الوحدة الثالثة

Document Sample
الوحدة الثالثة Powered By Docstoc
					          ‫فى الكيمياء‬              ‫.‪Mr. H.S‬‬                      ‫سلسلة السيف‬


                         ‫الطاقة من التفاعالت النووية‬                  ‫الوحدة الثالثة‬
   ‫فى التفاعل الكيميائى ترتبط ذرات العناصر مع بعضها البعض بواسطة اإللكترونات فى‬
             ‫مستويات الطاقة الخارجية { بتكوين روابط تساهمية أو أيونية }‬
         ‫أما فى التفاعالت النووية فإنها تحدث داخل النواة وتعتمد على مكوناتها‬
                                                                             ‫النظائر:‬
 ‫هى صور مختلفة لذرة العنصر الواحد تتفق فى العدد الذرى والخواص الكيميائية‬
               ‫وتختلف فى عدد الكتلة الختالف عدد النيوترونات.‬
       ‫نظائر األكسجين‬               ‫نظائر الهيدروجين‬
                             ‫بروتيوم ديوتيريوم تريتيوم‬                   ‫أمثلة‬
   ‫8‬ ‫61‪O18 8O17 8O‬‬                ‫3‬           ‫2‬            ‫1‬
                              ‫‪1H‬‬           ‫‪1H‬‬          ‫‪1H‬‬
     ‫11‬      ‫11‬      ‫11‬         ‫3‬           ‫2‬            ‫1‬            ‫عدد الكتلة‬
     ‫11‬      ‫9‬        ‫1‬         ‫2‬           ‫1‬          ‫صفر‬          ‫عدد النيوترونات‬
             ‫1‬                              ‫1‬                         ‫العدد الذرى‬
‫ثبات أنوية العناصر: يرجع ثبات أنوية العناصر إلى النسبة بين عدد النيوترونات وعدد‬
                                                          ‫البروتونات )‪ (p : n‬فى النواة.‬
   ‫العناصر الثابتة: تكون النسبة )‪ (p : n‬فى ذراتها تتراوح بين 1 : 1 ،وحتى 1..1 : 1‬
                  ‫[1] العناصر التى أعدادها الذرية صغيرة تكون النسبة )‪1 : 1 (p : n‬‬
                      ‫4‬             ‫21‬              ‫02‬             ‫61‬
                 ‫‪2He‬‬            ‫‪6C‬‬            ‫‪10Ne‬‬             ‫‪8O‬‬
      ‫[2] العناصر التى أعدادها الذرية كبيرة نسبيا ً تكون النسبة )‪ (p : n‬حتى 1..1 : 1‬
                         ‫97‬                 ‫65‬                  ‫602‬
                    ‫‪35Br‬‬               ‫‪26Fe‬‬               ‫‪82Pb‬‬
                   ‫12.1 : 1‬           ‫.1.1 : 1‬           ‫1..1 : 1‬
          ‫العناصر غير الثابتة (المشعة): تكون النسبة )‪ 1 : 1.1 (p : n‬أو 9..1 : 1‬
                                  ‫832‬                 ‫432‬
                             ‫‪92U‬‬                ‫‪90Th‬‬
                            ‫9..1 : 1‬            ‫1.1 : 1‬
                         ‫[ أ ] نظائر مستقرة: مثل نظائر األكسجين.‬          ‫تقسيم النظائر:‬
                         ‫[ ب ] نظائر مشعة: مثل نظائر اليورانيوم.‬

                          ‫النواة مخزن الكتلة‬

  ‫تتركز كتلة الذرة فى النواة لوجود البروتونات والنيوترونات داخل النواة وكتلة كل منها‬
‫كبيرة بالنسبة لكتلة اإللكترونات التى تدور حول النواة وبذلك يمكن إهمال كتلة اإللكترونات.‬
                         ‫النواة مخزن الطاقة‬


                                  ‫الصف األول الثانوى‬
                                           ‫1‬
                                    ‫الوحدة الثالثة‬
          ‫فى الكيمياء‬             ‫.‪Mr. H.S‬‬                     ‫سلسلة السيف‬

                                 ‫تخضع الجسيمات داخل النواة إلى نوعين من القوى هما:‬
               ‫[1] قوى التنافر: بين البروتونات وبعضها البعض ألنها موجبة الشحنة.‬
                                                      ‫[2] قوى التجاذب: توجد بين:-‬
                                                      ‫(أ) النيوترونات وبعضها البعض.‬
                                       ‫(ب) النيوترونات والبروتونات لتبادل الميزونات.‬
                   ‫الميزون: جسيم صغير له كتلة اإللكترون يحمل شحنة موجبة أو سالبة.‬
                                        ‫تبادل الميزونات بين النيوترونات والبروتونات:‬
                                                                                ‫أولً:‬
                 ‫نيوترون + ميزون موجب‬                       ‫بروتون‬

