محتويات
استخدامات الانشطار النووي
يستخدم الانشطار النووي في العديد من المجالات، منها:[١]
- الزراعة: تعمل منظمات الأغذية والزراعة مع الوكالات الدولية للطاقة الذرية في برنامج تحسين الاستدامة الغذائية بمساعدة التكنولوجيا النووية والتقنيات الحيوية، بالإضافة إلى تحسين إنتاج الغذاء.
- حث الطفرات النباتية: وهي عبارة عن تعريض أجزاء أو بذور نبات معين للإشعاع مثل أشعة جاما لإحداث طفرات، بعد ذلك يتم زراعة تلك الأجزاء أو البذور لإنتاج النبتة المحسّنة.
- ترشيد استخدام الأسمدة: على سبيل المثال: يستخدم نظير (النيتروجين-15) بوضعه على الأسمدة كوسيلة للتحقق من الكمية التي تستهلكها النباتات من الأسمدة، مما يجعل عملية استخدام الأسمدة أكثر دِقة.
- مكافحة الحشرات: تعد الخسائر السنوية في المحاصيل المتضررة نتيجة الحشرات كبيرة على الرغم من استخدام المبيدات، لذلك يستخدم الإشعاع للسيطرة على أعداد الحشرات من خلال جعلها عقيمة عبر تعريضها للأشعة السينية أو أشعة جاما ومن ثم إطلاقها مجددًا، بحيث يتم استغلال فوائدها على النباتات وضمان عدم تكاثرها.
- الطعام: تعمل عملية تعريض المواد الغذائية لأشعة جاما على قتل البكتيريا التي تسبب الأمراض، وأيضًا تعمل على زيادة مدة الصلاحية ومنع تلفها.
- الكشف عن وجود تلف أو تسرب: يتم استخدام المواد المشعة لفحص الأجزاء المعدنية وسلامة النقاط الملحومة، وكذلك فحص أنظمة خطوط أنابيب النفط والغاز مثلًا، عن طريق وضع مصدر مشع داخل الأنبوب لمعرفة مكان التسريب.
- تحديد عُمْر الكربون: أيضًا يمكن استخدامها في تحديد عُمر الصخور والمواد الأخرى التي يهتم بها الجيولوجيون وعلماء الأنثروبولوجيا وعلماء الآثار وعلماء المياه.
- تحلية المياه: تعد محطات التحلية النووية أفضل، لأن محطات التحلية التي تعمل على الوقود الأحفوري تساهم في زيادة مستويات غازات الاحتباس الحراري.
- الطب والتشخيص: حيث يتم استخدام التصوير الشعاعي لمساعدة الأطباء على التشخيص بشكل أدق.
- علاج بعض الأمراض: يتم استخدام الطب النووي أيضًا لأغراض العلاج، مثل اليود المشع بكميات صغيرة لعلاج السرطان والحالات الأخرى التي تؤثر على الغدة الدرقية.
- التعقيم: هناك بعض الأدوات التي قد تتلف عند تعقيمها حراريًا، مثل: المحاقن والقفازات والملابس والأدوات، لذلك تستخدم المستشفيات أشعة جاما لتعقيمها.
- وسائل النقل: كالسفن التي تعمل بالطاقة النووية، وفي الرحلات الفضائية، كما يمكن استخدام الكهرباء أو الحرارة الناتجة من محطات الطاقة النووية لإنتاج الهيدروجين الذي يمكن استخدامه في خلايا الوقود للسيارات.
- التتبع والكشف عن الموارد المائية والملوثات البيئية: مثل الكشف عن الملوثات البيئية وتحليلها، كما تتيح تقنيات الهيدرولوجيا التتبع الدقيق وقياس مدى توفر موارد المياه الجوفية.
