مراجعة الفيزياء النووية غير محلولة للصف الثاني عشر ف2

مراجعة الفيزياء النووية غير محلولة للصف الثاني عشر ف2

نقدم لكم مراجعة لمادة الفيزياء الصف الثاني عشر للفصل الدراسي الثاني، تتضمن المراجعة ملخصاً نظرياً مع عدد من الأسئلة غير المحلولة في الفيزياء النووية في مادة الفيزياء الصف الثاني عشر الفترة الدراسية الثانية، وهذه المراجعة خاصة بمناهج الكويت

مراجعة الفيزياء النووية غير محلولة للصف الثاني عشر ف2: بإمكانكم تحميل هذا الملف على شكل بي دي أف جاهز للتشغيل على أي جهاز لوحي أو الكتروني أو كمبيوتر عن طريق زر التحميل في الأعلى، كما يمكنكم تصفح الملف فقط من خلال هذه الصفحة من الموقع مباشرة.

نواة الذرة

في نموذج رذرفورد للذرة :

• النواة موجبة الشحنة
• الالكترونات سالبة الشحنة

شادويك : اكتشف ان ( النيترونات متعادلة ) وذلك من خلال تصویب جسيمات الفا على صفيحة البرليوم

ملاحظات :
1- كل من البروتونات الموجبة والنيترونات المتعادلة تسمى بالنيكلونات
العدد الذری ( Z ):
العدد الكتلي ( A ) :
A = N + Z

ملاحظات :
1- لا يؤثر عدد النيترونات في التركيب الالكتروني وبالتالي في الخواص الكيميائية ( لانه غير مشحون )
2- كتلة الذرة تساوي عمليا كتله النواة ( علل)
لان كتلة الالكترونات صغيرة جدا مقارنة بكتله البروتون والنيترون ويمكن اهمالها

طاقة الربط النووية

• هي الطاقة الكلية الازمة لكسر النواة وفصل نيوكليوناتها فصلا تاما
• هي تساوی مقدار اطاقة المحررة من تجمع نیوکاونات غير مترابطة مع بعضها البعض لتكوين النواة

مصدر طاقة الربط

1. تحول جزء من كتلة النيكلونات الى طاقة حيث أن كتله نواة الذرة اقل من مجموع كتل النيكلونات الموجودة في النواة ( كتلة النواة اقل من مجموع كتل مكوناتها )
2. الفرق في الكتله د بين كتلة النواة ومجموع مكوناتها

يعتمد استقرار النواة على: مقدار طاقة الربط لكل نيكلون

في المنحنى المقابل :

1. الانوية المتوسطة :
2. الانوية الثقيلة : ………….. طاقة الربط للنيكلون الواحد لذلك هي غير مستقرة وتميل الى ………………..
3. الانوية الخفيفة : تكون طاقة الربط النووية للنيكلون الواحد ……………… لذلك هي غير مستقرة وتميل الى ……………

علل اكثر الانوية استقرارا هي نواة النيكل ؟

الانحلال الاشعاعي

هو عملية اضمحلال تلقائي مستمر من دون اي مؤثر خارجی لائوية غير مستقرة لتصبح اكثر استقرارا حيث تزداد طاقة الربط النووية لنيكلوناتها وتقل كتلتها

ملاحظة هامة : يرافق عملية اضمحلال الانوية غير المستقرة وتحولها الى انوية أكثر استقرارا اطلاق ثلاث انواع من الجسيمات هي – ( الفا – بیتا – جاما )

( علل )
1- جسيمات الفا ليس لها قدرة عالية على الاختراق ؟
2- تتوقف جسيمات الفا عندما تسير في الهواء بعد مسافات صغيرة ؟
لانها تتفاعل مع الجزيئات التي تقابلها في مسارها وتلتقط الكترونات وتتحول إلى ذرة الهليوم غير الخطيرة ( بسبب شحنتها الموجبة – وطاقتها القليلة )

ملاحظة هامه لا يمكن الفصل بين الإشعاعات الثلاثة بتعريض مسارها ……………..

التحول الطبيعي والاصطناعي للعناصر

التحول الطبيعي

• التعريف : يحدث عندما تبعث النواة جسيم الفا وبيتا وتتحول الى عنصر اخر من دون أي تدخل خارجی وبشكل طبیعي نتيجة عدم استقرار النواة
• مثال : تحول نواة اليورانيوم الى ثوریوم بعد انطلاق جسيم الفا منها

التحول الاصطناعي

• التعريف : يحدث نتيجة قذف انوية عناصر بجسيمات تؤدى الى تحولها إلى عناصر ونظائر جديدة
• مثال : قذف انوية نيتروجين لجسيمات الفا للحصول على اكسجين وهيدروجين ( تفاعل رزرفورد )

قوانين البقاء في التفاعلات والتحولات النووية

1. قانون بقاء العدد الذری (Z): العدد الذري للنواة قبل الانحلال يساوي مجموع الأعداد الذرية للانوية الناتجة بعد الانحلال
2. قانون بقاء العدد الكتلی ( A ): العدد الكتلي للنواة قبل الانحلال يساوي مجموع الاعداد الكتلية للانوية الناتجة بعد الانحلال
3. قانون بقاء الكتلة والطاقة : طاقة الانوية الكلية قبل الانحلال تساوی مجموع طاقة الفوتون والطاقات الكلية للانوية الناتجة – الطاقة الكلية تساوي مجموع الطاقات الحركية وطاقة السكون

