المختلفة يتناسب طرديا مع شدة التيار داخل ذلك المسار
الدوران المغناطيسي
حاصل ضرب شدة المجال المغناطيسي في طول محيط الدائرة حول الموصل
الأمبير الدولي
هو شدة التيار الذي اذا مر في سلكين مستقيمين ومتوازيين لا نهائيين في الطول موضوعين في الفراغ ( الهواء ) والمسافة بينهما واحد متر كانت القوة المتبادلة بينهما تساوي 2x10-7نيوتن / متر
الحث الكهرومغناطيسي
هو ظاهرة تولد قوة دافعة كهربائية تأثيرية وتيار تأثيري في موصل بتأثير المجال المغناطيسي
قانون فاراداي
تتناسب القوة الدافعة الكهربائية التأثيرية المتولدة في الموصل طرديا مع معدل التغير في الفيض المغناطيسي المؤثر على الموصل
كفاءة المحرك
هي النسبة المئوية لمعدل الشغل الميكانيكي الذي يعطيه المحرك الى القدرة الكلية المغذية له
الحث الذاتي لملف
هو النسبة بين القوة الدافعة التأثيرية المتولدة في الملف وبين معدل تغير التيار في ذلك الملف
الهنري
هو الحث الذاتي لملف اذا تغير التيار المار فيه بمعدل امبير واحد في الثانية الواحدة تولدت بين طرفيه قوة دافعة تأثيرية مقدارها واحد فولت
الحث المتبادل بين ملفين
هو التأثير المغناطيسي الحادث بين ملفين متجاورين أو متداخلين بحيث اذا تغير التيار في أحدهما يتأثر الاخر ويقاوم التغير الحادث في الأول
معامل الحث المتبادل بين ملفين
يقاس بمقدار القوة الدافعة الكهربائية المتولدة في أحد الملفين عند تغير شدة التيار في الملف الاخر بمعدل واحد أمبير كل ثانية
كفاءة المحول
هي النسبة بين الطاقة الكهربائية في الملف الثانوي الى الطاقة الكهربائية في الملف الابتدائي أو هي النسبة بين قدرة الثانوي الى قدرة الابتدائي
كفاءة النقل
هو النسبة بين الطاقة الكهربائية الواصلة الى أماكن الاستهلاك والطاقة المرسلة من محطات التوليد
قاعدة لنز
اتجاه التيار التأثيري المتولد في ملف يكون بحيث يعاكس التغير في الفيض المغناطيسي المسبب له
التيار المتردد
هو التيار الذي تتغير شدته واتجاهه بصفة دورية مع الزمن
القيمة الفعالة للتيار المتردد
هي قيمة التيار المستمر الذي ينتج نفس معدل الطاقة الذي ينتجه التيار المتردد تحت نفس الظروف
الممانعة السعوية لمكثف
هي الاعاقة التي يلاقيها التيار المتردد عند مروره في مكثف بسبب سعته
الممانعة الحثية لملف
هي الاعاقة أو المقاومة التي يلاقيها التيار المتردد عند مروره في ملف بسبب حثه الذاتي
المعاوقة
هي مكافيء المقاومة والممانعة معا
الدائرة المهتزة
هي دائرة مهتزة تتركب من ملف ومكثف متغير السعة متصلين معا
منقول عن الاخ /مكي هاشم العبادي[/center]

مصطلحات في الفيزياء النووية

العدد الذرى
عدد البروتونات فى نواة العنصر ويساوى عدد الالكترونات التى تدور حول النواة

العدد الكتلى
مجموع عدد البروتونات والنيوترونات فى نواة العنصر

النظائر
ذرات للعنصر نفسه تتفق فى عدد البروتونات وتختلف فى عدد النيوترونات

الانحلال الاشعاعى
عملية تلقائية يتحول فيها العنصر المشع الى عنصر اخر نتيجة لفقد جسيمات الفا وبيتا

النشاطية الاشعاعية
متوسط معدل ما ينحل من عينة مشعة مع الزمن

الكورى
وحدة من وحدات النشاطية الاشعاعية للعناصر المشعة وتساوى 3.7x1010انحلال / ثانية

قانون الانحلال الاشعاعى
ما يتبقى نتيجة انحلال أى مادة مشعة هو دالة أسية ( سالبة ) مع الزمن

عمر النصف
هو الزمن الذى يحتاجه العنصر المشع لكى ينحل نصف عدد ذراته
أو : هو الزمن الذى يتناقص فيه عدد ذرات النظير المشع الى النصف

سلاسل الانحلال الاشعاعى
مجموعة من العناصر المشعة التى ينحل أحدها ليعطى العنصر الاخر بحيث تنتهى بعنصر مستقر

سلسلة اليورانيوم
سلسلة انحلال اشعاعى تبدأ باليورانيوم 238 ويمر بسلسلة من التحولات عن طريق انبعاث 8 دقائق الفا و6 دقائق بيتا الى أن يصل الى الرصاص 206

سلسلة الثوريوم
سلسلة انحلال اشعاعى تبدأ بالثوريوم 232 ويمر بسلسلة من التحولات عن طريق انبعاث 6 جسيمات الفا 4 جسيمات بيتا الى أن ينتهى بالرصاص 208

سلسلة الاكتينيوم
سلسلة انحلال اشعاعى تبدأ باليورانيوم 235 ويمر بسلسلة من انبعاث الفا وبيتا ( 7 الفا و4 بيتا الى ان ينتهى بالرصاص 207

العنصر المستقر
هو العنصر الذى تبقى نواته وحدة واحدة على مر الزمن

العناصر المستقرة
هى عناصر تكون فيها النسبة بين عدد النيوترونات وعددالبروتونات (1:1) -عناصر خفيفة - وتتزايد هذه النسبة تدريجيا كلما انتقلنا للعناصر الأثقل فى الجدول الدورى الى أن تصل الى ( 1.6 : 1 ) - فى الرصاص -

التفاعل الانشطارى
هو تفاعل نووى ينتج عنه انقسام نواة ثقيلة الى نواتين متقاربتين فى الكتلة تقريبا

التفاعل الاندماجى
هو تفاعل نووى ينتج عنه دمج نواتين خفيفتين لتكوين نواة أثقل منهما

التفاعل المتسلسل
هو تفاعل نووى تؤدى كل خطوة منه الى خطوة أخرى جديدة وهذه تؤدى الى خطوة جديدة وهكذا

المفاعلات النووية الحرارية : Thermal Nuclear Reactors

يزود المفاعل النووي أكبر الحزم النيوترونية شدة في المرحلة الراهنة و ذلك لتطور التطوير الإلكتروني و إعطاء أفضل نوعية للصور الشعاعية النيوترونية.

أن المفاعل النووي بإمكانه تجهيز فيض نيوتروني ما بين 10^8 إلى
10^9 n / cm^2.s
بينما الفيض النيوتروني عند رقيقة الكاشف يتحدد بحواليs 10^6 n/cm^2
الناتج من المعجلات و مصادر النظائر (النويدات ) التي تنشطر تلقائيا .

و من مساوئ المفاعل تكاليف بناءه الباهظة و صعوبة بالغة و صعوبة حركة المفاعل النووي و كذلك ضرورة الحصول على ترخيص لتشغيله .

ام متوسط ما يمكن ان تستفاد منه منظومة التصوير النيوتروني لا يتجاوز 20% من النيوترونات المتوفرة من المفاعلات النووية النموذجية .

أن المفاعل النووي هو عبارة عن منظومة تحتوي على مواد قابلة للانشطار مثل اليورانيوم منتشرة بين مادة مهدئة مثل الماء الثقيل و توجد كل المواد و توجد كل من المواد القابلة من الإنشطار و المادة المهدئة في درع كونكريتي .

يوجد المفاعل النووي منظومات للتبريد و ذلك لإزالة الحرارة المتولدة في المفاعل كما يتم إدخال عدد من عناصر السيطرة لتنظيم التفاعل النووي في المفاعل النووي .
عند إصطدام نيوترون بذرة يورانيوم فإن عملية الانشطار تستحث متسببة في إنفلاق النواتين إلى جزئين يسمى كل جزء بشظية الانشطار بحيث تكون هذه الشظيتين متساويتين تقريبا و تكون مصحوبة بدقائق مشحونة و أشعة جاما و نيوترونات و تقوم هذه النيوترونات الناتجة من عملية الانشطار يقصف نويات أخرى و تكوين انشطارات جديدة في تفاعل متسلسل .
و لكي نحافظ على استمرارية هذه العملية يجب إبطاء النيوترون المتحرر و ذلك لأعطاءه اكبر فرصة لأحداث انشطار آخر و يتم ذلك عن طريق إمرار فيض نيوتروني خلال مادة مهدئة لامتصاص طاقة الفيض نيوتروني قبل ان يتفاعل مع ذرة يورانيوم أخرى .
و تحتوي المادة المهدئة على عناصر خفيفة مثل الهيدروجين , الكربون , البريليوم و للحصول على فيض نيوتروني عال يجب ان يكون عدد النيوترونات المفقودة خلال التهدئة اقل ما يمكن .

تكون طاقة النيوترونات المتولدة من المفاعل 2MeV و بواسطة المواد المهدئة تتباطئ إلى حوالي 0.03ev أي ما يسمى بالطاقة النيوترونات الحرارية و هي الطاقة التي يكون عندها النيوترون في حالة توازن حراري مع محيطة و هي الطاقة الأكثر ملائمة في التصوير النيوتروني كما يتعاظم عند هذه الطاقة تأثير عملية الانشطار .

الأسلحة النووية

السلاح النووي عبارة عن سلاح يعتمد في قوته التدميرية على عملية الإنشطار النووي؛ ونتيجة لعملية الإنشطار هذه تكون قوة انفجار قنبلة نووية صغيرة أكبر بكثير من قوة انفجار أضخم القنابل التقليدية حيث أن بإمكان قنبلة نووية واحدة تدمير أو إلحاق أضرار فادحة بمدينة بكاملها. فُجرت أول قنبلة نووية للاختبار في 16 يوليو 1945 في منطقة تدعى صحراء ألاموغوردو Alamogordo تقع في ولاية نيو مكسيكو New Mexico في الولايات المتحدة وسميت القنبلة باسم القنبلة (أ) A-bomb وكان هذا الاختبار بمثابة ثورة في عالم المواد المتفجرة التي كانت قبل اختراع القنبلة النووية تعتمد في قوتها على الإحتراق السريع لمواد كيميائية الذي يؤدي إلى نشوء طاقة معتمدة فقط على الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي للذرة؛ على عكس القنبلة النووية التي تستمد طاقتها من نواة الذرة مستندة على عملية الإنشطار النووي وبهذه العملية فان شكلاً دائرياً صغيراً بحجم كف اليد يمكن أن يسبب انفجاراً تصل قوته إلى قوة انفجار يحدثه 20,000 طن من مادة تي إن تي.

القنبلة (أ) A-bomb تم تطويرها وتصنيعها واختبارها من قبل ماسمي بمشروع مانهاتن Manhattan Project التي كانت عبارة عن مؤسسة امريكية ضخمة تشكلت في عام 1942 في خضم الحرب العالمية الثانية وكان المشروع يضم ابرز علماء الفيزياء في الولايات المتحدة مثل أنريكو فيرمي Enrico Fermi و روبرت أوبنهايمر J. Robert Oppenheimer والكيميائي هارولد أوري Harold Urey. بعد الحرب العالمية الثانية قامت هيئة الطاقة النووية في الولايات المتحدة بإجراء أبحاث على القنابل الهيدروجينية وتدريجيا بدأ إنتاج قنابل نووية أصغر حجما بكثير من القنابل النووية الأولية التي كانت ضخمة الحجم وبدأت عملية تركيب رؤوس نووية على الصواريخ التقليدية التي يمكن اطلاقها من على منصات متحركة أو من على سطح البحر وحتى من تحت أعماق المحيطات.

اُستُعمِلَت القنبلة الذرية مرتين في تاريخ الحروب؛ وكانتا كلتاهما أثناء الحرب العالمية الثانية عندما قامت الولايات المتحدة بإسقاط قنبلة ذرية على مدينة هيروشيما في 6 اغسطس 1945 وقنبلة ذرية اخرى على مدينة ناكاساكي بعد 3 أيام، أي في 9 اغسطس 1945 وكلا المدينتين تقعان في اليابان. وقد أدى إسقاط هاتين القنبلتين إلى قتل 120,000 شخص في نفس اللحظة، ومايقارب ضعف هذا العدد بعد سنوات. وكانت الأغلبية العظمى من الضحايا في هذين المدينتين من المدنيين. انتقدت الكثير من الدول الضربة النووية على هيروشيما و ناكاساكي إلا أن الولايات المتحدة ارتأت انها احسن طريقة لتجنب اأعداد أكبر من القتلى إن استمرت الحرب العالمية الثانية فترة أطول.

بعد الضربة النووية على هيروشيما و ناكاساكي وحتى وقتنا الحاضر؛ وقع مايقارب 2000 انفجارا نوويا كانت بمجملها انفجارات تجريبية واختبارات قامت بها الدول السبع التي أعلنت عن امتلاكها لأسلحة نووية وهي الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي (روسيا حالياً) وفرنسا والمملكة المتحدة والصين وباكستان والهند. هناك عدد من الدول التي قد تمتلك اسلحة نووية ولكنها لم تعلن عنها مثل إسرائيل وكوريا الشمالية وأوكرانيا، واتُهِمَت إيران مؤخراً من قبل عدد من الحكومات بأنها إحدى الدول ذات القدرة النووية. يُستخدم السلاح النووي في وقتنا الحاضر كوسيلة ضغط سياسية وكوسيلة دفاعية استراتيجية، وتستعمل القدرة النووية أيضا استعمالات غير عسكرية للطاقة النووية.

