ما المقصود بالانشطار والاندماج النووي؟
ما هي أوجه التشابه بين الانشطار والاندماج النووي؟

بشكل عام إن الطاقة النووية هي عبارة عن الطاقة التي تأتي من قلب أو نواة الذرة، والروابط التي تربط الذرات ببعضها تحتوي على كمية هائلة من الطاقة، ويجب إطلاق هذه الطاقة لتوليد الكهرباء، وقد يمكن تحرير هذه الطاقة بطريقتين وهما: الانشطار النووي والاندماج النووي، حيث يعتبر الانشطار والاندماج النووي أنواع من التفاعلات النووية، والانشطار النووي يعني الانقسام، في حين أن الاندماج النووي يعني الجمع، لذلك في تفاعل الانشطار يتم قصف نواة ذرة ثقيلة بحيث تنقسم، وفي تفاعل الاندماج يتم تسخين نواتين أخف عند درجة حرارة عالية بحيث تتحد لتشكل نواة ثقيلة.

 

ما المقصود بالانشطار والاندماج النووي؟

 

الانشطار النووي: هو عبارة عن تفاعل يتم فيه عادةً قصف نواة ثقيلة بالنيوترونات، وبالتالي تصبح غير مستقرة، مما قد يؤدي إلى تحللها إلى نواتين بحجمين مكافئين مع انفصال كبير عن الطاقة وانبعاث نيوترونين أو ثلاثة، ويمكن أن تسبب هذه النيوترونات المزيد من الانشطارات من خلال عمليات التفاعل مع نوى جديدة، والتي تكون قابلة للانشطار، ويُعرف هذا التأثير المضاعف بالتفاعل المتسلسل.

 

الاندماج النووي: هو عبارة عن تفاعل قد يصطدم من خلاله نواتان ضوئيتان أو أكثر ببعضهما البعض لتشكيل نواة أثقل، حيث قد يحدث هذا التفاعل مع عناصر ذات عدد ذري ??منخفض مثل الهيدروجين، كما إنه عكس تفاعل الانشطار النووي الذي تنتشر فيه العناصر الثقيلة وتشكل عناصر أخف، ولكي يحدث تفاعل الاندماج النووي فإنه من الضروري تقريب نواتين بحيث تصبح القوى النووية نشطة وتلتصق النوى معاً.

 

ما هي أوجه التشابه بين الانشطار والاندماج النووي؟

 

عادةً يتم إطلاق الطاقة النووية المسخرة في التفاعلات النووية، ويوجد هناك نوعان من التفاعلات النووية والتي تسمى بالانشطار والاندماج النووي، حيث أنه قد يتضمن كل من الانشطار والاندماج النووي تفكك أو توليف النواة الأولية، ففي حالة الانشطار النووي قد تنقسم الذرة إلى ذرتين أو أصغر أو ذرات أخف، كما يحدث الاندماج النووي عندما تتحد ذرتان أو أكثر أو تندمج معاً لتشكيل ذرة كبيرة أو ثقيلة، وعلى الرغم من بعض الأساليب المختلفة لإنتاج الطاقة التي يتبعها علماء الاندماج والانشطار النووي، فإن هذه العمليات تشترك في بعض السمات المشتركة وهم كما يلي:

 

الجسيمات الذرية:

 

يستخدم كل من الاندماج والانشطار النووي الطاقة المخزنة في الجسيمات الذرية في عملية إنتاج الطاقة، حيث تتكون الذرة من نواة مركزية وإلكترونات تتحرك حول خارج النواة، وتحتوي جميع العناصر على جسيمات بروتون في النواة، والإلكترونات هي جسيمات صغيرة جداً، كما تحتوي جميع العناصر (باستثناء الهيدروجين) على جسيمات تعرف بالنيوترونات في النواة، والتي لها نفس كتلة البروتونات تقريباً.

 

وتستخدم هذه الجسيمات شحنة كهربائية وقوى أخرى لتلتصق ببعضها البعض كذرة ما لم يتم إدخال الطاقة من مصدر آخر، وفي هذه الحالة يمكن للذرات أن تتفكك في حالة الانشطار النووي أو ربما تتحد معاً في حالة الاندماج النووي، وعندما تغير الذرة نفسها أثناء تفاعل نووي فإنها قد تطلق الطاقة التي استخدمتها سابقاً لتثبيت الجسيمات معاً أو إبعادها عن بعضها.

 

إنتاج الطاقة:

 

إن كل من الانشطار والاندماج النووي هما عمليتان تهدفان إلى إنتاج الطاقة، والتي يمكن أن تتحول بعد ذلك من محطات توليد الطاقة إلى طاقة كهربائية يتم استخدمها لتشغيل العديد من المنازل والشركات، وإن الطاقة التي تطلقها الذرة عندما تتغير إلى شكل مختلف تحصده أيضاً محطات الطاقة، ولكن اعتباراً من عام 2011 فإن كفاءة الطاقة لتفاعلات الاندماج النووي، والتي تحتاج إلى كمية كبيرة من الطاقة الأولية لبدء التفاعل ليست كافية لجعلها خياراً قابلاً للتطبيق لإنتاج الطاقة.

 

القنابل:

 

كل من تفاعلات الاندماج والانشطار النووي مناسبة لصنع القنابل النووية، حيث كانت القنابل الذرية في الحرب العالمية الثانية عبارة عن قنابل انشطارية، على الرغم من أن القنبلة الاندماجية المعروفة أيضاً باسم القنبلة الهيدروجينية تم اختبارها بعد عقد أو عقدين فقط، ولكن تم استخدمها بشكل سريع.

 

الحوادث الطبيعية:

 

يمكن أن يحدث كل من الانشطار والاندماج النووي بشكل طبيعي، حيث قد تعطي الشمس مصدر الحرارة والطاقة الضوئية للكوكب، وهي أيضاً تعطي الطاقة الناتجة عن تفاعلات الاندماج بين العناصر الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم، وهذا ممكن لأن لب الشمس لها درجات حرارة عالية وضغوط عالية، مما يوفر طاقة البدء لتفاعل الاندماج، ومع ذلك لا تحدث تفاعلات الانشطار النووي بشكل طبيعي في الوقت الحاضر، ولكن وفقاً للعديد من الأبحاث منذ حوالي ملياري عام على سبيل المثال كان الموقع في ما يعرف الآن بغرب إفريقيا موقعاً لمفاعل انشطاري يحدث بشكل طبيعي.