نتائج الانشطار النووي
تنتج طاقة كبيرة عن عملية انقسام نواة الذرة غير المستقرة إلى نواتين أصغر أو أكثر، وتُطلِق هذه الطاقة نيوترونات إضافية، ثم يتكرر الانقسام إلى ذرات متعددة بسببها، مما ينتج عن ذلك تفاعلًا متسلسلًا يطلق المزيد والمزيد من الطاقة، وذلك في الحالة التلقائية لانقسام الذرة،[٢] إذ يعمل الانشطار على تفتيت النوى الكبيرة ليتم إطلاق الكثير من الطاقة مما يؤدي إلى انخفاض ملموس في الكتلة، وينتج عن ذلك خلل في المعادلة بين الكتلة والطاقة، والذي يجعل الكتلة تتحول إلى طاقة، حيث تحدث عملية الانشطار بشكل عام عندما تتعرض النواة غير المستقرة كبيرة الحجم إلى التصادم بواسطة نيوترون حراري منخفض الطاقة، والذي يؤدي إلى عدم توازن بين القوى المتبادلة بين عناصر الذرة والقوة النووية.[٣]
ما مخاطر الانشطار النووي؟
على الرغم من وجود العديد من الاستخدامات والفوائد للانشطار النووي، إلا أن له مخاطر عِدة أيضًا، إذ تؤثر الانشطارات النووية على صحة الإنسان والبيئة عمومًا، ويعد الآتي من أكثر مخاطر الانشطار النووي:[٤]
- ارتفاع خطر التعرض للإشعاع: حيث يعد الإشعاع المنبعث من التفاعلات ضار جدًا على الإنسان والحيوان.
- كوارث مدمرة: حيث يعد الانشطار النووي حساسًا لأي حادث للغاية، فأي ضرر أو حادثة صغيرة ممكن أن تؤدي إلى كوارث مدمرة على مستوى واسع.
- التلوث الإشعاعي: ينتج عن التفاعلات نفايات عالية الإشعاع وضارة جدًا، إذ يمكن أن تلوث المياه أو النبات واللذان يمكن أن يسببا أمراضًا خطيرة وقاتلة.
- التكلفة المرتفعة وصناعة الأسلحة: إذ إن تكلفة البناء أو الإصلاح عند حصول خطأ تعد مرتفعة جدًا، بالإضافة إلى أنه يمكن استغلالها لصنع الأسلحة النووية المدمرة.
أنواع التفاعلات النووية
كم نوع للتفاعلات النووية؟ هناك أربعة أنواع رئيسية تنتج عن التفاعلات النووية كالتالي:
- الانشطار النووي: تحدث عملية الانشطار النووي عندما تنقسم نواة الذرة إلى نواة أخف من خلال تفاعل نووي، إذ يمكن أن يكون انقسامًا تلقائيًا طبيعيًا، أو يمكن محاكاته في المختبرات من خلال تحقيق الظروف اللازمة.[٥]
- الاندماج النووي: إذ تندمج نواتان خفيفتان وتشكلان نواة واحدة أثقل، والتي تنتج طاقة يمكن استخدامها.[٦]
- الاضمحلال النووي: ويعني حدوث تغيير في كتلة الذرة، وعلى مدى فترات زمنية قصيرة يمكن ملاحظتها، وبعضها يحتاج ملايين السنين ليضمحل، وقد لا يضمحل طوال فترة وجوده، وللاضمحلال ثلاثة أنواع:[٧]
- اضمحلال أشعة ألفا (Alpha Decay).
- اضمحلال أشعة بيتا (Beta Decay).
- اضمحلال أشعة جاما (Gamma decay).
- التحول النووي: وهو عبارة عن تحويل عنصر كيميائي أو نظير إلى آخر، أي يمكن تحويل ذرات عنصر ما إلى عنصر آخر؛ إما من خلال التفاعلات النووية، أو من خلال الاضمحلال الإشعاعي.[٨]
المراجع
- ↑ "The Many Uses of Nuclear Technology", world-nuclear, 12/5/2021, Retrieved 2/6/2021. Edited.
- ↑ "Nuclear fission", courses.lumenlearning, Retrieved 7/6/2021. Edited.
- ↑ "Nuclear fission", energyeducation, Retrieved 7/6/2021. Edited.
- ↑ "Disadvantages", byjus, Retrieved 2/6/2021. Edited.
- ↑ "What is Nuclear Fission?", byjus, Retrieved 2/6/2021. Edited.
- ↑ "DOE Explains...Nuclear Fusion Reactions", energy, Retrieved 2/6/2021. Edited.
- ↑ "Why do nuclear reactions happen? What are the types of nuclear reaction?", khanacademy, Retrieved 2/6/2021. Edited.
- ↑ "Nuclear Transmutation", courses.lumenlearning, Retrieved 2/6/2021. Edited.