أنواع الأسلحة النووية
هناك ثلاثة انواع رئيسية من الأسلحة النووية وهي:

الأسلحة النووية الإنشطارية Fission Weapons وتشمل الأنواع الفرعية: قنابل الكتلة الحرجة Critical Mass , قنابل المواد المخصبة Enriched Materials ,
الأسلحة النووية الإندماجية Fusion Weapons ومن أهم أنواعها: القنابل الهيدروجينية Hydrogen Bombs التي تعرف ايضا بالقنابل النووية الحرارية Thermonuclear Bombs و .القنبلة النيوترونية Neutron Bomb
الأسلحة النووية التجميعية Combination Methods، وتشمل الأنواع الفرعية: القنابل ذات الإنشطار المصوب Gun-type Fission Weapon , قنابل الإنشطار ذات الانضغاط الداخلي Implosion Method ,

انتشار السلاح النووي

في الوقت الحاضر؛ توجد خمس دول أعلنت أنها دول تمتلك اسلحة نووية، وقامت بتوقيع معاهدة الحد من انتشار الأسلحة النووية. وهذه الدول هي: الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي (روسيا حاليا) وفرنسا والمملكة المتحدة والصين . هناك دولتان اعلنتا امتلاكهما لأسلحة نووية دون أن توقعا على معاهدة الحد من انتشار الأسلحة النووية وهما باكستان والهند. كوريا الشمالية أعلنت رسميا عن امتلاكها لأسلحة نووية لكنها لم تقدم أدلة ملموسة حول إجراء اختبار لقنبلتها النووية، ويحيط الكثير من الغموض بالملف النووي الكوري. وعلى النقيض من كوريا الشمالية كانت جنوب أفريقيا تمتلك في السابق ترسانة نووية لكنها قررت تدميرها.

هناك شكوك كبيرة في امتلاك اسرائيل لأسلحة نووية، غير أن الحكومات الأسرائيلية لم تعلن أو تنكر رسميا امتلاكها لأسلحة نووية حتى الآن. وجهت مؤخرا اتهامات الى أيران من قبل الولايات المتحدة وبعض الحكومات الغربية بامتلاكها قنابل المواد المخصبة، وهي نوع من الأسلحة النووية الإنشطارية، ولكن إيران نفت هذه الاتهامات؛ ولايزال الجدل قائما حول سماح ايران لمنظمة الوكالة الدولية للطاقة الذرية بإجراء عمليات تفتيش على المفاعلات النووية الإيرانية

راااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااائع جددددددددددددددددددددددا

الفيزياء 417-wo10

الإشعاع النووى

الإشعاع النووى ناتج عن نشاط ذرى طبيعى قوى يحدث داخل ذرات العناصر الثقيلة ذرياً أى اللتى تحتوى على عدد كبير جداً من الإلكترونات اللتى تدور حول النواة مكونة سحابة إلكترونية كثيفة و تدور بسرعات هائلة جداً مما ينتج تصادمها ببعضها البعض و انطلاق جسيمات - أشلاء - منها تخرج من نطاق مجال جاذبية النواة فتحدث ما يسمى بالإشعاع النووى .

و العناصر المشعة تكون ذات وزن و عدد ذرى كبيريرن ( العدد الذرى هو عدد البروتونات اللتى تحويها نواة ذرة واحدة من العنصر و الوزن الذرى هو عدد النيوترونات + عدد البروتونات ) و أبرز العناصر المشعة و أشهرها اليورانيوم

يعد اليورانيوم المادة الخام الأساسية للبرامج النووية، المدنية منها والعسكرية.

يستخلص اليورانيوم إما من طبقات قريبة من سطح الأرض أو عن طريق التعدين من باطن الأرض. ورغم أن مادة اليورانيوم توجد بشكل طبيعي في أنحاء العالم المختلفة، إلا أن القليل منه فقط يوجد بشكل مركز كخام يمكن الاستفادة منه.

حينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي، ينجم عن ذلك انطلاق للطاقة، وهي العملية التي تعرف باسم الانشطار النووي.

ويحدث الانشطار النووي ببطء في المنشآت النووية، بينما يحدث نفس الانشطار بسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي. وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا.

ويكون الانشطار النووي في أفضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من اليورانيوم 235 (أو البلوتونيوم 239)، والمقصود بالنظائر هي الذرات ذات نفس الرقم الذري ولكن بعدد مختلف من النيوترونات. ويعرف اليورانيوم-235 بـ"النظير الانشطاري" لميله للانشطار محدثا تسلسلا تفاعليا، مطلقا الطاقة في صورة حرارية.

وحينما تنشطر ذرة من اليورانيوم-235 فإنها تطلق نيوترونين أو ثلاثة نيوترونات.

وحينما تتواجد إلى جانبها ذرات أخرى من اليورانيوم-235 تصطدم بها تلك النيوترونات مما يؤدي لانشطار الذرات الأخرى، وبالتالي تنطلق نيوترونات أخرى.

ولا يحدث التفاعل النووي إلا إذا توافر ما يكفي من ذرات اليورانيوم-235 بما يسمح بأن تستمر هذه العملية كتسلسل تفاعلي يتواصل من تلقاء نفسه. ويعرف هذا المتطلب بـ"الكتلة الحرجة".

غير أن كل ألف ذرة من اليورانيوم الطبيعي تضم سبع ذرات فقط من اليورانيوم-235، بينما تكون الذرات الأخرى الـ993 من اليورانيوم الأكثر كثافة ورقمه الذري يورانيوم-238.

توجد الإشعاعات في كل جزء من حياتنا. والإشعاعات قد تحدث بطريقة طبيعية في الأرض ويمكن أن تصل إلينا من الإشعاعات القادمة من الفضاء المحيط بنا. وكذلك يمكن أن تحدث الإشعاعات طبيعيا في الماء الذي نشربه أو في التربة وفي مواد البناء (عنصر الرادون من الأرض والعناصر المشعة الموجودة في الأرض).

وقد تحدث الإشعاعات نتيجة صناعتها بواسطة الإنسان مثل الأشعة السينية X-Rays ، محطات توليد الكهرباء بالطاقة الذرية أيضا في كاشفات الدخان Ionization Smoke Detector.

ويعرف الإشعاع بأنه العملية التي ينتج عنها انطلاق طاقة علي شكل جسيمات (Particles) أو موجات (Waves)

وتقدر الجهات العلمية في الولايات المتحدة الأمريكية بأن الشخص العادي يتلقى جرعات من الإشعاع مقدارها 360 مللي ريم في السنة وتعتبر نسبة التعرض للإشعاعات الطبيعية 80% و 20% الثانية من الإشعاعات الصناعية.

كيف تنشأ الإشعاعات:

تتكون ذرة العنصر من نواة مركزية (Nucleus) تحتوي علي بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة ويدور حول هذه النواة عدد من الإلكترونات سالبة الشحنة.

ويطلق علي عدد البروتونات في النواة اسم العدد الذري (Atomic Number) بينما يطلق علي مجموع عدد البروتونات + مجموع النيوترونات اسم الوزن الذري (Atomic Weight)

في معظم أنوية العناصر الكيميائية يكون عدد البروتونات داخل النواة مساويا لعدد النيوترونات وفي بعض أنوية بعض العناصر يكون عدد النيوترونات أكبر من عدد البروتونات وتسمي هذه العناصر بالنظائر(Isotope)

وهذه النظائر بعضها ثابت لا يتغير تركيبها الذرى بمرور الزمن والعادة تكون لها عدد ذري منخفض.

وبعض هذه النظائر غير مستقر وغالبا ما تكون أعدادها الذرية عالية وتسمي بالنظائر المشعة وهذه النظائر سوف تلفظ أنويتها دقائق نووية (أي سوف يصدر عنها إشعاعات نووية) تسمي أشعة ألفا ، وأشعة بيتا ، وأشعة جاما وبمرور الوقت تتحول هذه العناصر إلي عناصر أخري أقل وزنا وتختلف في صفاتها الكيميائية والفيزيائية عن العنصر الأصلي.

النشاط الإشعاعي الطبيعي : The Natural Radioactivity
إن الإلكترونات المدارية للذرة ، تستطيع أن تمتص طاقة وإن تغير من مستواها ، وفي بعض الأحيان قد تكون الطاقة الممتصة كبيرة لدرجة تسمح للإلكترون بعمل ( قفزة نهائية) وبأن يتخلص من جاذبية النواة . والنتيجة هي تولد الأيون ( أي ذرة ينقصها إلكترون ) . ونستطيع القول بأنه في هذه الظروف الاستثنائية ، تفقد الذرة كل إلكتروناتها أو معظمها - وتبقى عبارة عن نواة معزولة . ولذلك فإن الذرات ، ليست غير قابلة للانقسام بعكس الاعتقاد الذي ظل سائداً لفترة طويلة مهما يكن من أمر فإن التأين ليس مجرد ظاهرة عرضية . فكل ذرة متأينة متصلة بالمادة ، لن تلبث أن تستعيد إلكتروناتها وتقوم بامتصاصها من الوسط المحيط بها فتعود إلى تكوينها الأصلي . ولتقسيم ذرة بصفة نهائية يحتاج الأمر لأجراء إضافي : ذلك هو تفتيت نواتها . ذلك ما يمكن أن نتوقعه بالنظر إلى تعقد تكوين النوى . وليس فقط يمكن تفتيت النوى ولكن بعضها يتفتت تلقائياً وتنبعث منها إشعاعات ثم تتحول بعد ذلك إلى نوى مختلفة .

أنواع الإشعاع TYPES OF RADIATION

يوجد نوعان أساسيان للإشعاع هما:

1- إشعاع مؤين (Ionizing Radiation) مثل أشعة إكس وأشعة جاما والأشعة الكونية وجسيمات بيتا وألفا.

2- إشعاع غير مؤين (Non-Ionizing Radiation) مثل الإشعاعات الكهرومغناطيسية ومنها موجات الراديو والتليفزيون وموجات الرادار والموجات الحرارية ذات الأطوال الموجية القصيرة (ميكروويف) والموجات دون الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والضوء العادي.

1- الإشعاع المؤين Ionizing Radiation

توجد ثلاثة أنواع رئيسية من الإشعاع المؤين قد توجد في الإشعاعات التي يصنعها الإنسان كذلك في الإشعاع الطبيعي وهي دقائق ألفا (Alpha Particles) ، دقائق بيتا (Beta Particles) ، وأشعة جاما (Gamma Rays)

‌أ- دقائق ألفا Alpha Particles

يمكن إيقاف مسار أشعة ألفا بواسطة قطعة من الورق أو بواسطة جسم الإنسان ولكن لو تم استنشاق أبخرة المادة التي تشع منها دقائق ألفا أو بلعها ودخولها الي الجسم نتيجة وجود جرح به فإنها تكون مؤذية جدا.

ب- دقائق بيتا Beta Particles

لا يمكن إيقاف دقائق بيتا بواسطة قطعة الورق ويمكن إيقاف سريان هذه الأشعة بواسطة قطعة من الخشب ، وقد تسبب أذي جسيم إذا اخترقت الجسم.

‌ج- أشعة جاما Gamma Rays

من أخطر أنواع الإشعاعات ولها قوة اختراق عالية جدا ، أكبر بكثير من أشعة ألفا وأشعة بيتا. ويمكن إيقاف سريانها بواسطة حاجز من الكونكريت ( الخرسانة المسلحة ) وتقع أشعة إكس من ضمن تقسيمات أشعة جاما ولكنها أقل قدرة علي الاختراق من أشعة جاما.

الأضرار الصحية للإشعاع المؤين: الأضرار الصحية للإشعاع تعتمد علي مستوي الإشعاع الذي يتعرض له الإنسان ، ويؤثر الإشعاع علي خلايا الجسم ويزيد من احتمالات حدوث السرطان والتحولات الجينية الأخرى التي قد تنتقل إلي الأطفال ، وفي حالة ما يتعرض الإنسان إلي كمية كبيرة من الإشعاع قد تؤدي للوفاة.

‌أ- جسيمات ألفا Alpha Particles

قوة الاختراق لجسيمات ألفا ضعيفة جدا حيث أنها تفقد طاقتها بمجرد خروجها من العنصر المشع. ومن الممكن أن تسبب أذي وضرر صحي في الأنسجة خلال المسار البسيط ويتم امتصاص هذه الأشعة بالجزء الخارجي من جلد الإنسان ولذلك لا تعتبر جسيمات ألفا ذات ضرر خارج الجسم ولكن من الممكن أن تسبب ضرر كبير إذا تم استنشاقها أو بلعها (ابتلاع المادة المشعة التي تخرج منها أشعة ألفا).

‌ب- جسيمات بيتا Beta Particles

قوة الاختراق والنفاذ لدقائق بيتا أكبر من قوة النفاذ لأشعة ألفا. وبعض دقائق بيتا يمكنها اختراق الجلد وإحداث تلف به وهي شديدة الخطورة إذا تم استنشاق أبخرة أو بلع المادة التي تنبعث منها أشعة بيتا.

ويمكن إيقاف انبعاثها برقائق بسيطة من الألومنيوم أو الخشب.

‌ج- أشعة جاما Gamma Ray

ذات قوة اختراق عالية جدا ويمكنها بسهولة اختراق جسم الإنسان أو امتصاصها بواسطة الأنسجة ولذلك تشكل خطرا إشعاعيا عاليا علي الإنسان.يمكن إيقاف انبعاثها بواسطة الكونكريت أو الرصاص.

أنواع الأشعة المنبعثة من المواد المشعة طبيعياً

قام رذر فورد بدراسة خواص الإشعاعات المنبعثة من العناصر المشعة وذلك بوضع مصدر الراديوم ( مادة مشعة ) داخل حافظة من الرصاص ذات ثقب اسطواني صغير القطر يمكننا من الحصول على حزمة ضيقة من الإشعاعات وذلك باستخدام مجال مغناطيسي قوى كمحلل .

