07 تعريف المواد النووية

-----------------------

معلومات أساسية

العنصر: المادة التى لا يمكن تحليلها إلى مادة أبسط منها، مثل الحديد و الزئبق و الأكسجين.

المركب: المادة التى يمكن تحليلها لمواد أبسط منها، مثل ملح الطعام والماء وثانى أكسيد الكربون.

الذرة:  أصغر جزء من العنصر يحتفظ بخصائص هذا العنصر.

    يقاس حجم الذرة بوحدة الأنجستروم وهى جزء من مليون مليون جزء من السنتيمتر، ويبلغ قطر ذرة الهيدروجين حوالى 1.4 أنجستروم، وذرة اليورانيوم 5.7 أنجستروم تقريبا.

    تتكون الأرض من 92 عنصرا فقط، ومن تلاحم  هذه العناصر تتكون جميع مكونات الأرض.

    تتكون الذرة من ثلاثة جسيمات رئيسية:

1.    البروتون يحمل شحنة موجبة.

2.    النيوترون ويماثل البروتون ولكنه متعادل.

3.    الإلكترون ويحمل شحنة سالبة وكتلته تعادل 1/1248 من  البروتون أو النيترون..

    عدد البروتونات هو الذى يحدد هوية الذرة ويسمى الرقم الذرى.

    مجموع عدد البروتونات والنيوترونات يسمى رقم الكتلة ويحدد وزن الذرة.

    تتجمع البروتونات والنيوترونات فى نواة الذرة، ويحدد عددها الوزن الذرى.

    تدور الإلكترونات حول النواة فى مدارات تتمركز حول النواة على أبعاد شاسعة على المستوى الذرى.

    يبلغ قطر النواة حوالى 10- 13 سم، بينما يصل قطر الذرة إلى حوالى  10-8 سم.

    اليورانيوم هو أثقل العناصر وتحتوى نواته على 92 بروتون ويحتل المركز الأخير فى الجدول الدورى للعناصر.

    تحتوى معظم نويات اليورانيوم على 146 نيوترون بالإضافة إلى 92 بروتون فتكون كتلتها 238 وتسمى هذه النويات يو238.

    فى اليورانيوم الطبيعى لكل 140 ذرة 238 توجد ذرة واحدة تحتوى على 143 نيويرون وتسمى يو235.

    لذلك نقول أن اليورانيوم الطبيعى يتكون من نظيرين أحدهما الشائع يو238 والآخر النادر يو235.

    عدد البروتونات والإلكترونات ثابت فى جميع ذرات أى عنصر، أما عدد النيوترونات فقد يختلف فى ذرات نفس العنصر فيؤدى إلى اختلاف طفيف فى وزن الذرات.

    الأيدروجين أخف العناصر وتتكون نواته من بروتون واحد يدور حوله إلكترون واحد؛ فالرقم الذرى للإيدروجين واحد.

    توجد نوعية أخرى من الأيدروجين أو توأم للأيدروجين تحتوى نواته على بروتون واحد ونيوترون واحد وهو يشابه الإ يدروجين العادى فى كل شىء ما عدا الكتلة، ويسمى الديوتيريوم.

تعريفات المواد النووية الانشطارية

    من المنظور العام الدارج يمكن تعريف المواد النووية الانشطارية بأنها:

المواد التى يستخدمها الإنسان فى إحداث التفاعل الانشطارى المتسلسل الذى تتولد عنه الطاقة فى المفاعلات النووية أو فى المتفجرات النووية.

    المفاعل: التجهيز أو المنشأة التى يجرى فيها التفاعل الانشطارى المتسلسل بصورة يمكن التحكم فيها واستخدام الطاقة المنطلقة فى توليد الكهرباء، وأى أغراض أخرى.

    المواد النووية حسب هذا التعريف ليست كلها مواد مشعة، وأيضا ليست كل المواد المشعة مواد نووية. على سبيل المثال النظائر المشعة المصنعة للاستخدامات الإشعاعية ليست موادا نووية، ومن ناحية أخرى البريليوم فلز نووى غير مشع.

    فى إطار التعريفات السابقة يمكن تحديد المواد النووية فى اللغة الدارجة كالآتى:

1.    فى أضيق الحدود: اليورانيوم والبلوتونيوم.

2.    مع توسع بسيط: إضافة الثوريوم.

3.    مع زيادة التوسع: تضاف فلزات ومواد أخرى لها استخدامات غير نووية كثيرة، ولكن تستخدم أيضا فى المفاعلات النووية كمواد أساسية مثل: البريليوم والزيركونيوم والهافنيوم والبورون والكادميوم والنيوبيوم والتنتالوم والأرضيات النادرة والصوديوم والكربون والماء الثقيل.

4.    مع التوسع زيادة وزيادة: لا حدود، مثل الماء العادى ومواد البناء.

    التحديد الدولى الصارم للمواد النووية هو ما نصت عليه الوكالة الدولية للطاقة الذرية لغرض استخدامه فى الاتفاقات الدولية لمعاهدة منع انتشار الأسلحة النووية. وبالرغم من أن الوكالة الدولية للطاقة الذرية لم تستخدم تعبير "المواد النووية" ولكنها استخدمت تعبير " المواد الانشطارية الخاصة".