أسئلة في الفيزياء النووية وأسرار الطاقة الذرية

عناصر الموضوع

1- أسئلة عن تركيب الذرة والنواة

2- أسئلة عن استخدامات الفيزياء النووية

3- تحديات حول محطات الطاقة النووية

4- أسئلة عن تأثير الإشعاعات النووية

5- تطبيقات الطب النووي والبحث العلمي

هل لديك أسئلة فيزياء نووية وتبحث عن أساسيات الفيزياء النووية أو أسئلة الطاقة النووية لفهم عالم الذرة والنواة؟ هذا المقال يحتوي على أسئلة في الفيزياء النووية تغطي كل الجوانب المهمة من التركيب النووي إلى التطبيقات الطبية.

1- أسئلة عن تركيب الذرة والنواة

ما هو تركيب الذرة؟

تتركب الذرة من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات، وكل منها يساعد في تكوين الخصائص الكيميائية والفيزيائية الفريدة للعنصر.

ما هو تركيب نواة الذرة؟

النواة هي الجزء المركزي من الذرة الذي تتمركز فيه كتلة الذرة وتتكون معظم كتلتها من البروتونات الموجبة الشحنة والنيوترونات المتعادلة فتكون النواة بالمحصلة موجبة الشحنة.

ما هي العناصر الموجودة في الذرة؟

تتكون الذرة بشكل رئيسي من الماء والكربوهيدرات إلى جانب كمية قليلة من البروتين و الدهون.

ما هو تعريف التركيب الذرى؟

البنية الذرية هي تركيب الذرة وما تتكون منه. الذرة هي نواة مركزية مشحونة إيجابيا تتكون من بروتونات ونيوترونات. يوجد حول النواة عدد من الإلكترونات يختلف من عنصر لآخر. عدد البروتونات مساوى دائما لعدد الإلكترونات، مما يجعل الذرة متعادلة كهربائيا. [1]

ما هي مكونات نواة الذرة؟

تتكون النواة من n نيوترون وp بروتون، وp هو أيضًا عدد الإلكترونات الكوكبية اللازمة لتكوين ذرة متعادلة كهربائيًا. وبالتالي، فإن p، وهو رقم الشحنة، مطابق للعدد الذري لموزلي، Z، الذي يحدد موقع العنصر في الجدول الدوري. أما العدد الكتلي، A، فهو مجموع n وp.

2- أسئلة عن استخدامات الفيزياء النووية

تعني الفيزياء النووية بدراسة النوى الذرية ومكوناتها وتفاعلاتها. تستخدم الفيزياء النووية في مجالات عديدة، مثل: الأسلحة النووية، والتصوير بالرنين المغناطيسي، والنظائر الصناعية، والتأريخ بالكربون المشع في علم الجيولوجيا وفي مجال علم المواد وعلم الآثار (تحديد العمر باستخدام الكربون المشع).

اشرح طبيعة الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي تتعامل معه الفيزياء النووية

ينبعث الإشعاع الكهرومغناطيسي من نوى مشعة غير مستقرة، وتعرف الفوتونات النووية النشطة بأشعة غاما. كما تطلق النوى المشعة جسيمات أخرى (أشعة ألفا)، والإلكترونات الموجبة والسالبة (أشعة بيتا)، والنيوترينوات، وغيرها.

ما أهمية استخدام حزم الجسيمات (الإلكترونات أو البروتونات) في مجال الفيزياء النووية؟

يمكن بذلك العثور على أي جسيمات ناتجة وشظايا نووية. يتم تحليل طاقاتها واتجاهاتها للكشف عن تفاصيل التصميم النووي ودراسة المزيد عن القوة النووية القوية. من ناحية أخرى، تكون القوة النووية الضعيفة مسؤولة عن توليد أشعة بيتا.

