الطاقة النووية..!
 

الطاقة النووية
لمحة من العصور التاريخية:
شغلت الذرة فكر العلماء منذ القدم حيت أن المادة كانت تحيط بنا من كل جانب مما دفع الكثيرين من العلماء إلى البحث إلى أن توصل العلم اليوناني ديمقريطس إلى توضيح لبنية المادة حيث قال إن المادة يمكن أن تتجزأ حتى تصل إلى حد تقف عنده و سماه (ِAtomos) وتعني باليونانية الجزء الذي لا يتجزأ و قد سماه العرب القدامى الجوهر بينما نسميه اليوم الذرة.
وكان العالم ديمقريطس منذ 2400 سنة قد عمل على معرفة ماهي الأشياء التي تتألف منها المواد المختلفة و قد علل ديمقريطس قوله: لننظر إلى الماء فبمقدارنا أن نأخذ مقدارا صغيرا منه –قطرة واحدة- و بعناية نقوم بتقسيمها إلى قطرتين و إذا أمكن الحصول على جهاز مناسب يمكن أن يستمر تجزئة القطرة إلى قطرات أصغر فأصغر و لكن لايمكن الاستمرار بذلك إلى ما لانهاية أن الفلاسفة الآخرين فكروا كما فكر ديمقريتس ,و لم يتمكن ديمقريتس من إثبات ذلك بسبب عدم اعتماد أفكاره على الوقائع, لقد طن الناس أن الذرات كانت من خيالات ديمقريتس و لكن خلال الثلاثمائة و الخمسين عاما الأخيرة عندما تطور العلم الحديث عاد الفيزيائيون تدريجيا إلى أفكار ديمقريتس و في بداية 1600 ميلادي قال العالم الإيطالي جاليليو انه بإمكان إيضاح عملية الشم حيث تنقسم المواد على أجزاء صغيرة و هذه الأجزاء تصطدم بمناطق الحس عند الانسان .
وقبل انتهاء نفس القرن قال الكيميائي الانكليزي روبرت بويل أن الهواء و الغازات تتصرف كأنها مصنوعة من قطع متناهية في الصغر.
ثم جاء الانكليزي دالتون و الذي كان أول من وضح النظرية العلمية الذرية و في العصر السابق لمجيء دالتون كان العلماء قد تمكنوا من فصل الماء إلى أكسجين و هيدروجين و لكنهم لم يتمكنوا من فصل تلك الغازات إلى ابسط منها.
ونشر دالتون نظريته عام 1810
والتي أظهرت أن أي عنصر من العناصر مهما كان حجمه لها نفس خواص ذلك العنصر كما أوضح أن ذرات العناصر الكيميائية من الممكن أن تتحد لتشكل مركبات كيميائية و من هذه النظرية تطور علم الكيمياء الحديث و لكن أحد أفكار دالتون أن الذرات هي اصغر جزء من المادة كما زعم ديمقريتس كانت غير صحيحة و مالبث أن وجد العلماء أن الذرة يمكن ان تنقسم إلى أبسط من ذلك.
بداية عصر تقسيم الذرات:
في بداية 1896 و في مدينة باريس كان الفيزيائي هنري بيكوريل و الذي كان يقوم باختبار عددا من المواد المضيئة و عندها وجد بالصدفة أن العنصر المضيء (ملح اليورانيوم) لا يصدر الضوء فقط بل يصدر شكل من أشكال الطاقة يدعى إشعاع
Radiation حيث وضع بيكوريل قطعة صغيرة من ملح اليورانيوم شكلت صورتها على الورقة السوداء و سمى العلماء هذه الظاهرة (النفاذ) بل و اكتشف أن ملح اليورانيوم يصدر ضوءا حتى إذا لم يتعرض لأشعة الشمس حيث كان ملح اليورانيوم العنصر المشع الوحيد الذي اكتشفه بيكوريل .
و في وقت لاحق اكتشفت فتاة شابة تدعى ماري كوري عناصر مشعة أخرى مثل اليورانيوم و تزوجت هذه العالمة من العالم الفيزيائي بيير كوري و قد أجرت أبحاث مع زوجها و قات باكتشاف عنصر (الثوريوم) الذي يشبه ملح اليورانيوم في إشعاعه
و اكتشفت ماري كوري عنصرا أخرا أسمته ( البولونيوم ) تيمنا ببولندا مسقط رأسها.
و بعد ستة أشهر وجدت عنصر أكثر إشعاعا من البولونيوم أسمته ( الراديوم-Radium ( و الذي يعد من أغلى المعادن اليوم.
حيث يتطلب استخراج كمية ضئيلة من الراديوم معالجة مئات من باوندات الحجر الصخري .و قد عالجت كوري عدة آلاف من الباوندات من الحجر الصخري وحصلوا على 10/1 من الغرام من الراديوم المركب النقي وهو مقدار ضئيل لايمكن رؤيته إلا بصعوبة بالغة و أكتشف كوري أن نشاط الراديوم يعادل أكثر بمليون مرة من النشاط الإشعاعي لوزن مساو له من اليورانيوم حيث اثبت العلماء أن الراديوم عظيم الفائدة في دراسة طبيعة الذرة و معالجة السرطان و بعد اكتشاف ماري كوري لعنصري البولونيوم و الراديوم وجد علماء آخرون مواد مشعة أكثر و أصبح من الواضح أن النشاط الإشعاعي واسع الانتشار في الطبيعة و لكن من أين تأتي هذه الأشعة الصادرة عن اليورانيوم والمواد المشعة الأخرى ؟ و من أي شي مصنوعة؟
وكيف يتم انتاجها؟ إن الفيزيائي الذي تصدى للإجابة عن هذه الأسئلة كان يدعى
(آنست روثر فورد) و الذي ولد بنيوزلندا و سافر إلى جامعة كامبردج بإنكلترا و عمل مع اعظم فيزيائي في ذلك الوقت وهو(تومسون) و قد عين بعد ذلك أستاذا في جامعة McGill في مونتريال بكندا و كان عمره 27 عاما فقط.
وبدأ في العمل في مجال النشاط الإشعاعي و قد وجد أن الإشعاع مكون من عدة أنواع أحدها سيل من الجسيمات السريعة جدا وهي ( أشعة ألفا ) و جسيمات ألفا و اكتشف أن جسم ألفا أثقل من الهيدروجين بأربع مرات أما النوع الثاني من الأشعة كانت عبارة عن سيل من الجسيمات السريعة جدا أيضا يطلق عليها (أشعة بيتا)و جسيمات مؤلفة منها جسيمات بيتا كما وجد فيزيائي فرنسي نوعا ثالثا (أشعة غاما) ولها خاصية النفاذ بشكل كبير و بالتالي فإنه من غير الصحيح أن الذرات لايمكن تقسيمها كما زعم ديمقريتس و دالتون و ثانيا إن الذرات لابد أن تحتوي على قدر عظيم من الطاقة و بدأ العلماء بقذف الذرات ليستنتجوا ذرات أخرى
فمثلا عند تحطيم ذرة من الراديوم فإنها تصدر جسيم ألفا و أشعة غاما و تتحول إلى ذرة لعنصر آخر يدعى الرادون و الرادون و الراديوم عنصران مختلفان أطلق روثر فورد تعبير (عمر النصف )(Half Life ) للوقت الذي يستغرقه نشاط مادة مشعة لينخفض . فبعض المواد تتفكك بشكل بطيء جدا فنصف عمر اليورانيوم 4500 مليون سنة و نصف عمر الراديوم 1560 سنة و بعض المواد تتفكك بسرعة كبيرة قد يصل إلى جزء صغير من الثانية