فلاحظ أن الحزمة بعد اختراقها لمجال تنقسم إلى ثلاثة أقسام :

1- تنحرف أحدها في الاتجاه العمودي على المجال المغناطيسي ، ويدل اتجاه انحرافها على أنها مكونة من جسيمات مشحونة بشحنة موجبة . كما يدل مقدار الانحراف على ثقل هذه الجسيمات وباستعمال مجال مغناطيسي قوي ومجال كهربي قوي تمكن رذر فورد من إثبات أن هذه الجسيمات التي سميت جسيمات الفا مشحونة بشحنة موجبة تساوي ضعف شحنة الإلكترون . وهي عبارة عن نواة ذرة الهيليوم وكذلك اثبت رذر فورد أن جسيمات ألفا أقل أنوع الإشعاعات نفاذاً في الأجسام وتنطلق بسرعة تتراوح ما بين
10/1 إلى 100/1 من سرعة الأمواج الكهرومغناطيسية . ولها قدرة على تأيين الغازات .

2- أشعة بيتا وهي تنحرف كذلك في الاتجاه العمودي على المجال المغناطيسي ويدل اتجاه انحرافها على أنها مكونة من جسيمات مشحونة بشحنة سالبة ، كما يدل مقدار الانحراف على أنها جسيمات خفيفة سالبة الشحنة وهي أكثر نفاذاً في الأجسام من جسيمات ألفا . وهي في الواقع إلكترونات ذات سرعات فائقة تصل في بعض الأحيان إلى ما يقارب من .998 من سرعة الضوء ، كما أن لها قدرة على تأيين الغازات ولكن بدرجة أقل من جسيمات ألفا .

3 - أشعة جاما :- وتتميز أشعة جاما بميزات الأشعة السينية فهي ذات طبعة موجيه وليس لها وزن أو شحنة ، وطول موجتها صغير جداً يتراوح بين . 10-8 إلى 10-10 وهي شديدة النفاذية إذا ما قورنت بغيرها من الإشعاعات الطبيعية أو حتى الأشعة السينية

ولأشعة جاما القدرة على تأيين الغازات ولكن بدرجة أقل من تأيين جسيمات ألفا أو بيتا . ويمكن القول أن ذلك مرجعة إلى قوة نفاذيتها التي تفوق كل من أشعة بيتا وألفا حيث تتناسب قوة النفاذية للإشعاعات الثلاثة عكسياً مع قوة تأينها .
المصادر الطبيعية للإشعاع الذري :-

الإشعاع الذري موجود قبل خلق الأرض بزمن طويل . وله ثلاث مصادر رئيسية على الأرض هي :-

الأشعة الكونية :-

Cosmic rays

المصدر الرئيسي لهذه الأشعة ناتج عن الحوادث النجمية في الفضاء الكوني البعيد ومنها ما يصدر عن الشمس خاصة خلال التوهجات الشمسية التي تحدث مرة أو مرتين كل 11سنة ، مولدة جرعة إشعاعية كبيرة إلى الغلاف الغازي للأرض . وتتكون هذه الأشعة الكونية من 87% من البروتونات و 11 من جسيمات ألفا ، وحوالي 1% من النوى ذات العدد الذري ما بين 4 و 26 وحوالي 1% من الإلكترونات ذات طاقة عالية جداً وهذا ما تمتاز به الأشعة الكونية ، لذلك فإن لها قدرة كبيرة على الاختراق . كما أنها تتفاعل مع نوى ذرات الغلاف الجوي مولدة بذلك إلكترونات سريعة وأشعة جاما ونيوترونات وميزونات .ولا يستطيع أحد تجنب الأشعة الكونية ولكن شدتها على سطح الأرض تتباين من مكان لأخر .

النشاط الإشعاعي الطبيعي في القشرة الأرضية :-

Natura radioactivity in The earth Sheff :-

إن من أهم العناصر المشعة في صخور القشرة الأرضية هي ( البوتاسيوم 4-0- ) و(الروبيدوم 87- ) وسلسلتا العناصر المشعة المتولدة من تحلل ( اليورانيوم -238 ) و(الثوريوم -232 ) . وهناك ما يقارب الأربعين من النظائر المشعة . وأعمار النصف للعناصر المشعة الأساسية في صخور القشرة الأرضية طويلة جداً ، لهذا بقيت في الأرض إلى الآن منذ خلقها ، فعمر النصف ( للبوتاسيوم -40 ) يزيد على ألف مليون سنة وعمر النصف ( الروبيدوم -87) يزيد على أربعين ألف مليون سنة وهذه النظائر المشعة تبعث أنواعاً مختلفة من الإشعاع الذري كجسيمات بيتا وألفا وأشعة جاما .

ومستوى النشاط الإشعاعي الطبيعي في القشرة الأرضية متقارب جداً في معظم الأماكن ، حيث لا يوجد اختلاف يذكر عن مكان وآخر بصفة عامة . إلا أن هناك أماكن على الأرض يزداد فيها الإشعاع الطبيعي بشكل كبير نتيجة وجود تركيزات عالية من العناصر المشعة طبيعياً في صخور القشرة الأرضية .

النشاط الطبيعي داخل جسم الإنسان :-

يشع جسم الإنسان من الداخل عن طريق كل من الهواء الذي يتنفسه والغذاء والماء الذي يصل إلى جوفه ، فالهواء هو المصدر الرئيسي للجرعة الإشعاعية الطبيعية التي تصل إلى داخل جسم الإنسان ومصدرها الأساسي غاز الرادون الموجود في جو الأرض والمتولد عن التحلل التلقائي لنظير « اليورانيوم -238 » الموجود طبيعياً في صخور قشرة الأرض.

وكذلك فإن كلا من الغذاء الذي يتناوله الإنسان والماء الرئيسي لتلك المواد المشعة في النبات هو التربة التي تمتص منها النباتات تلك المواد مع غيرها من المواد الطبيعية فتدخل في بنائها . كما أن بعض الغبار الذي يتساقط على النبات يحوي آثاراً من تلك المواد المشعة ، وتصل المواد المشعة إلى داخل جسم الإنسان عن طريق تناوله النباتات أو لحوم الحيوانات التي تتغذي على النباتات وتدخل المواد المشعة أيضاً مع الماء الذي نشربه حيث تحتوى المياه على آثار قليلة جداً منها .

لذلك تكون أجسامنا مشعة قليلاً من الداخل نظراً لوجود بعض العناصر المشعة فيها مثل البوتاسيوم - 40 ) و ( الكربون 14 ) .

وتسلك المواد المشعة - عادة - طرقاً معقدة قبل دخولها جسم الإنسان

اثر الإشعاعات النووية على جسم الإنسان

عندما يتعرض أي كائن حي إلى الإشعاعات النووية يحدث تأينا للبذرات المكونة لجزيئات الجسم البشرى مما يؤدى إلى دمار هذه الأنسجة مهدده حياة الإنسان بالخطر .
وتعتمد درجة الخطورة الناتجة من هذه الإشعاعات على عدة عوامل منها نوعها وكمية الطاقة الناتجة منها وزمن التعرض،ولهذه الإشعاعات نوعان من الآثار البيولوجية. الأثر الجسدي ويظهر غالباً على الإنسان حيث يصاب ببعض الأمراض الخطيرة مثل سرطان الجلد والدم وإصابة العيون بالمياه البيضاء ونقص القدرة على الإخصاب .والأثر الثاني للإشعاعات هو الأثر الوراثي وتظهر أثاره على الأجيال المتعاقبة. ويظهر ذلك بوضوح على اليابانيين بعد إلقاء القنبلتين النووية على هيروشيما ونجازاكى فى سبتمبر 1945.
مما أدى الى وفاة الآلاف من السكان وإصابتهم بحروق وتشوهات وإصابة أحفادهم بالأمراض الخطيرة القاتلة . ويجب مراعاة عدم تعرض المراءة الحامل للأشعة السينية كوسيلة للتشخيص حتى لا تصيب الطفل بالتخلف العقلي . والحد الأقصى المأمون للإشعاعات النووية الذي يجب الا يتجاوزه الإنسان هو 5 ريم فى اليوم الواحد والريم وحدة قياس الإشعاع الممتص وهى تعادل رنتجن واحد من الأشعة السينية وهى تعنى Roentgen Equivalent Man ويتعرض الإنسان الى الكثير من مصادر الإشعاع فى الحياة اليومية .
ولا ننسى فى هذا الصدد تعرض الإنسان للأشعة الكونية الصادرة من الفضاء الخارجي وتعرضه للإشعاعات الضارة خلال تعامله مع النظائر المشعة سواء فى مجالات الطب و الصناعة و الزراعة وتعرض العاملين فى المفاعلات النووية والعاملين فى المناجم التي يستخرج منها العناصر المشعة مثل الراديوم واليورانيوم
ومن العوامل الرئيسية المسببة للتلوث النووى ما يحدث فى دول النادى النووي من إجراء التجارب وخاصة بعد الحرب العالمية الأخيرة بهدف تطوير الأسلحة الذرية لزيادة القوة التدميرية لها وقد أدت التجارب الى انتشار كميات كبيرة من الغبار الزرى المشع فى مناطق إجراء التجارب وتحمل الرياح هذا الغبار المشع الى طبقات الجو العليا والذي يحتوى على بعض النظائر المشعة مثل السيزيوم 137 والاسترونشيوم 90 والكربون 14 واليود 131 وغيرها من النظائر والتي يستمر نشاطها الاشعاعى فترة طويلة من الزمن ليتساقط فوق كثير من المناطق البعيدة عن موقع التجارب حيث تلوث الهواء و الماء والغذاء وتتخلل دورة السلسلة الغذائية حيث تنتقل لى الحشرات والنباتات والطيور والحيوانات وأخيراً تصل الى الإنسان واغلب النظائر المشعة يستمر النشاط الاشعاعى لها فترة طويلة من الزمن الأمر الذي يضاعف من إضرار التلوث على كافة عناصر البيئة

حول الإشعاع :

أشعة إكس X - Rays

خواصها شبيهة بخواص أشعة جاما ولكن تختلف في المصدر حيث تنبعث أشعة إكس من عمليات خارج نواة الذرة بينما تنبعث أشعة جاما من داخل نواة الذرة.

قوة الاختراق والنفاذية لأشعة إكس أقل من أشعة جاما وتعتبر أشعة إكس من أكثر مصادر تعرض الإنسان للإشعاع حيث يتم استخدامها في عديد من العمليات الصناعية – الطبية.

يمكن إيقاف قدرتها علي الاختراق بواسطة شريحة من الرصاص سمكها مليمترات قليلة.

يمكن أي يؤدي الإشعاع المؤين (إدخال طاقة إلي خلايا الجسم) إلي إحداث تغييرات في التوازن الكيميائي لخلايا الجسم وبعض هذه التغيرات قد يؤدي إلي خلل في السائل الذري للإنسان (DNA) وبالتالي يؤدي إلي تحولات جينية خطيرة قد تنتقل أيضا إلي الأطفال بعد ولادتهم.

التعرض لكميات كبيرة من الإشعاع قد يؤدي إلي حدوث أمراض خلال ساعات أو أيام وقد يؤدي للوفاة خلال 60 يوما من التعرض (حادث قرية ميت حلفا – القليوبية) ، وفي حالات التعرض لكميات كبيرة جدا من الممكن أن تحدث الوفاة خلال ساعات قليلة ( تشرنوبل).

وأعراض الإصابة بالإشعاع المؤين قد تحدث خلال فترة طويلة ، علي سبيل المثال في سرطان الدم Leukemia خلال سنتان. نتيجة لتراكم المواد المشعة بالجسم.

معظم المعلومات عن تأثير الإشعاع علي الإنسان يتم الحصول عليها من الدراسات التي أجريت علي الناجين من القنابل الذرية التي ألقيت علي ناجازاكي وهيروشيما ( حوالي 100.000 شخص).

وحدات قياس الإشعاع:

1- الراد (Rad) : وحدة قياس كمية الطاقة الإشعاعية الممتصة (جرعة الامتصاص).

2- الرونتجن ®Roentgen : وحدة قياس الأشعة الصادرة ويستخدم أساسا للأشعة السينية.

3- الكيوري (Ci) CURIE: يعتبر قياس للأشعة الصادرة والكيوري الواحد = 3,7 × 1010 انحلال في الثانية.

4- الريم (REM) : وحدة قياس التأثير البيولوجي (الحيوي) للإشعاع الممتص.

5- السيفرت (Sv.) SIEVERT : من أحدث وحدات قياس التأثير الناتج عن امتصاص الأشعة السيفرت = 100 ريم

One Seivert = 100 REM

إجراءات السلامة في المعامل:

1- يجب أن يكون جميع العاملين في المعمل علي علم ودراية من مخاطر المواد المشعة التي يتم التعامل معها.

2- يمنع الأكل والشرب والتدخين كذلك استعمال أدوات التجميل في المعمل.

3- يمنع منعا باتا استخدام الماصة بالفم في حالة التعامل مع السوائل المحتوية علي مواد مشعة.

4- عدم تخزين أية مواد غذائية في الثلاجات أو المبردات الخاصة بالمواد المشعة.

5- يجب عدم تناول المواد المشعة بالأيدي ويتم استخدام الملاقط المخصصة لذلك.

6- يجب غسيل الأيدي بالماء والصابون بعد انتهاء العمل.

7- يجب استخدام وسائل الكشف عن الإشعاع من قبل العاملين بالمعمل Films Badges

8- يجب تثبيت لافتات التحذير المناسبة علي مدخل المعمل

(CAUTION RADIO ACTIVE MATERIAL)

9- في المناطق التي يبلغ فيها مستوي الإشعاع الذي يتعرض له الشخص 5 مللي ريم في الساعة ، يجب أن يتم وضع اللافتات التحذيرية المناسبة عليها. (Radiation Area)

10- جميع الحاويات التي تستخدم لتخزين المواد المشعة يجب وضع اللافتات التحذيرية المناسبة عليها.