                  ‫بروتون + ميزون سالب‬                      ‫نيوترون‬               ‫ثانيا ً:‬

                                                                 ‫تفسير تماسك النواة:‬
     ‫تكون النواة متماسكة ألن قوى التجاذب داخل النواة أقوى بكثير من قوى التنافر.‬

                                    ‫األسئلة‬
                                                                ‫س1:- علل لما يأتى:‬
                                                             ‫النواة مخزن الكتلة.‬    ‫1-‬
                                                            ‫النواة مخزن الطاقة.‬     ‫2-‬
                                               ‫وجود قوى جذب داخل نواة الذرة.‬        ‫3-‬
                         ‫فى نظير البروتيوم يتساوى العدد الذرى مع العدد الكتلى.‬      ‫4-‬
   ‫األكسجين 61‪ 8O‬من العناصر الثابتة بينما الرصاص 412‪ 82Pb‬من العناصر المشعة.‬         ‫.-‬
‫تتشابه نظائر العنصر الواحد فى خواصها الكيميائية ولكنها تختلف فى خواصها‬              ‫1-‬
                                                                      ‫الفيزيائية.‬
                                                      ‫س2:- تخير اإلجابة الصحيحة:‬
                                    ‫1- سبب قوى الجذب داخل نواة الذرة يرجع إلى …‬
  ‫(ب) تحول الميزون الموجب إلى ميزون سالب.‬          ‫(أ) تحول البروتون إلى نيوترون فقط.‬
                                            ‫(ج) قوى الجذب بين النيترونات وبعضها فقط.‬
            ‫(د) تحول النيوترونات إلى بروتونات والعكس وقوى الجذب بين النيوترونات.‬
                                                           ‫2- نظائر العنصر الواحد …‬
                          ‫(ب) تختلف فى عدد الكتلة‬            ‫(أ) تختلف فى العدد الذرى‬
                                       ‫(د) ب،حـ معا ً‬       ‫(ج) تشترك فى العدد الذرى‬
                             ‫3- ذرة الهيدروجين العادى هى الوحيدة التى ل تحتوى …‬
                  ‫(ج)إلكترونات‬                 ‫(ب) بروتونات‬              ‫(أ) نيوترونات‬
                         ‫4- البروتون يمكن أن يتحول فى لحظة إلى نيترون وذلك بـ …‬
                                      ‫(ب)اكتساب إلكترون.‬         ‫(أ) فقد ميزون موجب.‬
            ‫(د) خروج أشعة جاما دون فقد أو اكتساب شىء.‬           ‫(ج) فقد ميزون سالب.‬
                                                      ‫.- الميزون جسيم كتلته تعادل …‬

                                 ‫الصف األول الثانوى‬
                                          ‫2‬
                                   ‫الوحدة الثالثة‬
          ‫فى الكيمياء‬               ‫.‪Mr. H.S‬‬                       ‫سلسلة السيف‬

                            ‫(ج) النيترون.‬               ‫(ب) اإللكترون‬         ‫(أ) البروتون‬
                                                          ‫س3:- أذكر المصطلح العلمى:‬
                                      ‫1- جسيم صغير مشحون بشحنة موجبة أو سالبة.‬
                              ‫2- جسيم صغير له كتلة اإللكترون ويحمل شحنة البروتون.‬
             ‫3- عدة صور للعنصر الواحد تتفق فى العدد الذرى وتختلف فى العدد الكتلى.‬
                                                     ‫س4:- ضع عالمة (‪ )‬أو (‪)‬‬
                               ‫1- نظائر العنصر تختلف فى تكافؤها تجاه الهيدروجين.‬
                             ‫2- يتحول البروتون إلى نيوترون متعادل وميزون سالب.‬
              ‫3- جميع نظائر الهيدروجين تحتوى أنويتها على بروتونات ونيوترونات.‬
                           ‫العالقة بين المادة والطاقة‬
   ‫‪ ‬عند اكتشاف النشاط اإلشعاعى أثبت العلماء أن انبعاث الطاقة يصحبه نقص فى الكتلة.‬
                           ‫‪ ‬كمية الطاقة المنبعثة تتناسب طرديا ً مع النقص فى الكتلة.‬
‫‪ ‬أوضحت أبحاث العالم المصرى الدكتور: ”على مصطفى مشرفة“ أن المادة والطاقة‬
                                                ‫واإلشعاع صور متعددة لشىء واحد.‬
                                                                    ‫نظرية الكم لبالنك:-‬
                        ‫يمكن تحويل المادة إلى طاقة والعكس‬
                                                                            ‫قانون بالنك:-‬
                        ‫الطاقة = الكتلة المتحولة × مقدار ثابت‬
                                                                            ‫المقدار الثابت‬
     ‫هو الشغل الذى يمكن الحصول عليه عندما تتحول كتلة مقدارها 1 جم إلى طاقة.‬
                                                                          ‫قانون إينشتين:-‬
                 ‫الطاقة = الكتلة المتحولة × مربع سرعة الضوء‬
             ‫المقدار الثابت قدره إينشتين بمربع سرعة الضوء ويساوى (3×11 1)2 م/ث‬
                                 ‫وحدات قياس الطاقة‬

