التفاعلات والاضمحلال النووي
التفاعلات والاضمحلال النووي هما العمليتان اللتان تتحول بموجبهما النوى الذرية، مطلقةً الطاقة والجسيمات ومُحوِّلةً عنصرًا إلى آخر.
Definition
تشمل التفاعلات والاضمحلال النووي التحولات التلقائية للنوى المشعة وإعادة الترتيب المستحثة للنيوكليونات عندما تتصادم النوى مع الجسيمات أو نوى أخرى، وكلها تخضع لحفظ الطاقة والزخم والشحنة وعدد النيوكليونات.
Scope
يغطي هذا المجال الاضمحلال التلقائي للنوى غير المستقرة من خلال انبعاثات ألفا وبيتا وغاما، والتفاعلات النووية المستحثة بما في ذلك الانشطار والاندماج والتشتت والالتقاط. ويتناول قوانين الحفظ، والطاقات، وآليات التفاعل التي تحكم هذه العمليات، والمقاطع العرضية التي تحدد احتمالات التفاعل كميًا، والدور المركزي للتفاعلات النووية في توليد الطاقة، وتكوين العناصر، والدراسات المخبرية للبنية النووية.
Sub-topics
Core questions
- ما الذي يحكم معدل وطريقة اضمحلال النواة غير المستقرة؟
- كيف تتحرر الطاقة في الانشطار والاندماج، وكيف تتم هذه العمليات؟
- كيف تُحدد احتمالات التفاعلات النووية كميًا بواسطة المقاطع العرضية؟
- ما هي الآليات التي تحدد نتيجة تصادم بين النوى؟
Key concepts
- اضمحلال ألفا وبيتا وغاما
- عمر النصف وثابت الاضمحلال
- قيمة Q وطاقات التفاعل
- الانشطار والاندماج النووي
- المقاطع العرضية للتفاعل
- قوانين الحفظ في التفاعلات النووية
Key theories
- قانون الاضمحلال الإشعاعي
- تضمحل النوى غير المستقرة بمعدل يتناسب مع عددها الموجود، مما يعطي اضمحلالًا أسيًا يتميز بعمر نصف مستقل عن الظروف الخارجية.
- طاقات الانشطار والاندماج
- يملي منحنى طاقة الربط أن انشطار النوى الثقيلة أو اندماج النوى الخفيفة يطلق الطاقة، وهي عمليات تم تحديدها لأول مرة في انشطار اليورانيوم وفي دورات الاندماج النجمية.
Clinical relevance
تكمن التفاعلات والاضمحلال النووي وراء الطاقة والأسلحة النووية، والتأريخ الإشعاعي، وإنتاج النظائر الطبية والصناعية، والعلاج الإشعاعي، والتخليق النووي للعناصر في النجوم والانفجارات النجمية.
History
فتح النشاط الإشعاعي، الذي اكتشفه بيكريل وعائلة كوري وصنفه رذرفورد إلى أشعة ألفا وبيتا وغاما، دراسة التحولات النووية. حقق رذرفورد أول تفاعل نووي اصطناعي في عام 1919، وفسرت مايتنر وفريش الانشطار النووي في عام 1939، وشرح بيث توليد الطاقة النجمية بالاندماج في نفس العام، مما أرسى التفاعلات النووية كمحركات للطاقة وتخليق العناصر.
Key figures
- Ernest Rutherford
- Lise Meitner
- Enrico Fermi
- Hans Bethe
Related topics
Seminal works
- meitner1939
- bethe1939
- krane1988
Frequently asked questions
- ما هو عمر النصف؟
- عمر النصف هو الوقت اللازم لاضمحلال نصف عينة من نويدة مشعة. وهي خاصية ثابتة لكل نويدة ومستقلة عن درجة الحرارة أو الضغط أو الحالة الكيميائية.
- لماذا يطلق كل من الانشطار والاندماج الطاقة؟
- تصل طاقة الربط لكل نيوكليون إلى ذروتها بالقرب من الحديد. يؤدي انشطار النوى الأثقل من الحديد واندماج النوى الأخف من الحديد إلى التحرك نحو تركيبات أكثر إحكامًا في الربط، مما يطلق الفرق كطاقة.