11- ضرورة استخدام معدات الوقاية الشخصية اللازمة للحماية من مخاطر الإشعاع : القفازات – النظارات – البلاطي.

12- عدم السماح لأي شخص بالمعمل داخل منطقة الإشعاع في حالة وجود أية جروح في جسمه.

13- يتم نقل المواد المشعة بين المعامل المختلفة داخل الحاويات المخصصة لها.

الإشعاع غير المؤين Non – Ionizing Radiation

ومنها أشعة الميكروويف وسوف ندرس من هذه المخاطر مخاطر أفران الميكروويف.

المخاطر المصاحبة لأفران الميكروويف Microwave Ovens and Their Hazards

يتم استخدام أفران الميكروويف بصفة يومية في المطاعم والكافيتريات والمطابخ كذلك في المنازل. ودائما ما يتسائل مستخدمي أفران الميكروويف عن المخاطر المصاحبة لاستخدامها (تسرب الأشعة).

ولكن الأجهزة الحديثة من أفران الميكروويف تم تقليل أو منع أية فرصة لتسرب هذه الأشعة منها.

كيف تعمل أفران الميكروويف؟
في أفران الميكروويف يتم طبخ أو تسخين الطعام بواسطة توجيه أشعة الميكروويف إليه. ومعظم أفران الميكروويف المنزلية تعمل علي تردد يبلغ 2450 ميجاهيرتز (MHz or million cycles per second) من الموجات المستمرة (CW).

مصدر أشعة الميكروويف في الأفران هو أنبوب ميجانترون (Magnetron Tube) حيث يتم تحويل التردد 50 Hz أو 60 Hz من التيار الكهربي إلي أشعة كهرومغناطيسية يبلغ ترددها 2450 MHz.

وتعمل أنبوبة الميجانترون بواسطة جهد عال يبلغ 3000 – 4000 فولت ويتم إنتاج هذا الجهد بواسطة محول كهربائي Step-up transformer rectifier وفلتر بحيث يتم تحويل الجهد الكهربائي 120 فولت و التيار المتردد (Ac) إلي 4000 فولت من التيار المباشر (Dc) ثم يتم بعد ذلك تحويل هذه الطاقة من أنبوبة الميجانترون إلي غرفة فرن الميكروويف (Oven Cavity) من خلال ممر خاص بها (Wave Guide)

ويوجد داخل الغرف خلاط يوزع أشعة الميكروويف بطريقة منتظمة خلال الفرن.

وتقوم أشعة الميكروويف بإنتاج حرارة عالية داخل الطعام في الفرن نتيجة لاهتزاز جزيئات الماء داخل الطعام عندما يمتص الغذاء أشعة الميكروويف (2450.000 ,000 مرة في الثانية) ونتيجة لحركة جزيئات المياه ينتج عنها احتكاك وبدوره يؤدي إلي الحرارة. وهذه الحرارة هي التي تقوم بطهي أو تسخين الطعام.

هل يمكن أن تتسرب أشعة الميكروويف من الأفران؟
في الأجهزة القديمة كان السبب الأساسي للتسرب هو عدم إغلاق الأبواب بطريقة سليمة ويمكن أن يحدث ذلك نتيجة لتراكم الأوساخ. كذلك نظريا هناك نسبة بسيطة من أشعة الميكروويف قد تتسرب من زجاج الفرن.

وقد قيست هذه التسربات ووجدت 0.2 mw/cm² وهي أقل كثيرا من الجرعة المقررة ولا يشعر بها الجسم كذلك كلما زادت المسافة من الفرن قلت نسبة الإشعاع.

الأضرار الصحية لأشعة الميكروويف:

- التعرض لمستويات عالية جدا من أشعة الميكروويف قد يؤدي إلى امتصاص كمية من الطاقة إلي الجسم ويمكن أن تتحول هذه الطاقة إلي حرارة كما يحدث مع الأطعمة. والتي بدورها قد تؤدي إلي أذي للعين أو المخ.

- كذلك يشعر الأشخاص الذين يعملون في مجال الميكروويف بصداع وآلام في العين وعدم المقدرة علي النوم ويحدث ذلك نتيجة لتداخل أشعة الميكروويف مع الجهاز العصبي للجسم وتسمي الأضرار غير الحرارية.

الاحتياطات الواجب اتباعها:

1- عدم تشغيل أفران الميكروويف وهي فارغة.

2- تأكد من أن باب فرن الميكروويف يغلق تماما بحيث لا يحدث أي تسرب والتأكد من عدم تركم الأوساخ بحيث لا تجعل الباب يغلق جيدا

3- عدم السماح للأطفال بتشغيل أفران الميكروويف.

4- عدم الاقتراب والنظر من قرب إلي نافذة الفرن.

5- قبل إجراء أية أعمال صيانة يجب فصل فرن الميكروويف عن التيار الكهربائي.

6- عدم العمل على أفران الميكروويف للأشخاص الذين يستخدمون أجهزة لتنظيم ضربات القلب.
التعرض المسموح به:

أ‌- في كندا:

· العاملون الذين يعملون بصفة عامة في مجال أشعة الراديو والتي منها أشعة الميكروويف 5 MW/ CM² over 0 – 1 Hour (6 min)

· الأشخاص العاديون 1 MW/CM² 0 – 1 Hour (6 min)

ب‌- في أمريكا:

1.6 MW/CM² for 2450 MHz

السلامة وأشعة الليزر
LASER SAFETY BASICS
اشتق اسم أشعة الليزر من الأحرف الأولي لـ

Light Amplification by Simulated Emissions of Radiation

وعرفت أشعة الليزر لأول مرة سنة 1960 بواسطة العالم الدكتور/ شارلس ميامان وتطورت بعد ذلك وصارت تستخدم في عديد من الأنشطة : الصناعة ، الاتصالات ، الأبحاث ، الطب ، النواحي العسكرية.

وتعتبر الليزر مصدر شديد اللمعان للضوء حيث أن 1 MW من أشعة الليزر المرئية يعادل حوالي مليون مرة اللمعان الصادر من لمبة قوتها 100 وات.

تعتبر سلامة العين Eye Safety هو الاهتمام الأول بالنسبة لأي شخص يعمل في مجال أشعة الليزر أو بالقرب منها. حيث من الممكن أن تتسبب أشعة الليزر في إحداث أذي كبير بالعين.

تقسيم أشعة الليزر Classification of Lasers

يتم تقسيم أشعة الليزر حسب الضرر الذي تحدثه وذلك علي النحو التالي:

الدرجة (1) Class I

· تكون في المجال المرئي Visible Region

· لا تعتبر خطرة

· يتم إعفاء مستخدمي الدرجة (1) من أشعة الليزر من إتخاذ أية احتياطات للتحكم فيها.

الدرجة (2) Class II

· ليزر مرئي ينبعث بمستوى أقوي من الدرجة الأولي

· القوة الناتجة عنه أقل من 1 MW

· لا تسبب أذي للعين إذا كان زمن التعرض لا يزيد عن 0.25 ثانية

· لا تسبب حرق للجلد.

الدرجة (3) (أ) Class III (A)

· من الممكن أن تكون ذات أذي مزمن للرؤية.

· مستوي القوة أقل من 5 MW

· من الممكن أن تكون مرئية أو غير مرئية.

الدرجة (3) (ب) Class III

· ذات أذي فوري للجلد والعين من الأشعة المباشرة

· مرئية أو غير مرئية

· مستوي القوة أقل من 500 MW

· الأشعة المنعكسة من الممكن أن تكون مؤذية في حالة التشغيل بالقوة الكاملة والرؤية قريبة من مصدر الانعكاس.

الدرجة (4) Class IV

· ذات أذى فوري للجسم والعين من الأشعة المباشرة ومن الممكن أن تحدث أذي كبير للعين في زمن أقل من زمن استجابة العين للضوء المبهر 0.25 seconds

· مستوي القوة يفوق الدرجة (3)

· تشكل خطر الحريق.

الوقاية من مخاطر أشعة الليزر

أ- التحكم الهندسي Engineering Controls

· التحكم من بعد Remote Control

· حواجز الحماية Protective Housing

· عزل مسار الأشعة Enclosed Laser beam paths

الخطوات أعلاه توفر الحماية الكافية للعاملين من خطر أشعة الليزر فيما عدا حالات الصيانة أو الحاجة لتعديل المسار أو الضبط حيث لا تتوفر الحماية للعاملين أثنائها.
ب- سلامة العين Eye Safety

· من الممكن أن يؤدي التعرض لأشعة الليزر إلي فقد البصر لذلك يجب تجنب النظر مباشرة إلي مصدر أشعة الليزر أو إنعكاساته ، حيث أن أشعة الليزر المنعكسة قد تصل قوتها إلي نفس قوة الإشعاع المنبعث لذلك يجب عدم وجود أية أسطح عاكسة أو مواد عاكسة في المنطقة الموجد بها أشعة الليزر.

· يتم استخدام نظارات سلامة بها عدسات فلتر/مادة ماصة لتقليل مستوي الضوء بحيث تقوم العدسات بفلترة أو امتصاص طول موجة معين وتسمح بدخول أطوال الموجة للضوء العادي بحيث تقوم بتقليل قوة شعاع الليزر. وتسمي قدرة العدسة علي الامتصاص بالكثافة الضوئية .

[center]ج‌- المخاطر الأخرى (غير المتعلقة بشعاع الليزر)

· من الممكن حدوث انفجار نتيجة لتراكم الضغوط العالية للغازات في لمبة الضوء (Flash lamp) عند تشغيلها.

· يتم في بعض الأحيان استخدام غازات (النيتروجين السائل ، هليوم السائل) لتبريد الكريستال (Ruby) وممكن أن يحدث احتراق للجلد في حالة الاحتكاك بهذه الغازات.

· في حالة تسرب هذه الغازات إلي داخل الغرفة المغلقة سوف يحل محل الأوكسجين ويقلل نسبته ووجود مكان قليل الأوكسجين (Oxygen Deficiency Area).

· يتم في كثير من الأحيان استخدام أشعة الليزر في قطع البلاستيك أو المعادن أو المنتجات الخشبية وعند تسخين هذه المواد بواسطة إشعاع الليزر من الممكن تولد أبخرة سامة في المنطقة.

· من الممكن حدوث صعقة كهربائية في حالة الاتصال بالأجزاء المكشوفة من المولدات ، ومن الممكن أن يحدث ذلك أثناء أعمال الصيانة أو التركيب والضبط.

· من الممكن حدوث حريق في حالة استخدام درجة (4) Class IV من أنظمة الليزر ، لذلك يجب تشجيع استخدام المواد المؤخرة للحريق Flame – Retardant Materials.

· يتم استخدام مؤشرات الليزر من النوع Class II ( أقل من 1 MW)

· يجب إجراء كشف طبي ابتدائي للعين Baseline eye exam لجميع العاملين الذين تستدعي طبيعة عملهم في مجال أشعة الليزر.

· يجب استخدام أشعة الليزر في مكان جيد الإضاءة لتقليل حجم إنسان العين وبالتالي تقليل فرص الإصابة للعين.

· يجب عدم استخدام المجوهرات أثناء العمل في منطقة الليزر حيث من الممكن أن تتسبب في انعكاس هذه الأشعة وبالتالي تسبب أذي للعين.

· يجب تثبيت العلامات التحذيرية المناسبة في المنطقة التي بها أشعة الليزر

· استخدام الأغطية المناسبة Protective Housing لمسار الأشعة الليزر للحماية من خطر التعرض لأشعة الليزر وتكون هذه الأغطية من النوع الذي يوقف شعاع الليزر في حالة فتح الغطاء.

العلامات التحذيرية يجب تثبيتها علي أغطية الحماية لمسار أشعة الليزر

قانون التفكك الإشعاعي Radioactiue decag law

تعتبر ظاهر التفكك الإشعاعي ظاهرة إحصائية ، أي أنه لا يمكن التكهن بزمن
تنحل عند نواة بعينها ، ولكن عند وجود عدد كبير جداً من أنوية النظير المشع ، فإنه بمتابعة معدل تغير كمية الأشعة المنبعثة يمكن معرفة الكثير عن نوعية التحول .

هناك احتمال محدد للتفكك في وحدة الزمن لأي نظير مشع ، وهذا الاحتمال يعرف بثابت مميز لكل نظير مشع بغض النظر عن حالته . الكيميائية أو الفيزيائية ( من سائله أو صلبه أو غازية )

فإذا كان N عدد الأنوية المشعة الموجودة في عينة ما عند زمن ( T ) فإن معدل التفكك يعطي المعادلة

حين تسمى λ بثابت التفكك ( decay Constant ) وهو يعد مقياساً لاحتمال تفكك نواة معينة .

وبمكاملة المعادلة السابقة في الفترة الزمنية من t = o إلى t = t فإن عدد الأنوية N التي تبقى بعد مضي زمن t يمكن حسابه بدلالة عدد الأنوية N__o عند البدء أي عند t = o ويعطي التكامل

ومنها

N = No e- λt

وتعرف هذه المعادلة بقانون التفكك الإشعاعي وهي تعطي العلاقة بين عدد الأنوية المتبقية N والزمن t .

أنواع التفكك الإشعاعي :-
تفكك الفا:-

في هذه العملية تفقد النواة المشعة ( حيث X رمز النظير ) جسيم الفا المكون من بروتونين ونيوترونين وهو عبارة عن نواة ذرة الهيلوم . وهذا يعني نقصان العدد الكتلي بمقدار أربع وحدات والعدد الذري بوحدتين وبذلك تكون النواة الناتجة مختلفة تماماً عن النواة الأم .