          ‫اإللكترون فولت‬                    ‫السعر‬                   ‫الجول‬
                                                                        ‫اإللكترون فولت:-‬
 ‫هو الشغل المبذول لنقل شحنة إلكترون بين نقطتين فرق الجهد بينهما واحد‬
                                ‫فولت.‬
                                                  ‫يستخدم كوحدة لقياس الطاقة الذرية‬
    ‫ولصغر هذه الوحدة اتخذ المليون إلكترون فولت (م. أ. ف.) وحدة لقياس الطاقة الذرية.‬
                                                 ‫المليون إلكترون فولت = 11 1 فولت‬
                         ‫حساب كمية الطاقة الناتجة عن تحول المادة‬

                                   ‫الصف األول الثانوى‬
                                            ‫3‬
                                     ‫الوحدة الثالثة‬
          ‫فى الكيمياء‬                  ‫.‪Mr. H.S‬‬                      ‫سلسلة السيف‬

                                                    ‫[1] عندما تكون كتلة المادة بالجرام:-‬
                                                                  ‫(أ) لحساب الطاقة بالجول:-‬
                                                    ‫1‬
                        ‫31‬                   ‫1 2‬
                 ‫جول‬         ‫× (3 × 11 ) = 1 × 9 × 11‬     ‫الطاقة بالجول =‬
                                                     ‫1111‬
              ‫الطاقة بالجول = الكتلة المتحولة بالجرام × 9 ×‬
                                ‫31‬
                                   ‫11‬
                                                                 ‫(ب) لحساب الطاقة بالسعر:-‬
                                                                 ‫‪‬السعر = 411.4 جول‬
                                                    ‫31‬
                                                         ‫1 × 9 × 11‬
                                ‫31‬
                         ‫سعر‬         ‫= .1.2 × 11‬                       ‫الطاقة بالسعر =‬
                                                         ‫411.4‬
            ‫الطاقة بالسعر = الكتلة المتحولة بالجرام × .1.2 ×‬
                                ‫31‬
                                   ‫11‬
                                          ‫[2] عندما تكون كتلة المادة بوحدة الكتل الذرية:‬
         ‫الطاقة (م. إ. ف.) = الكتلة المتحولة بوحدة الكتل الذرية ×‬
                                  ‫139‬
                                               ‫التحويل بين وحدة الكتل الذرية والجرام:-‬
                                       ‫الكتلة (بالجرام)‬
                        ‫- 42‬
                               ‫11.1 × 11‬           ‫الكتلة (و.ك.ذ.)‬

‫مثال1: احسب الطاقة الناتجة عن تحول ..1 وحدة كتل ذرية من المادة إلى طاقة مرة بـ:‬
                ‫[ج] السعر‬                  ‫[ب] الجول‬        ‫[أ] المليون إلكترون فولت‬
                                                                             ‫الحل1:‬
                 ‫= الكتلة بوحدة الكتل الذرية × 139 م. أ. ف‬     ‫[أ] الطاقة (م.أ.ف)‬
                            ‫= ..1 × 139 = ...14 م. أ. ف‬
                        ‫- 42‬
                    ‫جم‬       ‫تحويل وحدة الكتل الذرية إلى جرامات = ..1 × 11.1 × 11‬
                               ‫31‬
                                  ‫= الكتلة بالجرام × 9 × 11‬     ‫[ب] الطاقة بالجول‬
                    ‫31‬             ‫– 42‬
                       ‫× 9 × 11‬         ‫= ..1 × 11.1 × 11‬
                                     ‫= 14.1 × 11 – 11 جول‬
                           ‫31‬
                              ‫= الكتلة بالجرام × .1.2 × 11‬      ‫[ج] الطاقة بالسعر‬
                ‫31‬                 ‫– 42‬
                   ‫× .1.2 × 11‬          ‫= ..1 × 11.1 × 11‬
                                  ‫= .411.1 × 11 – 11 سعر‬