علل، انبعاث أشعه حاما مصاحبة لانبعاث ألفا أو انبعاث بيتا ؟
لان النواة المشعة عندما تبعث ای جسيم ينتج عنها نواة جديدة تكون في مستوى اثارة لذلك تطلق اشعة جاما لتعود الى مستوى الاستقرار

تعريف النيترينو : هو جسيم يصعب تحسسه ( مهمل الكتلة ) ويعمل على حمل الطاقة التي تبدو ضائعة
البوزيترون : هو جسيم مساوى للالكترون في الكتله لكنه موجب الشحنه

تطبيقات الانحلال الاشعاعي

1- تحديد عمر الكائنات الحية :
– نسبة C 14 , 6 و C 12 , 6 نسبة ثابته في المخلوقات الحية
– بعد الوفاة تتغير هذه النسبة بسبب اضمحلال C 14 , 6
– بقياس نسبة C 14 , 6 المشع إلى نسبة C 12 , 6 المستقر في جسم الميت يمكن حساب التاريخ الذي كان المخلوق حيا فيه

2- تحديد عمر الأشياء غير الحية
– تستخدم نظائر U 235 و U 238 التي تتحول إلى نظائر الرصاص Pb 206 و Pb 207
– كلما كان الجسم اكبر عمرا كانت نسبة نظائر الرصاص به اكبر
– باستخدام عمر النصف لليورانيوم ونسبة نظائر الرصاص في العينة يمكن تحديد تاريخ تكونها ( عمرها )

الانشطار والاندماج النووي

تعريف التفاعلات النووية : هي التفاعلات التي تؤدي الى تغير في انوية العناصر

انواع التفاعلات النووية

الانشطار النووي

• التعريف : هو تفاعل نووي تنقسم فية نواة ثقيله غير مستقرة بعد قذفها بجسيم ( نیترون ) الى نواتين او اكثر اخف كتله واكثر استقرارا ومترافقة مع اطلاق طاقة
• مثال : انشطار نواة اليورانيوم U 235

الاندماج النووي

• التعريف : هو تفاعل يحدث فية اتحاد انوية صغيرة لتكون نواه اكبر وتنطلق طاقة محررة جسيمات
• مثال : التفاعلات التي تحدث داخل الشمس وهي تندماج اربع انوية هيدروجين لتكوين نواة الهليوم

 

التفاعل المتسلسل :

عند قذف نوة اليورانيوم 235 بنيترون بطئ يحدثلها ……….. وينتج ثلاث ………. سريعه اذا تم تهدئة هذة النيترونات لتصطدم بانوية اخرى من اليورانيوم وتسبب انشطارها وتخرج الكترونات اخرى وهكذا يزداد عدد النيترونات وسرعه الانشطار ويسمى التفاعل في هذة الحالة بالتفاعل …………..

علل ، يتمكن النيترون البطئ من شطر نواة اليورانيوم ؟
لانه عديم الشحنة فلا يتاثر بالمجالات الكهربية و المغناطيسية

تعريف التفاعل المتسلسل ؟
هو التفاعل الذي يؤدي الى انشطار جديد حيث ينتج عن كل انشطار جدید نیترونات يمكنها من احداث المزيد من الانشطارات

يقوم مبدا عمل القنبلة النووية على …………….. مما يجعلها خطيرة وتؤثر في حيز واسع

الاستفادة من التفاعلات النووية

في المفاعلات النووية كمصدر للطاقة حيث
– يتم السيطرة عليها والتحكم في عدد النيترونات التي تصطدم بانوية اليورانيوم
– يتم ابطاء سرعه النيترونات بتصادمها بمادة ذات كتلة صغيرة مثل الجرافيت والماء الثقيل D2O
– يتم التحكم في سرعة التفاعل المتسلسل باستخدام عدد مناسب من قضبان مصنوعة من الكادميوم لكي تمتص بعض النيترونات وتبطئ عملية الانتشار

شروط الاندماج

1- رفع درجة الحرارة للانوية ( علل ) ؟
لزيادة سرعة الانوية بشكل كبير للتغلب على قوة التنافر الكهربية
2- حصر الانوية في حيز صغير جدا وا زيادة الضغط عليها

يسمى الاندماج النووي بالتفاعل النووي الحراري ( علل )؟
لانه يجب رفع درجة حرارة الانوية المندمجة لملاين الدرجات

ملاحظات هامة :
1- التفاعل الاندماجى ينتج أنوية كتلتها اكبر لذلك فان طاقة الربط النووية لكل نيكلون تزداد مع ازدياد العدد الكتلی A

تطبيقات الاندماج النووي : القنبلة الهيدروجينية

( علل )
1- يلزم لتفجير القنبلة الاندماجية قنبلة انشطارية نووية ؟
لتوفير الحرارة اللازمة للاندماج النووی

2- لا يمكن الاستفادة من طاقة الاندماج النووي في الأنشطة السلمية
لصعوبة التحكم بها والسيطرة عليها