كل ما تريد معرفته عن اليورانيوم

[ymb]

سلام عليكم

اليورانيوم وما ادراك ما اليورانيوم


إن كل من نوعي اليورانيوم مشع بطبيعته. وذراتهما الثقيلة تتحلل على مدى فترة زمنية. وإذا ما أعطيا فترة كافية من الزمن ( أكثر بكثير

جدا من مئات الألوف من السنين) فإن اليورانيوم في الواقع يفقد أجزاء كثيرة منه للدرجة أنه سيتحول إلى معدن آخر هو الرصاص. ومع ذلك فإن عملية الإنحلال يمكن تسريعها بالعملية المعروفة بإسم التفاعل التسلسلي chain reaction. الذرات تجبر على الإنشطار بواسطة النيوترونات التي تأخذ طريقها بقوة إلى النواة. إن ذرة اليورانيوم 235 تكون غير مستقرة لدرجة أن صدمة من نيوترون واحد كاف لأن يقسمها وبالتالي يتسبب في حدوث التفاعل المتسلسل (بسبب تحرر نيوترونات أكثر). وهذا يمكن أن يحدث حتى عندما (نسبيا أقل) تتواجد كتل حرجة.

عندما يحدث هذا التفاعل المتسلسل، فإن ذرة اليورانيوم تنشطر إلى ذرتين أصغر من عناصر مختلفة مثل الباريوم والكريبتون.

عندما تنقسم ذرة اليورانيوم 235، فإنه ينتج عنها طاقة بشكل حرارة وإشعاع من نوع جاما، والذي يعتبر هو أقوى شكل من أشكال الإشعاع وأكثرها إماتة. وعندما يحدث هذا التفاعل، ف‘ن الذرة المنقسمة ستعطي أيضا أثنين أو ثلاثة من نيوتروناتها "الزائدة"، والتي لا يحتاج إليها لعمل الباريوم أو الكريبتون. هذه النيوترونات الزائدة تطير خارجا بقوة كافية كي تشطر ذرات أخرى تصادفها في طريقها. (أنظر إلى الرسم في الأسفل). ونظريا فإنه من الضروري القيام بشطر ذرة يورانيوم واحدة كي تقوم النيوترونات المنفصلة منها بشطر الذرات الأخرى، والتي هي بالتالي تخرج منها نيوترونات لشطر ذرات أخرى وهكذا. إن هذه المتوالية لا تتم في الواقع حسابيا ولكن بتوال هندسي. إن كل هذا سيحدث خلال جزء من مليون من الثانية.

إن أقل كمية كي تبدا التفاعل المتسلسل كما تم وصفه يعرف بالكتلة الحرجة العظمى SuperCritical Mass. والكتلة الفعلية التي يحتاج إليها لتسهيل هذا التفاعل المتسلسل تعتمد على نقاوة المادة، ولكن بالنسبة لليورانيوم 235 النقي فإن هناك حاجة لخمسون كيلوجراما، ولكن لأنه لا يوجد يورانيوم نقي للغاية ولهذا ففي الواقع هناك حاجة لكمية أكبر.


رسم يمثل التفاعل المتسلسل
Diagram of a Chain Reaction



النيوترونات الداخلة[1] - Incoming Neutron
يورانيوم 235[2] - Uranium-235
يورانيوم 236[3] - Uranium-236
ذرة باريوم[4] - Barium Atom
ذرة كريبتون[5] - Krypton Atom
|
|
|
|
[1]------------------------------> o
. o o .
. o_0_o . <-----------------------[2]
. o 0 o .
. o o .
|
\|/
~
. o o. .o o .
[3]-----------------------> . o_0_o"o_0_o .
. o 0 o~o 0 o .
. o o.".o o .
|
/ | \
|/_ | _\|
~~ | ~~
|
o o | o o
[4]-----------------> o_0_o | o_0_o <---------------[5]
o~0~o | o~0~o
o o ) | ( o o
/ o \
/ [1] \
/ \
/ \
/ \
o [1] [1] o
. o o . . o o . . o o .
. o_0_o . . o_0_o . . o_0_o .
. o 0 o . <-[2]-> . o 0 o . <-[2]-> . o 0 o .
. o o . . o o . . o o .
/ | \
|/_ \|/ _\|
~~ ~ ~~
. o o. .o o . . o o. .o o . . o o. .o o .
. o_0_o"o_0_o . . o_0_o"o_0_o . . o_0_o"o_0_o .
. o 0 o~o 0 o . <--[3]--> . o 0 o~o 0 o . <--[3]--> . o 0 o~o 0 o .
. o o.".o o . . o o.".o o . . o o.".o o .
. | . . | . . | .
/ | \ / | \ / | \
: | : : | : : | :
: | : : | : : | :
\:/ | \:/ \:/ | \:/ \:/ | \:/
~ | ~ ~ | ~ ~ | ~
[4] o o | o o [5] [4] o o | o o [5] [4] o o | o o [5]
o_0_o | o_0_o o_0_o | o_0_o o_0_o | o_0_o
o~0~o | o~0~o o~0~o | o~0~o o~0~o | o~0~o
o o ) | ( o o o o ) | ( o o o o ) | ( o o
/ | \ / | \ / | \
/ | \ / | \ / | \
/ | \ / | \ / | \
/ | \ / | \ / | \
/ o \ / o \ / o \
/ [1] \ / [1] \ / [1] \
o o o o o o
[1] [1] [1] [1] [1] [1]