تفكك بيتا B-Decay

تصدر نوبات بعض النظائر جسيمات تعرف بجسيمات بيتا ( B-Particles) وهذه الجسيمات عبارة عن إلكترون أو بوزيترونات والبوزيترون ( Positron) عبارة عن جسم كتلة مساوية لكتلة الإلكترون ولكن شحنته موجبة . ويحدث هذا النوع من التفكك للأنوية ( المعروف باسم تفكك بتيا ) في كثير من النظائر سواء كانت ثقيلة أم خفيفة

أنواع تفكك بيتا :- Types of B-decay

أ ) التفكك الإلكتروني Eelectron decay

يلاحظ أن إصدار إلكترون من النواة ناتج عن تحول نيوترون من نيوترونات النواة إلى بروتون وذلك لكي تصبح النسبة بين النيوترونات والبروتونات هي نسبة الاستقرار ويعبر عن هذا التفكك كالآتي :-

ب ) التفكك البوزيتروني Positron decay

في بعض الأحيان تكون نسبة النيوترونات إلى البروتونات في النظير المعين أقل من النسبة التي تحقق الاستقرار . وفي هذه الحالة يتحول أحد بروتونات النواة إلى نيوترون وينطلق نتيجة لذلك بوزيترون يحمل شحنة البروتون الموجبة ويعرف تفكك بيتا في هذه الحالة بالتفكك البوزيتروني ويعبر عنه كالآتي :

جـ ) الاسر الالكتروني : Electron Capture

يمكن أن يحدث تحول أحد بروتونات النواة إلى نيوترون بطريقة أخرى يتم ذلك بأن تأسر النواة إلكترون من إلكترونات المدارية القريبة من النواة ( أي المدار k وفي أحيان قليلة من المدار ) ويتحد هذا الإلكترون المأسور مع أحد البروتونات فيتكون النيوتون . ويعرف تفكك بيتا في هذه الحالة بالأسر الإلكتروني ويعبر عن الآتي :-

وهكذا فإنه يوجد ثلاثة أنواع لتفكك بيتا هي التفكك الإلكتروني ( - B- ) والبوزيتروني ( +B ) والاسر الإلكتروني ( Electron Copture ) . وفي حالة الأسر الإلكتروني لا تصدر النواة أياً من جسيمات بيتا ولقد ثبت فيما بعد أنه عند حدوث أي نوع من تفكك بيتا ينطلق من النواة جسيمات تعرف باسم النيوترينو ( neatrino) - V ( نيو ) .

والنيوترينو عبارة عن جسم متعادلة الشحنة وكتلة السكون له مساوية للصفر
( أي Mv = o ) . وعلى هذا أصبح التعبير عن الأنواع الثلاثة لتفكك بيتا كالآتي :-

اضمحلال جاما :-

إشعاعات جاما هي عبارة عن موجات كهرومغناطسية ذات طاقة عالية . وتصدر إشعاعات جاما إذا تكونت النواة الوليدة الناتجة عن تفكك الفا أو تفكك بيتا في حالة مثارة فتفقد النواة إثارتها عن طريق التخلص من الطاقة في شكل إشعاعات جاما وبذلك فإنه بالنسبة لاضمحلال جاما تكون النواة الوليدة هي نفسها النواة الأم ولكنها أكثر استقراراً .

وتجدر الإشارة إلى أن بعض النظائر المشعة تتفكك إلى نظائر غير مستقرة يكون النظير الناتج مشعاً بدوره وبالتالي يتفكك إلى نظير آخر .

وهكذا نجد أن هناك العديد من النظائر التي لها نشاط إشعاعي طبيعي وتتفكك هذه النظائر مصدره إما جسيمات الفا أو بيتا أو كليهما معاً وقد يتبع ذلك مباشرة أو خلال فترة زمنية معينة إشعاعات جاما الصادرة نتيجة انتقال النويات الوليدة من الحالات المثارة إلى الحالات الأرضية .

نظرية الانحلال الإشعاعي :-

تقدم رذر فورد وسودي سنة 1905 بنظرية الانحلال لتفسير ظاهرة النشاط الإشعاعي الطبيعي . وتقضي النظرية بأن ذرات العناصر المشعة تنحل نتيجة لما ينبعث منها من جسيمات الفا أو بيتا التي هي في حد ذاتها جسيمات مادية ، أي أن جزءاً محدد من نواة الذرة ينطلق بسرعة فائقة تارك وراءه ذرات عنصر جديد يختلف تماماً في خواصه الطبيعية والكيميائية عن العنصر الأصلي . ويكون العنصر الجديد أو المولود مشعاً أيضاً فتنطلق من نوى ذراته جسيمات مادية ينتج عن انطلاقها أن تتحول ذرات هذا العنصر الجديد إلى ذرات عنصر ثالث جديد وهكذا نتابع عملية التحول من عنصر مشع إلى عنصر آخر مشع حتى ينتهي الانحلال عند عنصر مستقر وجدير بالذكر أنه فيما عدا حالات نادرة جداً فإن نوى عنصر معين تنحل بانبعاث نوع واحد من الجسيمات ، أما جسيمات الفا أو جسيمات ( بيتا ) فلا تنبعث الجسيمات من نواة واحدة ، ومعنى هذا أن النواة التي يحدث انحلالها بجسيمات الفا لا ينبعث منها جسيمات بيتا ، ألا أن انبعاث جسيمات الفا أو جسيمات بيتا قد يكون مصحوباً بانبعاث أشعة جاما .

وتسمى العناصر الناتجة من عملية التحول المتتابع بالمتسلسلة الإشعاعية ويتوقف الوزن الذري للعنصر الوليد بعد أي تحول على نوع الأشعة المنطلقة في عملية التحول فعندما ينطلق جسيم الفا ( وزنه a ) من ذرة الراديوم ( وزنها الذري 226 ) تتكون ذرة عنصر جديد وزنه الذري 222 ، ويعرف هذا العنصر الجديد بالرادون وهو ذو نشاط إشعاعي وتنطلق منه جسيمات الفا تتحول ذرته إلى عنصر آخر هو الراديوم ( وزنه الذري[/center]218

متسلسلات النشاط الإشعاعي الطبيعي :-

إن جميع العناصر ذات النشاط الإشعاعي الطبيعي تقع إعدادها الذرية بين Z = 81 وZ = 92 وهناك ثلاث مسلسلات في الطبيعة ، وتعتبر معظم النويدات المشعة في الطبيعة نواتج انحلاليه لها . وكل متسلسله تبدأ بنويدة أم تمر بسلسلة من التحويلات التي تشمل انبعاث جسيمات الفا وبيتا لتكوين نويدات وليدة . وشكل رقم (1) يتضمن اسماء المتسلسلات الثلاثة والأعمار النصفية للنويدات الأم والنويدات الوليدة النهائية المستقرة لكل متسلسلة .

متسلسلة اليورانيوم :

تبدأ هذه المتسلسلة بعنصر اليورانيوم Ui ويبلغ نصف العمر لليورانيوم4.5X109 yer . ويمر اليورانيوم بسلسلة من التحولات التي يصاحبها انبعاث جسيمات الفا أو بيتا حتى ينتهي بالرصاص المستقر وفيما يلي جدول لعناصر هذه المجموعة :

ب ) متسلسلة الأكتيوم :-

هذه المتسلسلة يرجع أصلها إلى الأكتيويورانيوم وهو النظير لليورانيوم

والذي يبلغ نصف العمر 7.1X108 yer ويمر الأكتيويورانيوم بسلسلة من التحولات حتى ينتهي بنظير الرصاص المستقر ويمكن التعبير عن الوزن الذري لعناصر هذه المجموعة بالرمز 4ن + 3 حيث تترواح قيمة ن بين 51 ، 58 .

جـ ) متسلسلة الثوريوم :-

تبدأ بعنصر الثوريوم يمر بسلسلة من التحولات ثم يتحول بعد إشعاع ست من جسيمات الفا وأربعة من جسيمات بيتا إلى نظير الرصاص المستقر
ويمكن التعبير عن الوزن الذري لعناصر هذه المجموعة بالرمز 4ن وتتراوح قيمة ن في هذه المجموعة بين 52، 58 .

د) مجموعة النبتونيوم :-

كان من الطبيعي أن يتجه التفكير إلى احتمال وجود متسلسلة رابعة من العناصر الطبيعية المشعة يعبر عن 1.8 أوزانها الذرية بالرمز (4ن+1) ولم يكن معروفاً من عناصر هذه المجموعة سوى سبعاً موجود بكميات ضئيلة جداً في الغلاف الصخري ( القشرة الأرضية ) وكذلك الناتج النهائي البزموث ( وزنه الذري 209) .

وفي أثناء الحرب العالمية الثانية استخدم العلماء النشاط الإشعاعي الصناعي لإنتاج نظائر مختلفة لكل العناصر وامكنهم بذلك تحضير عناصر المجموعة الرابعة التي لم تكن موجودة في الطبيعة . ويعتبر البلوتونيوم العنصر الوالد لهذه المجموعة ولذلك فهي تعرف بمجموعة البلوتونيوم أو المجموعة 4ن+1 حيث تتراوح قيمة ن بين 52،60 .

وهي تبدأ بـ التي لها عمر نصفي مقداره لليورانيوم2 .25X106ger وهذه المتسلسلة تنهي بعد انحلالها بنظير البزموث .

[center]التفكك الإشعاعي المتزن

تكون المادة الناتجة عن عمليات التفكك الإشعاعي في بعض الحالات هي نفسها مادة مشعة فتفكك بصورة تلقائية حال تكونها ومن أشهر الأمثلة على ذلك اليورانيوم 234 حيث ينطلق من نواته جسيم ألفا ويتحول لثوريوم 230 والذي بطلق بدورة جسيماً
آخراً ويتحول لراديوم 226 وهكذا . وإذا وجدت عينة نقية من اليورانيوم فإن هذه العينة وبعد مضي زمن معين محتوي على مزيج من هذه العناصر أو النويدات نفرض أن المادة الأصلية ( تعرف بالنواة الأم )1x وفترة نصف العمر لها Τ1 وثابت تفككها l2 قد تفككت ونتج عنها مادة جديدة x2 ( تعرف بالنواة البنت ) وفترة نصف عمرها Τ2 وثابت تفككها l1 ونفرض أن عدد ذرت المادة الأصلية ( أي عندما (t = 0 ) يساوي N0 بينما يساوي عدد ذرات المادة الجديدة الصفر عند نفس الزمن ( t = 0 ) ويمكن كتابة عدد ذرات المادة الأصلية الأم كدالة في الزمن على الصورة N1( t ) = N0 e وبعد مضي فترة زمنية مقدارها d t فإن عدداً مقداره N1l1dt بتفكك من المادة 1x ويتحول للمادة الجديدة x2 والتي ينقص عددها في نفس الفترة الزمنية وبسبب التفكك بمقدار N 1 l1dt وبالتالي فإن عدد الذرات المتبقية من x2 يكون N2 حيث

dN2 = N1 l1dt - N2 l2dt

ويكون معدل تراكم أو إنتاج هذه المادة هو

= N1 l1- N2 l2

وتكون فترة نصف العمر للنواة الأم في بعض الحالات طويلة جداً مقارنة مع فترة نصف العمر للنواة البنت أي T2 << T1 ( وهذا يعني أن معدل تفكك النواة الأم صغير جداً مقارنة مع معدل تفكك النواة البنت ، وفي هذه الحالة وعند اعتبار الفترات الزمنية التي تكون متقاربة مع T2 وهي بالتالي قصيرة جداً مقارنة مع فترة نصف الحياة للنواة الام فإنه يمكن اعتبرا أن عدد ذرات الأم ثابت وكذلك عدد الذرات التي تتفكك في الثانية الواحدة . وبما أن معدل تفكك النواة البنت كبير جداً فإن هذه الذرة تتفكك بنفس معدل تكونها ويبقى عدد ذراتها بالتالي ثابتاً ويكون معدل تراكمها معدوماً أي أن

وفي حالة وجود عدة عمليات تفكك فإنه يمكن تعميم النتيجة السابقة لتصبح

N1 l1 = N2 l2 = N3 l3 = …..

ويكون نشاط جميع العناصر الموجودة متساوياً ويقال أن التفكك في هذه الحالة متزناً ( أي في حالة اتزان) .

الشدة الإشعاعية للعينة

asample

في معظم الأحيان يكون المطلوب هو معرفة عدد النويات التي تتفكك في الثانية وليس عدد النويات الباقية دون تفكك والمحدد بالعلاقة

N ( t ) = No e - λt

ويعرف عدد النويات التي تتفكك في الثانية الواحدة من عينة مشعة باسم الشدة الإشعاعية للعينة activity of asample))

أي أن الشدة الإشعاعية للعينة هي : -

A ( t ) = =λNO e-λt = λ N ( t )

وتعرف AO = λNo بالشدة الإشعاعية عند اللحظة t = o لذا نجد أن A ( t ) = Ao e-λt

عمر النصف ومتوسط العمر Half -Life and Mean- Life

عمر النصف ( أو العمر النصفي ) للنظير المعين هو عبارة عن الفترة الزمنية التي تنخفض خلالها شدته الإشعاعية إلى النصف بمعنى آخر فإن عمر النصف هو الزمن اللازم لتفكك نصف عدد نوى العينة ، ويرمز له عموماً بالرمز t لهذا فإنه يوضع

حيث أن وحدة الزمن هي الثانية ( sec ) فإن وحدة قياس ثابت التفكك λ هي

أما متوسط العمر لعينة مشعة والذي يرمز له عادة بالرمز فهو عبارة عن مجموع أعمار الأنوية جميعاً في العينة مقسوماً على عددها ويسهل تحديده من العلاقة

وهكذا نجد أن كلاً من λ ، t مرتبطة ببعضها بعلاقات بسيطة ،

ومعرفة حداها يحدد باقيها .