الطاقة النووية الجزء(2)
 

اليورانيوم و الحرب العالمية الثانية :
لقد تبنى الفيزيائيون تفكيرا جديدا هو كما يلي
إن عملية الانشطار النووي ربما تجعل من المحتمل استعمال الطاقة الكامنة في الذرة إن ذرات قطعة من اليورانيوم لا يتجاوز حجمها الإصبع إذا تحطمت فإنها تكفي لإنارة /20/ ألف مصباح لمدة 12 يوما .
كان الفيزيائيون القادمون من أوربا يشعرون بالقلق لأن الانشطار النووي تم اكتشافه في ألمانيا موطن هتلر و كانت الحرب تنذر بالاندلاع و هل سيتمكن الألمان من استعمال الطاقة الذرية في الأغراض الحربية و كان العلماء يعلمون أساليب الحكام من أمثال هتلر و أن يأمر جميع علماء ألمانيا بالعمل في مجال الانشطار النووي والتفاعل المتسلسل لاستخدامها بالحرب .
وشعروا أن يجب أن يعرف أحد ما بالحكومة الأمريكية بأمر الانشطار النووي و قد شرح أحد العلماء لأحد الضباط العسكريين الكبار أهمية الانفجار النووي و أن انفجار كمية من اليورانيوم تعادل ملايين المرات من كمية مساوية لها من أي مادة متفجرة
و قد بحث العالم الفيزيائي (أينشتاين ) بأمر الانشطار النووي و كان الشخص المؤهل ليحمل رسالة العلماء للحكومة الأمريكية.
و بدأت الحرب في الأول من أيلول في أوربا و تسلم رزفلت الرئيس الأمريكي آنذاك رسالة العلماء و شكل ( لجنة اليورانيوم) و تم الاتفاق على أن تبقى جميع الدراسات موضع الكتمان لكي لا يعلم الألمان شيئا حول هذا الأمر.