                                      ‫الصف األول الثانوى‬
                                               ‫4‬
                                        ‫الوحدة الثالثة‬
          ‫فى الكيمياء‬                      ‫.‪Mr. H.S‬‬                          ‫سلسلة السيف‬

            ‫مثال2: احسب الطاقة الناتجة من تحويل ..1 جم من المادة إلى طاقة مقدرة بـ‬
         ‫[ج] المليون إلكترون فولت.‬           ‫[ب] السعر‬            ‫[أ] الجول‬
                                                                              ‫الحل2:‬
                              ‫31‬
                                 ‫= الكتلة بالجرام × 9 × 11‬       ‫[أ] الطاقة بالجول‬
                                       ‫31‬
                                          ‫= ..1 × 9 × 11‬
                                      ‫= ..4 × 11 31 جول‬
                          ‫31‬
                             ‫= الكتلة بالجرام × .1.2 × 11‬        ‫[ب] الطاقة بالسعر‬
                                  ‫31‬
                                     ‫= ..1 × .1.2 × 11‬
                                   ‫= .11.1 × 11 31 سعر‬
                                                     ‫[ج] تحويل الجرامات إلى و. ك. ذ‬
                                       ‫..1‬                ‫الكتلة (بالجرام)‬
             ‫و. ك. ذ‬           ‫- 42‬                ‫=‬     ‫- 42‬                     ‫الكتلة (و.ك.ذ) =‬
                                      ‫11.1 × 11‬               ‫11.1 × 11‬

                        ‫الطاقة = الكتلة (و. ك. ذ) × 139 م. أ. ف‬
                                                                  ‫..1‬
                          ‫42‬
               ‫م . أ. ف‬         ‫× 139 = 24.112 × 11‬           ‫الطاقة بالسعر =‬
                                                ‫-42‬
                                                    ‫11.1 × 11‬
                                            ‫األسئلة‬

                                                                 ‫س1:- أذكر المصطلح العلمى:‬
          ‫1- المادة والطاقة صورتان لشىء واحد (يمكن تحويل كل منهما إلى اآلخر).‬
    ‫2- الشغل المبذول لنقل شحنة اإللكترون بين نقطتين فرق الجهد بينهما واحد فولت.‬
                                                                ‫س2:- اختر اإلجابة الصحيحة:-‬
‫1- لحساب كمية الطاقة الناتجة من تحويل كتلة معينة بالجرام إلى طاقة مباشرة بالسعر‬
                                                                 ‫نضرب الكتلة فى …‬
                       ‫-42‬              ‫31‬              ‫31‬
                ‫(9 × 11 / .1.2 × 11 / 11.1 × 11 / 139)‬
‫2- لحساب كمية الطاقة الناتجة من تحويل وحدة كتل ذرية إلى طاقة بالجول نضرب الكتلة‬
                                                                              ‫فى …‬
          ‫– 42‬             ‫31‬           ‫31‬              ‫– 11‬
         ‫/ .1.2 × 11 / 9 × 11 / 11.1 × 11 )‬                  ‫(49.41 × 11‬
‫3- لحساب كمية الطاقة الناتجة من تحويل وحدة كتل ذرية إلى طاقة بالسعر نضرب الكتلة‬
                                                                              ‫فى …‬
          ‫– 42‬             ‫31‬           ‫31‬              ‫– 11‬
         ‫/ .1.2 × 11 / 9 × 11 / 11.1 × 11 )‬                  ‫(91..3 × 11‬
    ‫4 - استطاع العالم المصرى الدكتور ”على مصطفى مشرفة“ من التوصل فى أبحاثه إلى‬
                                    ‫(أ) إمكانية تحويل الطاقة النووية إلى طاقة كهربية.‬
                               ‫(ب) أثبت أن المادة والطاقة واإلشعاع صور لشىء واحد.‬
                            ‫(ج) أثبت أن الطاقة الندماجية أفضل من الطاقة اإلنشطارية.‬
                                                                    ‫س3:- حل المسائل اآلتية:-‬

                                          ‫الصف األول الثانوى‬
                                                   ‫5‬
                                            ‫الوحدة الثالثة‬
          ‫فى الكيمياء‬              ‫.‪Mr. H.S‬‬                        ‫سلسلة السيف‬

