الفيزياء النووية

[المدرس العربي]

اللهم ارزقنا فهم النبيين وحفظ المرسلين وإلهام الملائكة المقربين

الفيزياء النووية

المفاعل النووي Nuclear Reactor

أنشئ أول مفاعل نووي في العالم بالولايات المتحدة الأمريكية في العام 1942
تعتبر المفاعلات النووية بصورة عامة من المجالات التي تستغل الطاقة النووية بصورة سلمية لمجالات متعددة منها

1. الأبحاث العلمية
   توليد الطاقة الكهربية
   تحلية مياه البحر
   إنتاج النظائر المشعة

تركيب المفاعل النووي

المفاعل النووي الإنشطاري يتكون قلبه من الوقود النووي القابل للأنشطار ويغمر هذا الوقود في الماء الثقيل الذي يعمل كمهدئ للنيوترونات السريعة الناتجة من الانشطار كما يقوم بحمل الطاقة الحرارية الهائلة الناتجة عن الانشطار الى المبادل الحراري الذي يتم فيه تبخير الماء العادي أما بخار الماء الناتج فإنه يندفع نحو التوربينات ليدير المولدات الكهربائية ومن هذه المولدات تنتج الطاقة الكهربية التي ترسل من محطات التوليد الى أماكن الاستخدام
ويحاط المفاعل بعازل اسمنتي هائل لمنع تسرب الإشعاعات النووية المركزة والنيوترونات من داخله الى الخارج وذلك لحماية العاملين في المفاعل ولحماية البيئة عامة

الجرعة الاشعاعية The Radiation Dose

اذا تعرض جسم ما للاشعاع النووي يسمى ما يمتصه واحد كيلو جرام من الجسم من طاقة اشعاعية بالجرعة الاشعاعية ويرمز لها اختصارا do

تقاس الجرعة الإشعاعية بوحدة تسمى [ جراي ] gray ويرمز لها بالرمز Gy وهي تساوي واحد جول لكل كيلوجرام من المادة أي أن

1 Gy = 1 j / kg

والوحدة القديمة للجرعة الاشعاعية كانت الراد وهي تساوي 0.01 جراي

يختلف تأثير الطاقة الاشعاعية الممتصة [ الجرعة الاشعاعية ] على الخلايا الحية تبعا لنوع الاشعاع الممتص
على سبيل المثال يبلغ الأثر البيولوجي لجرعة من جسيمات ألفا عشرين ضعفا لنفس الجرعة من جسيمات بيتا أو أشعة جاما
يستخدم معامل يسمى معامل التأثير البيولوجي النسبي وهو معامل يتوقف على نوع الاشعاع ويطلق عليه أيضا بعامل الجودة

لحساب التأثير البيولوجي أو ما يطلق عليه بالجرعة المكافئة ويأخذ الرمز H

H = RBE X  Do

يقاس الاثر البيولوجي للجرعة الإشعاعية بوحدة تسمى سيفرت أ و بوحدات [ رم ]
تعريف الرم هي الجرعة من الاشعاع بوحدات الراد والتي تسبب تلفا بيولوجيا يكافئ التلف الذي تحدثه جرعة اشعاعية مقدارها واحد راد من أشعة إكس ذات الطاقة واحد مليون الكترون فولت
وتأخذ السيفرت نفس التعريف ولكن الجرعة تكون بالجاي بدلا من الراد

أخطار الإشعاعات النووية
تسبب القدرة التأيينية العالية للاشعات النووية تلفا كبيرا للخلايا الحية للانسان والحيوان على السواء

خطورة الاشعاعات النووية على الدم
اذا تعرض الجسم لجرعات إشعاعية تصل الى [ من 30 الى 100 رم] فان الجسم يصاب بأمراض خطيرة جدا منها سرطان الدم بينما اذا زادت الجرعة الى 500 رم فإنها تسبب الوفاة

التأثي على الخلايا الجنسية
للاشعاعات النووية ثأثير بالغ على الخلايا التناسلية حيث تتمزق جزيئات DNA التي تحمل الجينات الوراثية للإنسان عند اصطدام الاشعاعات النووية بها مما يؤدي الى انتقال معلومات وراثية مشهوة الى الجنين

التأثير على العين
العين من أكثر الأعضاء تأثرا بالاشعاع خاصة خلايا الشبكية وذلك نظرا لسهولة إختراق الاشعاعات للعين ويبلغ معامل التأثير البيولوجي للجرعات الاشعاعية التي تدخل الى العين 30 بمعنى أن الأثر البيولوجي للاشعاع على خلايا العين يبلغ 30 ضعفا أثره على خلايا الجسم الأخرى