ولادة العصر الذري:
تابع العلماء دراساتهم و بدءوا بتصميم أول مفاعل للطاقة الذرية على سطح الأرض و استعملوا (الغرافيت) الذي كان نادرا و لا يتوفر منه إلا كمية قليلة
و الحلم بصنع الطاقة الكامنة في الذرات بدا قريب المنال ليتحول إلى حقيقة واقعة
وفي عام 1941 أبلغ روزفلت رئيس الولايات المتحدة الأمريكية العلماء ببذل أقصى الجهود . وقصف ميناء بيرل هاربر الأمريكي من قبل الطائرات اليابانية و دخلت الولايات المتحدة في الحرب العالمية .
و قد اعتبر (آرثر كمبتون ) الذي كان أستاذا في جامعة شيكاغو جامعته أفضل مكان لإنجاز الأبحاث الذرية بدلا من توزعها في عدة جامعات إلى جانب ذلك فمدينة شيكاغو تقع في وسط الولايات المتحدة الأمريكية و هي بعيدة عن متناول الطائرات المعادية .
و أطلق على مركز الأبحاث (مختبر صناعة و استخراج المعادن) و لم يفصح عن نوع العمل و فرضت حراسة مشددة على المختبر و لم يسمح لأي كائن بالدخول إليه.
و تم بناء مفاعل نووي ضخم في ملعب لكرة التنس و استطاع العلماء أن يولدوا الطاقة الذرية لمدة تزيد عن نصف ساعة و كانت تجربة ناجحة و الأولى من نوعها.
و كان الثاني من كانون الأول عام 1942 هو ميلاد العصر الذري .
و أنشأ الجيش الأمريكي ثلاث مدن سرية لصنع القنبلة الذرية , و أنشئوا قسما خاصا لتوجيه أبحاث اليورانيوم و أعطوه اسم (مقاطعة منهاتن).
و أصبحت كل مدينة من المدن الثلاث تختص بصنع المواد المشعة.
فالمدينة الأولى كان اسمها المدينة صانعة البلوتونيوم و الثانية ( المدينة صانعة اليورانيوم 235) في موقع هادئ على نهر ( تينسي ) وسط الولايات المتحدة الأمريكية . و كانت مناسبة لإخفاء المباني اللازمة لصنع القنبلة الذرية و أطلق على المدينة السرية اسم ( أوك ريدج ) و في بداية شهر آب عام 1945 و نهاية الحرب مع ألمانيا أراد الرئيس الأمريكي ( ترومان) تحقيق النصر على اليابان و إسقاط أول قنبلة ذرية على ( هيروشيما) و بعد أيام قليلة أسقطت أخرى على مدينة (ناغازاكي)


الذرة من أجل السلام:
الاستخدامات السلمية للطاقة النووية :
1-استخلاص بعض المواد المحبوسة مثل المواد البترولية أو المعدنية.
2-شق القنوات وإنشاء موانئ صناعية لرسو المراكب و السفن.
بالإضافة إلى استخدام الطاقة النووية في مجالات الزراعة و الطب.
و بعد الحرب العالمية الثانية بدأ إجراء الدراسات الذرية للاستخدامات السلمية و بدأت في أقطار أخرى كإنجلترا و الاتحاد السوفيتي و بعض الأقطار الأوربية .
كما وقعت عام 1963 معاهدة بين الاتحاد السوفيتي و إنكلترا و الولايات المتحدة للحد من التجارب النووية .
الآثار السلبية للطاقة الذرية:
إن إسقاط القنبلة النووية على هيروشيما و ناغازاكي كانت من أكبر الآثار السلبية لهذه الطاقة إضافة الى الحوادث الكبرى في المفاعلات النووية و أشهرها :
(ندسكيل 1957) (ثرى مايل آيلاند في أمريكا 1979 ) ( تشرنوبل في الاتحاد السوفيتي سابقا 1986) .

