الفيزياء للأطفال: الطاقة النووية والانشطار

الفيزياء للأطفال: الطاقة النووية والانشطار
Fred Hall

الفيزياء للأطفال

الطاقة النووية والانشطار

الطاقة النووية هي الطاقة المخزنة داخل الذرة بواسطة القوى التي تربط نواة الذرة معًا. لقد تعلم العلماء كيفية التقاط كميات كبيرة من الطاقة من هذه القوى التي يمكن استخدامها بعد ذلك لتوليد الكهرباء.

E = mc2

عند العمل على نظريته النسبية ، ألبرت أينشتاين اكتشف الصيغة الرياضية E = mc2. أظهرت هذه الصيغة أنه يمكن تحويل المادة إلى طاقة. على الرغم من أن هذا يبدو وكأنه مفهوم بسيط ، إلا أنه أظهر أنه يمكن توليد كمية كبيرة من الطاقة من كمية صغيرة جدًا من المادة. يمكن القيام بذلك عن طريق تقسيم الذرة في عملية تسمى الانشطار النووي.

الانشطار النووي

الانشطار النووي هو عملية انقسام ذرة كبيرة إلى اثنتين أو أكثر ذرات أصغر. عندما تنقسم الذرة ، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة. عندما يتم إطلاق الطاقة بطريقة بطيئة التحكم ، يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء لتشغيل منازلنا. عندما يتم إطلاق الطاقة دفعة واحدة ، يحدث تفاعل متسلسل يسبب انفجارًا نوويًا.

تفاعل الانشطار النووي

المصدر: US NRC

محطات الطاقة النووية

أحد التطبيقات الرئيسية للانشطار النووي هو الطاقة النووية. تستخدم محطات الطاقة النووية الانشطار النووي لتوليد الحرارة. يستخدمون هذه الحرارة لتكوين بخار من الماء والذي بدوره يعملالمولدات الكهربائية.

يتم توليد حوالي عشرين بالمائة من الكهرباء في الولايات المتحدة بواسطة محطات الطاقة النووية. هناك 104 وحدات توليد نووية تجارية في الولايات المتحدة

أنظر أيضا: Tyrannosaurus Rex: تعرف على مفترس الديناصورات العملاقة.

تستخدم محطات الطاقة النووية عنصر اليورانيوم كوقود. تُستخدم قضبان التحكم في اليورانيوم للتأكد من أن التفاعل المتسلسل لتقسيم الذرات يسير بوتيرة مضبوطة.

أنظر أيضا: رياضيات الاطفال: الأعداد الثنائية

محطة الطاقة النووية TVA Watts Bar

المصدر: وزارة الطاقة الأمريكية

النفايات المشعة

أحد المنتجات الثانوية للطاقة النووية هو النفايات المشعة. هذه هي المواد المتبقية من التفاعل النووي. يمكن أن تكون المواد المشعة خطرة على الإنسان والحياة الحيوانية.

استخدامات أخرى للطاقة النووية

الطاقة النووية لها تطبيقات أخرى بالإضافة إلى محطات الطاقة. أحد التطبيقات هو الدفع النووي في السفن والغواصات. يمكن للغواصات التي تعمل بالطاقة النووية البقاء تحت الماء والسفر بسرعات عالية لفترة طويلة. كما تم استخدام الطاقة النووية في السفن البحرية والسفن المستخدمة لكسر الجليد في البحار القطبية والسفن الفضائية.

هذه السفن التابعة للبحرية الأمريكية تعمل بالطاقة النووية

المصدر: البحرية الأمريكية

الاندماج النووي

شكل آخر من أشكال الطاقة النووية هو الاندماج النووي. يحدث الاندماج عندما يتم ضم ذرتين أو أكثر معًا لتكوين ذرة أكبر. النجوم تحصل على قوتها من الاندماج النووي. في أعماق النجم ، يتم تحويل ذرات الهيدروجين باستمرار عن طريق الاندماجفي ذرات الهيليوم. هذه العملية هي التي تولد الضوء والطاقة الحرارية المنبعثة من النجوم بما في ذلك الشمس.

لم يكتشف العلماء كيفية التحكم في الاندماج لتوليد طاقة قابلة للاستخدام. إذا أمكن ، فسيكون ذلك خبرًا رائعًا لأن الاندماج ينتج مواد إشعاعية أقل وسيمنحنا إمدادًا غير محدود من الطاقة.

حقائق مثيرة للاهتمام حول الطاقة النووية والانشطار

  • الدول الثلاث الأولى لتوليد الطاقة النووية هي إلينوي وبنسلفانيا وساوث كارولينا.
  • تولد الولايات المتحدة طاقة نووية أكثر من أي دولة أخرى.
  • في تاريخ الطاقة النووية كان هناك ثلاث كوارث كبرى لمحطة الطاقة النووية بما في ذلك تشيرنوبيل (أوكرانيا) ، وثري مايل آيلاند (الولايات المتحدة) ، وفوكوشيما دايتشي (اليابان).
  • أول غواصة تعمل بالطاقة النووية كانت الولايات المتحدة. Nautilus التي انطلقت إلى البحر في عام 1954.
  • يمكن أن تولد حبيبة واحدة من اليورانيوم نفس كمية الطاقة مثل حوالي 1000 كيلوغرام من الفحم.
  • "الدخان" الذي تراه قادمًا من محطة للطاقة النووية ليس تلوثًا ، ولكنه بخار.
الأنشطة

خذ اختبارًا من عشرة أسئلة حول هذه الصفحة.

موضوعات الفيزياء والنسبية النووية

الذرة

العناصر

الجدول الدوري

النشاط الإشعاعي

نظرية النسبية

النسبية - الضوء و الوقت

الجسيمات الأولية - الكواركات

الطاقة النووية والانشطار

علم& GT ؛ & GT. الفيزياء للأطفال




Fred Hall
Fred Hall
فريد هول هو مدون شغوف لديه اهتمام كبير في مواضيع مختلفة مثل التاريخ والسيرة والجغرافيا والعلوم والألعاب. كان يكتب عن هذه المواضيع منذ عدة سنوات ، وقد تمت قراءة مدوناته وتقديرها من قبل الكثيرين. فريد على دراية كبيرة بالموضوعات التي يغطيها ، ويسعى جاهداً لتوفير محتوى إعلامي وجذاب يستهوي مجموعة واسعة من القراء. إن حبه لتعلم أشياء جديدة هو ما يدفعه لاستكشاف مجالات اهتمام جديدة ومشاركة أفكاره مع قرائه. بفضل خبرته وأسلوب الكتابة الجذاب ، يعد Fred Hall اسمًا يمكن لقراء مدونته الوثوق به والاعتماد عليه.