طاقة الارتباط واستقرار النوى

يتجلى تماسك النواة لنا بفارق دقيق هو أن النواة أقل وزنا من مركباتها. يتضح من قياسات كتل البروتونات والنترونات المكونة للنواة أنها أكبر من مجموعها دوما من كتلة نواة الذرة التي تشكلها، مهما كانت هذه الذرة وهذا الفارق هو ما يسمى عادة نقص الكتلة. وتقول النظرية النسبية إن هذا النقص في الكتلة يتحول إلى طاقة وفقا للعلاقة الشهيرة الطاقة = الكتلة * مربع سرعة الضوء، وهذا النقص يقابل ما يدعي طاقة ارتباط النواة، أي طاقة ارتباط مكونات النواة، وهي أيضاً الطاقة اللازم بذلها لتفكئك هذه النواة إلى مكوناتها

تنتج الطاقة النووية إذن من انشطار النوى الثقيلة أو من اندماج النوى الخفيفة، فهاتان عمليتان تؤديان إلى نقص الكتلة، ومن ثم إلى إنتاج الطاقة الحركية (لحرارية).

طاقة الاندماج

ويتركز حديثنا عن الاندماج المنتج للطاقة، إلا أن الحصول على طاقه الاندماج يتطلب منا إسهاما أوليا يستثمر في التغلب على قوى التدافع الكهربائي بين البروتونات، وهي القوى التي تمانع حد، وث الاندماج بمعاكستها الشديدة لفعل تقارب النوى كي تتفاعل. إن وأس المال اللازم لهذا الاستثمار في مجال إنتاج الطاقة يختلف باختلاف تفاعل الانلاماج المعتمد، وعلى وجه الدقة إنه يتناسب حسب قانون كولون مع جداء (حاصل ضرب) شحنتي النواتين المندمجتين.

ويمكن القول عموما إن مقدار الاستثمار كبير جدا (مليارات الدولارات)، رلكن نسبة الربح وسطيا أكبر بأربعة آلاف مرة، وهي تستحق البذل حقا، ولكنه بذل لم تقدم عليه ألا الدول المتطورة القوية الغنيه الواعية، ويمكن أن تقدم عليه الدول النامية المتضافرة لتوفير أسباب النجاح.

فمن وجهة نظر البذل اللازم تقديمه يعد اندماج نراتي الهيدروجين الثقيل للحصول على الهيليوم، الاندماج الأكثر أهمية للبحث المختبرى، لأنه يقدم أكبر كسب في الطاقة في مقابل أقل بذل (أو كما يقال أقل رأس مال للاستثمار). وهذه الطاقة تمتص رويدا رويدا في أوساط مناسبة متوزعة بين ذرات الوسط مولدة ما سميناه الحرارة التي كما نعلم يمكن أن تولد البخار والبخار بدوره يمكن أن يدير العنفات مولدا الطاقة الكهربائية.
[/center]

والسؤال الآن كيف يمكن استدار هذا المورد الثري؟

هياج حراري للتصادم

وقبل استغلال النواتج لتفريغ طاقتها والحصول على الحرارة أو الكهرباء يلزم تحريض تفاعل الاندماج بحد ذاته، والتغلب على عوق قوي التجاذب الكهربي له، وذلك كما قلنا بتقدي الاستثمار الأولى الذي لابد منه والذي يكفي لتحقيق هذا التفاعل في مزيج نظيري الهيدروجين: الدوتيريوم والنريتيوم. من الواضح أنه ربما يتم لنا ذلك ببساطة عند تقديم الاستثمار المطلوب على شكل حرارة، إذ أن الحرارة تولد في المزيج حركة عشوائية (هياجا حراريا) وقد يصادف عندئذ تتصادم نواتان جبهيا فتبلغ إحداهما الأخرى بطريق مباشر مخترقة الفراغ الكبير في الذرة ومتهحدية التدافع الكهربائي بين النواتين، وتتلخص المسألة في مجملها بمجرد التسخين إلى الدرجة الكافية لتحقيق تلامس (أو تصادم) النوى. ويتطلب تحقيق ذلك كثيرا من الطاقة الحرارية التي تتوزع عشوائيا بين مزيج الذرات أو الجزيئات؟ أما الحصول على الطاقة الحركيه (الاندفاعية) اللازمة لبدء تحقيق اندماج الدوتيريوم والتريتيوم، فتقتضي رفع درجة الحرارة إلى 40 مليون درجة. وهنا قد يتاح لبعض الذرات اقتراب بضعها من بعض حتى يضعه فرميات، وهذا الاقتراب إن حدث يجعل القوى النووية تفعل فعلها محدثة الاندماج المطلوب. ويرى المختصون أن زيادة مردود الاندماج ترفع درجة الحرارة إلى مائه مليون درجة.

الذرات تتحول إلى بلازما

والسؤال هنا كيف يمكن بلوغ هذه الدرجة من الحرارة وكيف يكون حال المادة في مثل هذه الدرجات العالية؟ طبعا لن تكون صلبة ولا سائلة ولا غازا عاديا، بل ستكون بالحالة التي تسمى بلازما، والبلازما حالة تكون فيها نوى الذرات في أعلى درجات التأين اي عارية من إلكتروناتها. وهذه في الواقع هي الحالة العادية للمادة في درجات الحرارة التي تفوق عشرة آلاف درجة، وهذه درجة لا نراها على الأرض إلا في الصاعقة أو القوس الكهربائية أو في الانفراغ الكهربائي؟ وإن كانت هي. اكثر الحالات أنتشارا في الكون من حولنا، إذ ليست الشمس والنجوم إلا كرات هائلة من البلازما الساخنة.

تبقى البلازما في النجوم متماسكة رغم قوى التنافر بين مركباتها بفعل القوى التناقلية الكبيرة التي تحصرها وتشدها اليها مثلما تمسك الأرض بالغلاف الجوي حولها، ولكن أنى لنا هذا على سطح الأرض؟ وكيف وأين وفي أي وعاء يمكن احتواء هذه البلازما وجعلها ملتمة بعضها إلى بعض؟. فكل قدرأو وعاء نضعها فيه في درجة الحرارة اللازمة للاندماج (أكثر من 40- 100 مليون درجة) لكل مادة أو آنية نعرفها تنصهر بل وتتبخر متحولة إلى غازبل إلى بلازما، هنا بيت القصيد أو هذا هو جوهر معضلة الاندماج المطروحة حاليا على العلم والتكنولوجيا. وفي الحقيقة لا يكفي أن نولد البلازما المحصورة فقط، وهذا بحد ذاته ليس أمرا يسيرا، بل يجب إتاحة الوقت الكافي للتفاعل كي يحدث ومن ثم للطاقة كي تنتج. فالوصفة الكاملة للاندماج المسيطر عليه تتلخص في تسخين البلازما إلى درجة عالية وتركها ومنا كافيا (بضع ثوان) كي تنضج، إذ لو كان عدد التفاعلات التي تجري في البلازما قليلا جدا تكون الطاقة المستردة غير كافية لبلوغ ما يسمى "الحصيلة المعدومة" أي لبلوغ التوازن الشامل ما بين الطاقة المصروفة لتحريك التفاعل (رأس مال الأستثمار) وبين الطاقة الناتجة عن تفاعلات الاندماج.

حصر البلازما

والخلاصة أنه يلزم عزل البلازما حراريا وعدم السماح لها بأن تبرد بتماسها مع جدران حاويتها لمناسبة إن وجدت. ولكن السؤال مرة أخرى ما هي مدة العزل اللازمة؟ تتدخل في الإجابة عن هذا السؤال عوامل رئيسية ثلاثة، والشيء المقبول الذي يمكن الأخذ به هو حاصل ضرب هذه العوامل فيما بينها، العامل الأول كما أوضحنا هو درجة حرارة البلازما T ، والثاني هو كثافة البلازما N أي عدد نوى الدوتوريوم والتريتيوم في وحدة الحجم. وأخيرا زمن احتباس البلازما، أي الزمن الذي يبقى قلب البلازما خلاله بتماس مع نفسه. فهذه أمور تتدخل بدهيا بالشيء المطلوب، فالأول يكسب النوى السرعة اللازمة للتصادم والثاني يزيد عدد النوى في طريقها، ويزيد من ثم احتمال التصادم مع النوى المجاورة، والأخير يتيح الزمن اللازم ، للتفاعل، فلكل هذه العوامل أهميتها الأساسية ولابد أن يكون متأثرا بها جميعا، أي متأثرا بحاصل ضربها فيما بينها أي بالجداء T.n.z المسمى جداء الأندماج. ويدل الحساب أنه يكفى بلوغ القيمة: واحد (ضغط جوي X ثانية) كي يتحقق ما أسميناه "الحصيلة المعدومة" أي بلوغ نقطة التعامل في موازنة الطاقة، إلا أن بلوغ هذا الهدف يعد مرحلة أولى لأن الهدف الذي نسعى إليه هو بلوغ الإنتاج المجدي للطاقة، أي الاستمرار حتى بلوغ ما يسمى مرحلة الاحتراق أي المرحلة التي تصبح معها تفاعلات الاندماج مستديمة ذاتيا (مستمرة من تلقاء نفسها) ويتوقع عند استتباب هذا النظام أن تعود نوى الهيليوم (ناتج الاندماج) بما تحمله من طاقة إلى داخل البلازما كي توفر استمرار حرارتها وتضمن بقاءها في درجة الحرارة اللازمة للتفاعل.

وعند تحقق هذا يكون لدينا ببساطة قطعة من نجم ملتهب تغذينا بأفضل أنواع الطاقة النظيفة نسبيا، والتي لا ينضب معينها ما دمنا قادرين على استخلاص الدوتيريوم من هيدروجين الأرض (صناعة الماء الثقيل مثلا) لأن الهيدروجين العادي يصلح للاندماج أيضا، ولكنه أضعف عطاء للطاقة بأربع مرات تقويبا.

قدور الاندماج

من كل ما تقدم يتضح سبب السعي الدءوب اللاهث الذي تقوم به الدول المتطورة الغنية راصدة ملايين الدولارات لتحقيق هذا الهدف العظيم بالتغلب على صعوبة. تحقيق الاحتراق والسيطرة على تماسك البلازما وعلى الحرارة الهائلة الناتجة.

أما أين يقف العالم المتطور الآن بأبحاثه هذه؟ وما هي النجاحات التقنية التي حققها في هذا المضمار؟، فيتضح من البحث في السبل الأساسية المتبعة لتحقيق هذه الغاية وتحديدا في "قدور" الاندماج التي تحققت لإنسان عصرنا، عصر الذرة أنه يمكن في الحقيقة الوقوف عند خمسة أنواع أساسية منها وهى:
1- التوكوماكات: منها التوكوماك (jet) الذى نجح نجاحا جيدا على طريق الحصيلة المعدومة. والتوكوماك (net) ، المشروع الأوربي الصرف، والمفاعل النووي الحراري الدولي التجريبي (iter) ويقوم على أساس حصر البلازما في أنبوب حلقي تحت تأثير مجال مغناطيسي قوي.

2- قدر الاندماج بأشعة ليزر: ومنها التوكوماك الليزري الليبي الصغير في تاجوراء قرب طرابلس (حيث يؤدي قذف الذرات بأشعة الليزر القوية إلى تحويلها إلى بلازما).

3- الاندماج بالحزم الأيونية: الآتية من عدة مسرعات موجهة وتشبه في مبدأ عملها قدور الليزر وهي لا توجد إلا في سانديا بالولايات المتحدة والمعروفة باسم (p B F A Ii) .

4- الاندماج البارد: فيه مسام معدن البلاديوم شره الامتصاص للهيدروجين الذي أثار اهتمام العالم أخيرا.

5- الاندماج بالكبس عن طريق تيارات شديدة جدا من رتبة المليون أمبير الذي سيبدأ العمل به عام 1993 في الامبيريال كولدج في لندن.

الاندماج النووي هو التفاعل الذي يتم فيه اندماج أنويه خفيفة لتكون أنويه أثقل. ويصاحب هذا الإندماج نقص في الكتلة يظهر علي شكل طاقة هائلة. و يتكون الوقود الاندماجي من نظائر الهيدروجين وهي الديوتيريوم s21Hوالتريتيوم s31Hوينتج عن اندماجهما نواة الهليوم a24He.

كيف يمكن تحقيق الاندماج النووي ؟
ويوجد الديوتيريوم في الماء الثقيل الذي يوجد في مياه المحيطات و البحار حيث يوجد بنسبه 1جم لكل 6ألاف جم من الماء العادي . ويفصل الماء الثقيل بواسطة التحليل الكهربائي ويلزم لذلك طاقة تعادل 60ألف كيلوات ساعة. أما التريتيوم فإنه يوجد في الطبيعة بكميات ضئيلة. لذلك فإنه يحضر عن طريق قذف الديوتريوم بالنيوترونات السريعة.و تحتاج تفاعلات الاندماج إلى درجات حرارة عالية تقدر بعشرات الملايين من الدرجات المئوية .

وفي هذه الدرجات تنفعل نواة ذرات الهيدروجين عن الإلكترونات و تصبح الأنويه كأنها سابحة في وسط من الإلكترونات وتعرف هذه باسم البلازماPlasma . ولكي تتغلب الأنوية علي قوة التنافر بينها يلزم وجود ضغط عال يبلغ عدة مليارات من الضغوط الجوية. ويطلق علي التفاعلات الاندماجية اسم التفاعلات النووية الحرارية Thermonuclear Reactions نظرا لأنها تحتاج إلى طاقة حرارية كبيرة لإتمامها.

هذه الشروط متوفرة في الشمس التي تحتوي علي كميات هائلة من الهيدروجين وحيث تتوافر درجات الحرارة العالية ( 15 مليون درجة مئوية ) و فيها تتحد 4 بروتونا و ينتج الهليوم وتعرف هذه العملية بدورة البروتون_ بروتون.