تأثير التفجير النووي :
1- تأثير إشعاعي :
و هو بسبب ما ينتج من إشعاع يؤدي إلى تلوث إشعاعي تكمن خطورته في إمكانية انتقال المواد المشعة إلى مسافات بعيدة عن موقع الحادث عن طريق الجو و مصادر المياه و التراب إضافة إلى المدى الزمني الطويل لآثارها قد تصل إلى آلاف السنين.
2- تأثير الهزة الأرضية:
يؤدي التفجير النووي إلى هزات أرضية قوية مثل الزلازل تماما.
3- تأثير حراري :
و هو بسبب الحرارة الناتجة من الانفجار و الأشعة تحت الحمراء المسببة للحرائق.
بالإضافة إلى مشكلة النفايات النووية.




أماكن التفجيرات النووية:
فهنالك تفجيرات قرب سطح الأرض ، و تفجيرات جوية و تفجيرات تحت الماء و تفجيرات فضائية .

نوعا التفاعل لإنتاج الطاقة النووية :
- النوع الأول: هو التفجير الانشطاري و يعتمد على تحرير الطاقة مثل انشطار نواة ثقيلة على نواة أصغر ( مثل نواة اليورانيوم و البلوتونيوم ) كما استخدم في تفجير هيروشيما و ناغازاكي.
- النوع الثاني: التفجير الإندماجي و يعتمد على طاقة اندماج نواة خفيفة مثل الهيدروجين و تكوين نواة اكبر منها مثل الهيليوم و يتميز التفجير الاندماجي عادة بقدرة تفوق آلاف المرات قدرة الانشطاري و هذا يؤدي بالطبع إلى تلوث إشعاعي أعظم.



الاعتراضات على الطاقة النووية :
إن أغلب حماة البيئة يساندون فكرة إمكانية تفادي الاعتماد الكبير على الطاقة النووية. وينادون بالاقتصاد في استعمال الطاقة وتطوير استغلال الطاقات المسماة بالمتجددة.و يهنئون أنفسهم بأن دولا معروفة بالجدية قد أعلنت عن نيتها في التخلي عن الطاقة النووية: السويد وحاليا ألمانيا. وهكذا نجد تراجع استعمال الطاقة النووية تقريبا بكل بقاع العالم: الولايات المتحدة الأمريكية تراجعت عن إنشاء محطات نووية منذ سنين ما عدى التصدير، أوروبا أيضا توقفت عن إنشاء محطات جديدة، اليابان تسير هي الأخرى على هذا الطريق. وحتى تكنولوجيا معالجة النفايات النووية، حيث كانت فرنسا وإنكلترا قد حققتاه السابق، أصبحت تجد معارضة ومهددة بالإفلاس. ولا تعرف ماذا تفعل بالنفايات النووية.

ومع ذلك يظل دجيمس لوفلوك و هو عالم بيئي إنجليزي مُحقاً، فالمجموعة الأوروبية، السبًاقة في ميدان الطاقات المتجددة، لا تنتج إلا 6 % من حاجياتها من الكهرباء بالاعتماد على هذه المصادر. في نفس الوقت نجد الطاقة الشمسية تكنولوجيا مُعطلة ، ولا أحد يدري كيف يمكن أن تتعدى مساهمة الطاقات المتجددة 10 أو 12 %، حتى ولو ضاعفنا عدد المراوح الريحية لدرجة تدمير المناطق الساحلية.

و لاتمثـل الطاقة النووية إلا 23 % من الطاقة بأوروبا لكنها تصل إلى 80 % بفرنسا. فالتكنولوجيا متوفرة ومُجَرَبَة بنجاح. من المؤكد أن مشاكل النفايات النووية لم تحل بعد، لكن سيكون من المدهش حقا، رغم التقدم التقني المُساعد، ألا يتحقق في النهاية حل.

إن الاختصاصيين في الطاقة النووية يعرفون منذ مدة أن حكاية الانحباس الحراري ، تمثل بالنسبة لهم فرصة تاريخية. والوقت قد حان لاستغلالها. لكن ما العمل؟

ستظل سمعة الطاقة النووية لدى المجتمع سيئة. لكنه يظل منقوشا في العقول، حتى في فرنسا حيث تمثل الكهرباء النووية 80 % من الإنتاج الوطني الكهربائي.و لقد أصدرت المنظمة الأوربية للتنمية والتعاون الاقتصادي تقريرا ينذر بخطورة نفور طلبة العلوم من التوجهات النووية والخطر المتزايد لحصول نقص في الخبرة.

مشكور كتييييييير ع الموضوع المهم و الشيّق الله يعطيك ألف عافية :سوريا:

عنجد نحنا بحاجة لهيك مواضيع مفيدة دايماً

up .