تستخدم اختبارات التصادم النووي حزم جسيمات عالية الطاقة. وتشمل هذه الجسيمات جسيمات غير مستقرة تُعرف باسم الميزونات المتولدة عن تصادمات نووية أساسية في ما يسمى بمصانع الميزونات. يُعد تبادل الميزونات بين النيوترونات والبروتونات مصدر القوة النووية القوية. أثناء التصادمات والنشاط الإشعاعي المؤدي إلى التفكك النووي، يتغير التركيب الكيميائي للهدف النووي كلما حدث تباين في الشحنة النووية.[2]

3- تحديات حول محطات الطاقة النووية

يتم توليد حوالي 15 بالمائة من الكهرباء في العالم بواسطة محطات الطاقة النووية منذ عام 2011. حيث تمتلك الولايات المتحدة أكثر من مئة مفاعل، ومع ذلك تولد معظم الكهرباء من الوقود الأحفوري والطاقة الكهرومائية. وتنتج دول مثل فرنسا وليتوانيا وسلوفاكيا كل طاقتها الكهربائية تقريبًا من محطات الطاقة النووية.

للطاقة النووية فوائد هائلة مثل: منخفضة التكلفة، موثوقة،لا تُسبب انبعاثات كربونية، تأمين مستقبل إمدادات الطاقة، ذات كثافة عالية.

ولكن على الرغم من وجود تلك المزايا الإيجابية لاستخدام الطاقة النووية، إلا أنه يوجد الكثير من الآثار السلبية لها، أهمها:

الأثر البيئي

بالرغم من أن محطات الطاقة النووية لا تصدر أي انبعاثات كربونية، إلا أن الطاقة النووية لها تأثير كبير على البيئة من خلال التعدين وتصريف المياه، حيث يجب تعدين اليورانيوم المستخدم بها.

ويعرف تعدين اليورانيوم بإطلاق الزرنيخ والرادون و لهما تأثير سلبي على الصحة.

تسبب محطات الطاقة النووية أيضًا “التلوث الحراري”. وتقع معظم محطات الطاقة النووية عند المسطحات المائية كالبحيرات أوالمحيطات أو البحار. تستخدم المحطة النووية المياه من البحيرة أو المحيط بهدف التبريد وتكثيف البخار مرة أخرى في الماء.

و تؤدي هذه العملية إلى زيادة درجة حرارة المياه و من ثم إطلاقها مرة أخرى في المسطح المائي. وعادة ما تبلغ هذه المياه الساخنة حوالي مئة درجة فهرنهايت مما يؤدي إلى تغيُّر بشكل كبير في كيمياء المحيط أو البحيرة التي يتم تصريفها فيها فيجعلها بيئة غير صالحة للمعيشة لمعظم الكائنات الحية بها.

الاستهلاك الكثيف للمياه

تستهلك محطات الطاقة النووية كمية هائلة من الماء لإنتاج الطاقة. ومع تفاقم مشكلة نُدرة المياه خاصة في مواجهة تغير المناخ، فقد يصبح ذلك الاستهلاك الهائل للمياه غير مستدام.

خطر الحوادث نووية

تعتمد محطات الطاقة النووية تدابير أمان صارمة للغاية. ولكن يمكن حدوث الحوادث مهما اتبعنا طرق الوقاية الدقيقة. وقد يؤدي انهيار محطة نووية تأثير كارثي على المناطق المحيطة مثل: كارثة فوكوشيما ، وتشيرنوبيل.

يمكن في حالة حدوث انهيار نووي أن تتسرب إشعاعات ضارة مما قد يؤدي إلى آثار كارثية على البيئة وعلى صحة الإنسان.

فمثلًا أدت حادثة تشيرنوبيل عام 1986 في النهاية إلى مقتل الآلاف حيث تراوحت التقديرات بين 4000 إلى 60.000 قتيل نتيجة للحادث. بالإضافة إلى ذلك،أكثر من مليوني شخص يعانون من مشاكل صحية. وبعد أكثر من ثلاثين عامًا على انتهاء هذه الكارثة، لا يزال الوصول محدودًا داخل منطقة تشيرنوبيل.