الاندماج النووي والقنبلة الهيدروجينية :

قد استخدم الاندماج النووي في تصنيع القنبلة الهيدروجينية Hydrogen or Thermonuclear bomb وقد أمكن توفير الشروط المطلوبة من درجة حرارة وضغط عال في هذه القنبلة بواسطة قنبلة نووية (ذرية) انشطارية لفترة قصيرة تساعد علي حدوث الاندماج بين نظائر الهيدروجين .

و تعادل قوة القنبلة الهيدروجينية قوة انفجار20 مليون طن من مادة الـ TNT و هي أقوي ألف مرة من قوة القنبلة الذرية و تسبب دمارا تاما في منطقة طولها 10 أميال و يصل تأثيرها الحراري إلى عشرين ميل و ينتشر غبارها الذري إلى ارتفاع 30 ألف قدم فوق سطح الأرض. و من أخطر المواد المشعة الناتجة من الانفجار نظير السترنشيومs3890Sr و عمر النصف له 27 سنة.

وإذا سقط علي الأرض يمتص من التربة بواسطة النباتات و منها إلى الحيوان وينتقل إلى الإنسان عندما يتغذى علي ألبانها و لحومها و يترسب s3890Srفي العظام مسببا سرطان العظام. و كان العالم الألماني هانز بيت Hans Bethe أول العلماء الذين فرضوا أن الطاقة الناتجة من النجوم مثل الشمس هي نتاج تفاعلات الاندماج النووي (1938). وقد أستحق عليها جائزة نوبل في الفيزياء عام 1967 .

مميزات الاندماج النووى :
يتميز الاندماج النووى عن الانشطار النووى كمصدر للطاقة بالمميزات الآتية :

1- وفرة الوقود الاندماجى فمن المعروف أن الديوتريوم s21Hيوجد فى الماء الثقيل بمياه البحر حيث يكون نسبته إلى الماء العادى 1 : 6000 . وهذه الكمية من الديوتريوم تكفى لإنتاج الطاقة اللازمة للبشرية لحوالى 20 ألف مليون سنة .

2- الطاقة الناتجة من المفاعل الاندماجى أكبر من طاقة المفاعل الانشطارى فالكيلو جرام من اليورانيوم ينتج طاقة تعادل 22.9 مليون كيلووات ساعة بينما الكيلو جرام من الديوتيريوم ينتج 177.5 مليون كيلووات ساعة أي أنها أكبر بحوالى ثمان مرات .

3- لا تتخلف نظائر مشعة من عملية الاندماج النووى بينما يتخلف من عملية الانشطار النووى نفايات عالية الإشعاع التى تقدر بحوالى 8000 طن سنوياً من المفاعلات النووية العاملة فى العالم

ومن أهم المشاكل التى تواجه العلماء لإحداث الاندماج النووى ما يأتى :

1- الحصول على درجة حرارة عالية تبلغ ملايين الدرجات المئوية لتحويل نظائر الهيدروجين s21H، s31H إلى حالة البلازما Plasma أي الحالة المتأينة منها ولتكتسب طاقة الحركة اللازمة للتغلب على قوى التنافر بين الأنوية .

2- تجميع البلازما فى مركز الوعاء الحاوى للوقود Plasma Confinement وذلك لإبعادها عن الجدران فتصبح البلازما معزولة ولا تتسرب طاقتها إلى الوسط المحيط بها وبذلك تحافظ على درجة حرارتها وترتفع فيها درجة الحرارة والضغط تدريجياً حتى تتم عملية الاندماج .

ولتحقيق هذه الشروط يوضع خليط الديوتيريوم والتريتيوم بكمية بسيطة داخل وعاء مفرغ إلى ضغط منخفض ويمر فى الوعاء تيار كهربى تبلغ شدته مئات الآلاف من الأمبيرات ونتيجة مرور التيار تنشأ حرارة عالية ترفع درجة حرارة نظائر الهيدروجين فتتحول إلى حالة البلازما وفى نفس الوقت يتولد مجال مغناطيسى قوى جداً يعمل على تجميع Confinement البلازما فى شريط رفيع وشديدة الإضاءة ذو ضغط وحرارة عالية وبعيداً عن جدران الوعاء .

- ومن الجدير بالذكر الإشارة إلى صعوبة الحصول على شدة التيار المطلوبة لأن هذا يتطلب بناء مولد كهربى الذى يقوم بتوليد فرق جهد يساوى مئات الملايين من الفولت بدون توقف . ويبين الشكل أساسيات أحد أجهزة الاندماج النووى الذى يعرف باسم توكاماك Tokamak

الـبـلازمــــــا

كلمة بلازما لدى معظم الناس تعنى فقط أنها الحالة الرابعة من المادة وهى توجد فقط فى التفاعلات النووية التى تحدث فى اعماق النجوم وعلى اسطحها أو تلك التى تحدث فى المفاعلات النووية حيث درجات الحرارة العالية والضغط المرتفع، ولكن هناك العديد من الصناعات التكنولوجية المعقدة جدا تعتمد اعتمادا كليا على استخدام البلازما المصنعة فى المختبر، من هذه الصناعات صناعة الدوائر الالكترونية المتكاملة وتصنيع الماس وعمل رقائق واسلاك من المواد فائقة التوصيل للكهرباء وكذلك فى تحويل الغازات السامة إلى غازات نافعة هذا فضلا عن دراسة وفهم اسرار الكون الفسيح. فى هذا المقال سوف نلقى الضوء على البلازما واستخداماتها.

معظم المواد فى الطبيعة توجد فى ثلاث حالات هى، الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية ويمكن تحويل المادة من حالة إلى اخرى اما بتغيير درجة الحرارة أو الضغط، وفى كل هذه الحالات تكون ذرات المادة محتفظة بالكتروناتها مرتبطة بها بقوى تجاذب كهربية. ولكن هناك حالة رابعة للمادة وهى تكون على صورة غاز ولكن هذا الغاز يحتوى على خليط من أعداد متساوية من الايونات موجبة الشحنة والكترونات سالبة. هذا الخليط يسمى بالغاز المتأين أو البلازما Plasma، وحيث أن البلازما حالة غير مستقرة فإن قوة التجاذب الكهربية تعمل على اعادة اتحاد الشحنات الموجبة والسالبة مع بعضها البعض، وتكون نتيجة اعادة الاتحاد هو انطلاق ضوء ذو تردد معين يعتمد على مستويات الطاقة للذرات المكونة لمادة البلازما.

أين توجد البلازما؟
غالبا معظم المواد الموجودة فى هذا الكون الفسيح توجد على شكل بلازما. هذه البلازما تكون عند درجات حرارة عالية وكثافة عالية ايضا، وتتغير هذه الظروف من مكان إلى آخر، فعلى سبيل المثال تبلغ درجة حرارة مركز الشمس عشرة ملايين درجة مئوية بينما على سطحها فإن درجة الحرارة تصل إلى ستة الاف درجة مئوية، ومن هنا فإن البلازما داخل الشمس تختلف تماما عن خارجها. ولكن على الكرة الأرضية حيث توجد المادة غالبا فى الحالة الصلبة، وطبقات الغلاف الجوى عبارة عن غاز غير متأين، أى أنه لا يوجد حالة بلازما طبيعية على سطح الأرض. ولكن هل يمكن عمل بلازما فى المختبر؟ إذا كنت تقرأ هذا المقال تحت ضوء مصباح فلورسنت (النيون) فإن مصدر هذا الضوء هو عبارة عن بلازما مصنعة، فعند مرور التيار الكهربى داخل غاز (غاز الزئبق) تحت ضغط منخفض فإنه يعمل على تأين الغاز مخلفا خليطا من الأيونات الموجبة والالكترونات، ما تلبث ان تتحد مع بعضها البعض وتكون النتيجة انبعاث الضوء الساطع، وتستمر هاتان العمليتان (التأين والاتحاد) طالما استمر التيار الكهربى فى السريان. هذا مثال على مصدر بلازما ذات درجة حرارة منخفضة موجود فى بيتك.
لكن قديما وحتى يومنا هذا اهتم علماء الفيزياء الفلكية بكشف اسرار الكون وفهم ماذا يحدث على سطح الشمس والنجوم الاخرى. لذلك حاول العلماء تصنيع نفس البلازما الموجودة فى النجوم داخل المختبر، ولصنع هذه البلازما طور العلماء اجهزة مختلفة قادرة على توليد طاقة هائلة لانتاج بلازما بنفس ظروف البلازما الموجودة فى الطبيعة، كان احد هذه الاجهزة هو جهاز التحديد المغناطيسى Magnitec-confinment devices. وتمت معرفة معلومات كثيرة عن تركيب وفهم السطح الخارجى للغلاف الشمسى. ولكن ماذا عن البلازما الموجودة داخل الشمس ذات درجات الحرارة العالية جدا. كيف يمكن تصنيعها فى المختبر؟
فى الحقيقة وحتى عهد قريب وبتطور اجهرة الليزر اصبح بالامكان الحصول على بلازما مشابهة لتلك الموجودة على اى نجم سواء داخله أو خارجه.

الحصول على بلازما بواسطة اشعة الليزر؟
نعلم أن الضوء هو عبارة عن تذبذب مجالين متعامدين احدهما كهربى والاخر مغناطيسى. والليزر ما هو الا عبارة عن ضوء له خصائص مميزة تجعل شدة اشعاعه (الطاقة لكل وحدة مساحات لكل وحدة زمن) تزداد بزيادة المجال الكهربى والمغناطيسى لموجاته.
ولكن هل يمكن أن يكون الضوء الناتج من اشعة الليزر أقوى من الأجسام الصلبة؟ إن شدة المجال الكهربى لشعاع الليزر تبلغ 5x1011v/m عندما تكون شدة اشعاعه 3x1020W/m2، وفى أيامنا هذه تصل شدة اشعاع بعض انواع الليزر إلى مايقارب 1022W/m2. وبالمقارنة بشدة اشعاع مصباح كهربى عادى (60Watt) على بعد متر او مترين فهى لا تزيد عن 0.1W/m2. حيث أن المجال الكهربى لهذه الاشعة يفوق بكثير المجال الكهربى الذى يربط ذرات المواد الصلبة بعضها ببعض وبذلك فإن المجال الكهربى لشعاع الليزر سوف يؤثر على الكترونات المواد الصلبة ويفصلها عن الذرات تاركا أيونات موجبةـ وبهذا يحول الليزر جزء من المادة الصلبة إلى حالة بلازما. يتضح مما سبق أنه يمكن استخدام اشعة الليزر المركزة لانتاج بلازما عند درجات حرارة عالية جدا داخل المختبر وبتكلفة قليلة. يوضح شكل (1) كيفية تصنيع بلازما فى المختبر باستخدام الليزر.
ولهذا النظام العديد من التطبيقات الهامة فى مجال الفيزياء الفلكية حيث يتم اختيار نوع مادة الهدف وتصميمه بشكل هندسى معين حتى تكون البلازما الناتجة فى المختبر مشابهة لظروف البلازما الحقيقية للنجم المراد دراسته. بالاضافة إلى إلى ذلك فإن البلازما تستخدم فى العديد من الصناعات.

التطبيقات الصناعية للبلازما
صناعة الدوائر الالكترونية المتكاملة
تستخدم البلازما ذات درجات الحرارة المنخفضة فى العديد من المجالات الهامة على سبيل المثال، معظم الدوائر المتكاملة المعقدة جدا والتى تدخل فى تركيب كل جهاز الكترونى، هذه الدوائر الالكترونية تحتوى على عشرات الالاف من الترانزستورات والمكثفات موصلة ببعضها البعض بواسطة اسلاك قطرها فى حدود 0.1 ميكرومتر، هذا النوع من التكنولوجيا الدقيقة والمعقدة تصنع باستخدام البلارما، حيث تقوم البلازما بنحت الدوائر الالكترونية على شريحة السيليكون بناءا على القناع المعدنى الموضوع امام الشريحة.
فى هذه العملية يكون النحت على شريحة السليكون كالاتى:-
حيث أن الالكترونات داخل البلازما حرة الحركة وطاقتها اعلى من الايونات الموجبة فإنها تصل إلى اطراف البلازما بسرعة وتقوم بدورها بجذب الايونات الموجبة اتجاهها وتعجلها باتجاه الشريحة وعند اصطدام الايونات الموجبة بالمناطق المكشوفة على الشريحة تقوم بنحتها، وبعدها يستبدل القناع المعدنى باخر مطبوع عليه الدوائر الكهربية الخاصة بالطبقة الثانية وهكذا بالنسبة للطبقة الثالثة والرابعة ...... والخ حتى تتم عملية النحت.
هنالك طريقة اخرى متبعة وهى تعتمد على استخدام مركب Carbon tetrafluoride CF4 كمصدر لانتاج البلازما، وعندها يتحول هذا المركب إلى اجزاء اخرى منها ذرات الفلورين. هذه الذرات تتفاعل مع ذرات السيليكون المكونة للشريحة وتكون مركب جديد هو Silicon tetrafluoride والذى يمكن ازالته اثناء عملية الضخ. يتضح مما سبق أن هذه الطريقة هى عملية كيميائية تقوم فيها ذرات الفلورين بالتهام السليكون المراد ازالته. وهذه العملية اسرع من عملية النحت المذكورة سابقا.
وتجدر الاشارة إلى أن البحث والتطوير جارى منذ عام 1980 وحتى الأن للحصول على بلازما منتظمة لتغطى اكبر مساحة ممكنة حيث كانت شريحة السيليكون المستخدمة قديما تبلغ 2سم2 اما الأن فهى تصل إلى 20سم2، وهذه البلازما لها استخدامات عديدة فهى تستخدم فى شاشات اجهزة الكمبيوتر المتنقلة Notebook computer كمصدر ضوئى، والتى ادت إلى تطور كبير فى مجال تكنولوجيا شاشات العرض. ويسعى العلماء حاليا للحصول على شاشة مساحتها 1متر مربع وسمكها لايزيد عن 4-5 سم لاستخدامها كشاشة تلفزيون يمكن تعليقها فى المنازل والمحلات دون ان تشغل حيز من الغرفة، وهذا سوف يتحقق بالوصول إلى بلازما متجانسة على مساحة 1متر مربع.

