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
|