النفايات المشعة

توليد الطاقة النووية لا يبعث غازات دفيئة ضارة في الهواء ولكنّه يخلّف نفايات خطرة. إذ تظل النفايات الناتجة عن محطات الطاقة النووية مشعة بشكل خطر بعد استخراجها و تراكم هذه النفايات بمجرد نفاد مِساحة التخزين لمحطات الطاقة.

طاقة لا مُتجددة

تصنّف الطاقة النووية كمصدر من مصادر الطاقة غير المتجددة؛ لأن الوقود المستخدم في المفاعلات النووية هو اليورانيوم. فعندما يتم تعدين اليورانيوم تستنفد الكَمّيَّة المتاحة ولا تتجدد.[3]

4- أسئلة عن تأثير الإشعاعات النووية

كيف يمكنني معرفة إذا كان شيء ما مشعًا؟

لا يمكنك ذلك بدون كاشف إشعاع. بالإضافة إلى ذلك، من المهم معرفة نوع الكاشف لديك ونوع الإشعاع الذي يمكنه اكتشافه – ألفا، بيتا، جاما، الأشعة السينية، و/أو النيوترون. على سبيل المثال، لن يكشف مسح جسم ما بكاشف إشعاع جاما/أشعة سينية نموذجي عن جسيمات ألفا. لمزيد من المعلومات، انظر كشف الإشعاع .

لماذا يجب أن نكون حذرين بشأن الإشعاع؟

لأن إساءة استخدام الإشعاع قد تُشكل خطرًا كبيرًا. يمكن أن يسبب التأين تلفًا داخل الخلية، مما قد يؤدي في النهاية إلى الإصابة بالسرطان، أو حدوث طفرة في المادة الوراثية، أو أنواع أكثر خطورة من الأذى الجسدي المباشر للإنسان.

ما هو أسوأ تأثير للإشعاع عليك؟ كيف يُمكن تجنّبه؟

يمكن للإشعاع أن يقتلك (إذا تعرضت لكمية كافية منه) إذ يلحق ضررًا بالغًا بأجهزتك الجسدية، مما يعطل وظائفها. صمم النظام التنظيمي للمواد المشعة لمنع تعرض أي شخص لمستويات قريبة من تلك التي قد تسبب أضرارًا قصيرة المدى.

من ينظم المواد المشعة والتعرض للإشعاع؟

لَجنة التنظيم النووي الأمريكية (NRC) هي الوكالة الفيدرالية المسؤولة عن حماية صحة وسلامة الجمهور والبيئة من خلال ترخيص وتنظيم الاستخدامات المدنية للمواد المشعة التالية في التطبيقات الطبية والأكاديمية والبحثية والصناعية.

كيف يمكن التقليل من التعرض للإشعاع؟

تُقلل إجراءات الوقت والمسافة والحماية من تعرضك للإشعاع بنفس الطريقة التي تحميك بها من التعرض المفرط لأشعة الشمس.[4]

5- تطبيقات الطب النووي والبحث العلمي

الطب النووي هو تخصص متعدد التخصصات بدرجة كبيرة يطور ويستخدم الأجهزة والمستحضرات الصيدلانية الإشعاعية لدراسة العمليات الفسيولوجية وتشخيص الأمراض في مرحلتها الأولى وعلاجها بطريقة غير جراحية.[5]

ختامًا، سواء كنت تبحث عن أسئلة فيزياء نووية أو تود التعمق في أساسيات الفيزياء النووية أو حتى تفهم تحديات أسئلة الطاقة النووية، فإن هذا الدليل يقدم لك أفضل أسئلة في الفيزياء النووية لفهم شامل وعلمي.

• ويكيبيدياأسئلة عن تركيب الذرة والنواة _بتصرف
• byjusأسئلة عن استخدامات الفيزياء النووية _بتصرف
• توينكلتحديات حول محطات الطاقة النووية _بتصرف
• usnrcأسئلة عن تأثير الإشعاعات النووية _بتصرف
• neolifeتطبيقات الطب النووي _بتصرف

مشاركة المقال

وسوم