[center]

حافظة على نظافة البيئة
تستخدم البلازما حاليا فى العديد من الدول المتقدمة فى التخلص من المواد السامة الملوثة للبيئة معتمدين على العمليات الكيميائية الفريدة التى تتم داخل البلازما. حيث يمكن ان تقوم البلازما بتحويل المواد السامة المنبعثة من مداخن المصانع ومن عوادم السيارات مثل غاز اكسيد الكبريت (SO) واكسيد النيتريك (NO) إلى مواد غير سامة. فعلى سبيل المثال غاز NO قبل ان يخرج من المدخنة إلى الغلاف الجوى، توجه عليه حزمة من الالكترونات ذات طاقة عالية من جهاز مثبت فى منتصف المدخنة تعمل على تأيين الغازات الموجودة (المادة السامة NO والهواء) أى تحولها إلى حالة بلازما. وقبل خروجها إلى الجو تكون مرحلة التأيين قد انتهت وتتكون جزيئات النيتروجين والاكسجين نتيجة لعملية اعادة الاتحاد. وبهذا نكون قد حولنا الغازات الملوثة إلى غازات نافعة وبتكاليف قليلة.
يجدر الاشارة هنا أنه تم حديثا التوجه إلى معالجة الغازات المنطلقة من عوادم السيارات، حيث تم تركيب جهاز بلازما فى عادم السيارة ليعالج الغازات السامة قبل خروجها إلى الجو.
كذلك اجريت تجارب عديدة على الفضلات الصلبة والسائلة حيث تستخدم بلازما عند درجات حرارة عالية تصل إلى 6000 درجة مئوية تعمل على تبخير وتحطيم المواد السامة وتحولها إلى غازات غير سامة، وفى نهاية العملية يكون ماتبقى من مواد صلبة فى صورة زجاج. وتم فى امريكا العام الماضى التخلص من حوالى 4000 مستودع يحتوى على فضلات صلبة وملوثة للبيئة بواسطة البلازما. وقد كانت هذه الفضلات تدفن فى باطن الارض مما كانت تسبب اخطار تلوث. وباستخدام البلازما يمكن حاليا التخلص من 200 كيلو جرام من المواد السامة فى الساعة.

كيف تصنع بلازما فى المختبر
لكى نصنع بلازما تحت ضغط منخفض لغاز ما، فإن كل ما يلزم هو مفرغة هواء بارتفاع متر وعرض نصف متر تقريبا، وكذلك مصدر تغذية للتيار المتردد، (فى الصناعة يكون مصدر التيار فى مجال ترددات الراديو 13.56MHz وحديثا يمكن استخدام اجهزة الميكرويف ذات ترددات اعلى 2.45GHz). فى الواقع يمكن عمل بلازما باى شكل ولكن الاكثر استخداما فى الصناعة هو الموضح فى شكل (2)، ويحتوى على قرصين معدنيين نصف قطرهما حوالى 15 سم والمسافة الفاصلة بينهما من 4-5سم. بعد ضخ الهواء بواسطة المفرغة يدخل الغاز المراد تحويلة إلى حالة بلازما وقد يكون خليط من الغازات، وبمجرد مرور التيار الكهربى (~200Watt) يبدأ الغاز فى التوهج مصدرا ضوءا ساطعا لونه يعتمد على نوع الغاز.

[/center]

السلاح النووي عبارة عن سلاح يعتمد في قوته التدميرية على عملية الإنشطار النووي؛ ونتيجة لعملية الإنشطار هذه تكون قوة انفجار قنبلة نووية صغيرة أكبر بكثير من قوة انفجار أضخم القنابل التقليدية حيث أن بإمكان قنبلة نووية واحدة تدمير أو إلحاق أضرار فادحة بمدينة بكاملها. فُجرت أول قنبلة نووية للاختبار في 16 يوليو 1945 في منطقة تدعى صحراء ألاموغوردو Alamogordo تقع في ولاية نيو مكسيكو New Mexico في الولايات المتحدة وسميت القنبلة باسم القنبلة (أ) A-bomb وكان هذا الاختبار بمثابة ثورة في عالم المواد المتفجرة التي كانت قبل اختراع القنبلة النووية تعتمد في قوتها على الإحتراق السريع لمواد كيميائية الذي يؤدي إلى نشوء طاقة معتمدة فقط على الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي للذرة؛ على عكس القنبلة النووية التي تستمد طاقتها من نواة الذرة مستندة على عملية الإنشطار النووي وبهذه العملية فان شكلاً دائرياً صغيراً بحجم كف اليد يمكن أن يسبب انفجاراً تصل قوته إلى قوة انفجار يحدثه 20,000 طن من مادة تي إن تي.

القنبلة (أ) A-bomb تم تطويرها وتصنيعها واختبارها من قبل ماسمي بمشروع مانهاتن Manhattan Project التي كانت عبارة عن مؤسسة امريكية ضخمة تشكلت في عام 1942 في خضم الحرب العالمية الثانية وكان المشروع يضم ابرز علماء الفيزياء في الولايات المتحدة مثل أنريكو فيرمي Enrico Fermi و روبرت أوبنهايمر J. Robert Oppenheimer والكيميائي هارولد أوري Harold Urey. بعد الحرب العالمية الثانية قامت هيئة الطاقة النووية في الولايات المتحدة بإجراء أبحاث على القنابل الهيدروجينية وتدريجيا بدأ إنتاج قنابل نووية أصغر حجما بكثير من القنابل النووية الأولية التي كانت ضخمة الحجم وبدأت عملية تركيب رؤوس نووية على الصواريخ التقليدية التي يمكن اطلاقها من على منصات متحركة أو من على سطح البحر وحتى من تحت أعماق المحيطات.

اُستُعمِلَت القنبلة الذرية مرتين في تاريخ الحروب؛ وكانتا كلتاهما أثناء الحرب العالمية الثانية عندما قامت الولايات المتحدة بإسقاط قنبلة ذرية على مدينة هيروشيما في 6 اغسطس 1945 وقنبلة ذرية اخرى على مدينة ناكاساكي بعد 3 أيام، أي في 9 اغسطس 1945 وكلا المدينتين تقعان في اليابان. وقد أدى إسقاط هاتين القنبلتين إلى قتل 120,000 شخص في نفس اللحظة، ومايقارب ضعف هذا العدد بعد سنوات. وكانت الأغلبية العظمى من الضحايا في هذين المدينتين من المدنيين. انتقدت الكثير من الدول الضربة النووية على هيروشيما و ناكاساكي إلا أن الولايات المتحدة ارتأت انها احسن طريقة لتجنب اأعداد أكبر من القتلى إن استمرت الحرب العالمية الثانية فترة أطول.

بعد الضربة النووية على هيروشيما و ناكاساكي وحتى وقتنا الحاضر؛ وقع مايقارب 2000 انفجارا نوويا كانت بمجملها انفجارات تجريبية واختبارات قامت بها الدول السبع التي أعلنت عن امتلاكها لأسلحة نووية وهي الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي (روسيا حالياً) وفرنسا والمملكة المتحدة والصين وباكستان والهند. هناك عدد من الدول التي قد تمتلك اسلحة نووية ولكنها لم تعلن عنها مثل إسرائيل وكوريا الشمالية وأوكرانيا، واتُهِمَت إيران مؤخراً من قبل عدد من الحكومات بأنها إحدى الدول ذات القدرة النووية. يُستخدم السلاح النووي في وقتنا الحاضر كوسيلة ضغط سياسية وكوسيلة دفاعية استراتيجية، وتستعمل القدرة النووية أيضا استعمالات غير عسكرية للطاقة النووية.

أنواع الأسلحة النووية
هناك ثلاثة انواع رئيسية من الأسلحة النووية وهي:

الأسلحة النووية الإنشطارية Fission Weapons وتشمل الأنواع الفرعية: قنابل الكتلة الحرجة Critical Mass , قنابل المواد المخصبة Enriched Materials ,
الأسلحة النووية الإندماجية Fusion Weapons ومن أهم أنواعها: القنابل الهيدروجينية Hydrogen Bombs التي تعرف ايضا بالقنابل النووية الحرارية Thermonuclear Bombs و .القنبلة النيوترونية Neutron Bomb
الأسلحة النووية التجميعية Combination Methods، وتشمل الأنواع الفرعية: القنابل ذات الإنشطار المصوب Gun-type Fission Weapon , قنابل الإنشطار ذات الانضغاط الداخلي Implosion Method ,

انتشار السلاح النووي

في الوقت الحاضر؛ توجد خمس دول أعلنت أنها دول تمتلك اسلحة نووية، وقامت بتوقيع معاهدة الحد من انتشار الأسلحة النووية. وهذه الدول هي: الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي (روسيا حاليا) وفرنسا والمملكة المتحدة والصين . هناك دولتان اعلنتا امتلاكهما لأسلحة نووية دون أن توقعا على معاهدة الحد من انتشار الأسلحة النووية وهما باكستان والهند. كوريا الشمالية أعلنت رسميا عن امتلاكها لأسلحة نووية لكنها لم تقدم أدلة ملموسة حول إجراء اختبار لقنبلتها النووية، ويحيط الكثير من الغموض بالملف النووي الكوري. وعلى النقيض من كوريا الشمالية كانت جنوب أفريقيا تمتلك في السابق ترسانة نووية لكنها قررت تدميرها.

هناك شكوك كبيرة في امتلاك اسرائيل لأسلحة نووية، غير أن الحكومات الأسرائيلية لم تعلن أو تنكر رسميا امتلاكها لأسلحة نووية حتى الآن. وجهت مؤخرا اتهامات الى أيران من قبل الولايات المتحدة وبعض الحكومات الغربية بامتلاكها قنابل المواد المخصبة، وهي نوع من الأسلحة النووية الإنشطارية، ولكن إيران نفت هذه الاتهامات؛ ولايزال الجدل قائما حول سماح ايران لمنظمة الوكالة الدولية للطاقة الذرية بإجراء عمليات تفتيش على المفاعلات النووية الإيرانية

[center] معاهدات عدم انتشار السلاح النووي

بدأ منذ الخمسينيات بروز أصوات مناهضة لعمليات الاختبار والتسلح النووي، حيث أُجري منذ 16 يونيو 1945 وحتى 31 ديسمبر 1953 أكثر من خمسين انفجاراً نووياً تجريبياً، مما حدا بالكثير من الشخصيات العالمية إلى التعبير عن رفضها لهذه الأفعال، ومن أبرزها جواهر لال نهرو رئيس وزراء الهند آنذاك والذي دعى إلى التخلي عن إجراء أي اختبارات نووية، دون أن تلقى دعواته آذاناً صاغية من القوى العظمى آنذاك بسبب انهماكها في تفاصيل الحرب الباردة.

بدأت أولى المحاولات للحد من الأسلحة النووية في عام 1963؛ حيث وقعت 135 دولة على اتفاقية سُميت معاهدة الحد الجزئي من الاختبارات النووية وقامت الأمم المتحدة بالإشراف على هذه المعاهدة؛ علماً بأن الصين وفرنسا لم توقعا على هذه المعاهدة وكانتا من الدول ذات الكفاءة النووية.

في عام 1968 تم التوقيع على معاهدة الحد من انتشار الأسلحة النووية، ولكن باكستان والهند وهما دولتان تملكان الأسلحة النووية لم توقعا على هذه المعاهدة، وانسحبت كوريا الشمالية منها في عام 2003.

في 10 سبتمبر 1996 فُتِحَت مُعاهدة جديدة للتوقيع سَميت معاهدة الحد الكلي من إجراء الاختبارات النووية وفيها مُنِع أجراء أي تفجير للقنابل النووية؛ حتى لأغراض سلمية. تم التوقيع على هذه المعاهدة من قبل 71 دولة حتى الآن. لكن لغرض تحويل هذه المعاهدة الى قرار عملي فإنه يجب ان يصدق عليه من قبل كل الدول الأربع والأربعين التالية: الجزائر والأرجنتين وأستراليا والنمسا وبنغلاديش وبلجيكا والبرازيل وبلغاريا وكندا تشيلي والصين وكولومبيا وكوريا الشمالية وجمهورية الكونغو الديمقراطية ومصر وفنلندا وفرنسا وألمانيا و هنغاريا والهند وإندونيسيا وإيران وإسرائيل وإيطاليا واليابان و المكسيك و هولندا و النروج و باكستان و پيرو و بولندا و رومانيا وكوريا الجنوبية وروسيا وسلوفاكيا وجنوب إفريقيا وإسبانيا والسويد وسويسرا وتركيا وأوكرانيا والمملكة المتحدة والولايات المتحدة وفيتنام.

إلى هذا اليوم قامت بعض الدول الأربع والأربعين التي يجب أن تُصادِق على المعاهدة بالتوقيع. لم توقع الهند وباكستان وكوريا الشمالية، وقامت دول اخرى بالتوقيع ولكنها لم تتخذ قرارا بالتصديق على المعاهدة؛ وهذه الدول هي الصين وكولومبيا ومصر وإيران وإسرائيل والولايات المتحدة وإندونيسيا وفيتنام. ولا يتوقع ان تقوم اي من هذه الدول بالتصديق على المعاهدة في المستقبل القريب حيث تشهد معظم هذه المناطق توترا سياسيا يحول دون التصديق على هذه المعاهدة[/center]

» كتاب الفيزياء والكهرباء والمغناطيسية والإلكترونيات بالعربي
» موقع الفيزياء التعليمي
» الحاصلون على نوبل فى الفيزياء
» أسطوانة منهج الفيزياء
» دورات هندسة المساحة ، الجيولوجيا ، الفيزياء