الفيزياء النووية

النواة، الإشعاع، الاضمحلال المشع، والانشطار النووي — العلم الذي يُشغّل المفاعلات ويُعالج السرطان

فيزياء 3 درس تفاعلي ~15 دقيقة اختبار في النهاية
١

النواة والإشعاع

تركيب النواة: تتكون من بروتونات (موجبة) ونيوترونات (متعادلة) مرتبطة بالقوة النووية الشديدة. الرمز: ᴬ_ᴢX حيث Z = العدد الذري، A = العدد الكتلي.
نوع الإشعاع التركيب الشحنة القدرة الاختراقية الحاجب
ألفا (α) 2 بروتون + 2 نيوترون +2 منخفضة ورقة
بيتا (β) إلكترون سريع −1 متوسطة ألومنيوم
غاما (γ) موجة كهرومغناطيسية 0 عالية جداً رصاص / خرسانة
٢

محاكاة تفاعلية — مقارنة الإشعاعات

اضغط لإضافة حواجز وشاهد توقف كل إشعاع

٣

الاضمحلال المشع ونصف العمر

N = N₀ · (½)^(t / t½)
N — الكمية المتبقية
N₀ — الكمية الابتدائية
t½ — نصف العمر (سنة)
t — الزمن المنقضي (سنة)

منحنى الاضمحلال المشع

نصف العمر (t½) 5 سنوات
الزمن المنقضي (t) 10 سنوات
الكمية المتبقية
50%
من الكمية الأصلية
عدد أنصاف الأعمار
2.0
دورة اضمحلال
٤

الانشطار والاندماج النووي

الانشطار النووي (Fission): نيوترون يصطدم بنواة ثقيلة (U-235) → تنقسم إلى نواتَين أصغر + نيوترونات جديدة + طاقة هائلة. النيوترونات الجديدة تُحفّز انشطارات أخرى → تفاعل متسلسل.

محاكاة الانشطار النووي

الاندماج النووي (Fusion): دمج نواتين خفيفتين (H + H → He) → طاقة أكبر من الانشطار. هذا ما يُشعل الشمس والنجوم. التحدي الأكبر: درجة الحرارة اللازمة > 100 مليون درجة!
الانشطار ☢️
• يُستخدم في المفاعلات والقنابل النووية
• وقوده: اليورانيوم-235 أو البلوتونيوم
• ينتج نفايات إشعاعية
الاندماج ☀️
• يُشعل النجوم والشمس
• وقوده: الديوتيريوم (من الماء!)
• طاقة نظيفة مستقبلاً
٥

اختبر فهمك

١. أيّ أنواع الإشعاع الثلاثة أشد اختراقاً للمواد؟

أ
ألفا (α)
ب
بيتا (β)
ج
غاما (γ)
د
النيوترونات

٢. عنصر مشع نصف عمره 10 سنوات. بعد 20 سنة, الكمية المتبقية:

أ
50%
ب
10%
ج
25%
د
0%

٣. الانشطار النووي يُستخدم في:

أ
إضاءة المنازل بالمباشر
ب
الألواح الشمسية
ج
المفاعلات النووية لتوليد الكهرباء
د
البطاريات الكيميائية

٤. جسيم ألفا (α) يتكون من:

أ
إلكترون سريع
ب
موجة كهرومغناطيسية
ج
بروتون واحد
د
2 بروتون + 2 نيوترون (نواة هيليوم)

٦

ملخص الدرس

قانون الاضمحلال
N = N₀ · (½)^(t/t½)
ألفا (α)
2p + 2n — يوقفه ورق
بيتا (β)
إلكترون — يوقفه Al
غاما (γ)
موجة — يوقفه الرصاص
الانشطار
U-235 + n → تفاعل متسلسل
نصف عمر 10 سنوات
بعد 20 سنة: 25% متبقٍ