‫[1] احسب الطاقة بالجول والسعر والمليون إلكترون فولت الناتجة عن كتلة مقدارها 4.1‬
                                                                               ‫جم‬
                   ‫[2] احسب الطاقة الناتجة من تحول وحدة كتل ذرية إلى طاقة بالجول.‬
               ‫[3] احسب الطاقة المنطلقة عند تحول 11 جرام من المادة بالجول والسعر.‬
‫42‬
   ‫[4] احسب كتلة المادة بالجرام التى ينتج عن تحولها طاقة مقدارها 43.422 × 11‬
                                                                            ‫م. أ. ف‬
                      ‫طاقة الترابط النووى‬

                   ‫هى الطاقة الالزمة لربط مكونات النواة.‬
                                                           ‫منشأ طاقة الترابط النووى:-‬
 ‫تحول النقص فى الكتلة بين كتلة مكونات النواة والكتلة الفعلية للذرة‬
               ‫إلى طاقة تعمل على ترابط مكونات النواة.‬
                        ‫حساب طاقة الترابط النووى‬

                                                             ‫[1] حساب عدد النيوترونات:-‬
                      ‫عدد النيوترونات = عدد الكتلة – العدد الذرى‬
                                  ‫[2] حساب مجموع كتل مكونات النواة (الكتلة الحسابية).‬
                                                               ‫الكتلة النظرية (الحسابية) =‬
         ‫عدد البروتونات × كتلة البروتون + عدد النيوترونات × كتلة النيترون‬
                               ‫[3] إيجاد الفرق بين كتلة مكونات الذرة والكتلة الفعلية لها.‬
                   ‫النقص فى الكتلة = الكتلة الحسابية – الكتلة الفعلية‬
                                                ‫[4] حساب طاقة الترابط النووى من العالقة:‬
                ‫طاقة الترابط النووى = النقص فى الكتلة × 931 م. أ. ف‬
       ‫[.] حساب طاقة الترابط للجسيم الواحد (طاقة الترابط النووى النوعية) من العالقة:‬
                     ‫طاقة الترابط النووى الكلية‬
                                             ‫طاقة الترابط للجسيم الواحد =‬
                           ‫عدد الكتلة‬
                                                                                ‫مالحظات:-‬
                     ‫هى كتلة الذرة بعد تماسك مكوناتها‬                       ‫الكتلة الفعلية:-‬
            ‫طاقة الترابط النووى النوعية:- هى طاقة الترابط للجسم الواحد داخل النواة.‬
   ‫تتخذ مقياس لثبات النواة فكلما زادت طاقة الترابط النووى النوعية كلما زاد ثبات النواة.‬
                                                  ‫يمكن استخدام القوانين المختصرة اآلتية:-‬
                     ‫طاقة الترابط النووى الكلية‬
                                                ‫الكتلة الفعلية = الكتلة الحسابية -‬
                             ‫139‬
                     ‫طاقة الترابط النووى الكلية‬
                                               ‫الكتلة الحسابية = الكتلة الفعلية +‬
                             ‫139‬   ‫الصف األول الثانوى‬
                                             ‫6‬
                                      ‫الوحدة الثالثة‬
          ‫فى الكيمياء‬              ‫.‪Mr. H.S‬‬                      ‫سلسلة السيف‬



                                                                         ‫أمثلة محلوله:‬
                                                                                ‫مثال1:‬
                                                    ‫53‬
‫احسب طاقة الترابط النووى لنواة ‪ 17Cl‬إذا علمت أن كتلة البروتون = 111.1 و.ك.ذ‬
‫وكتلة النيوترون 111.1 و.ك.ذ والكتلة الفعلية للكلور = .3 و.ك.ذ. ثم احسب طاقة الترابط‬
                                                                        ‫للجسيم الواحد.‬
                            ‫= عدد الكتلة – العدد الذرى‬    ‫عدد النيترونات‬        ‫الحل1:‬
                           ‫= .3 – 11 = 11 نيوترون‬
      ‫الكتلة الحسابية = عدد البروتونات×كتلة البروتون + عدد النيوترونات×كتلة النيترون‬
        ‫= 111.1 × 11 + 111.1 × 11 = 312..3 و. ك. ذ‬                     ‫الكتلة الحسابية‬
                          ‫= 312..3 - .3 = 312.1 و. ك. ذ‬               ‫النقص فى الكتلة‬
                             ‫طاقة الترابط النووى = 312.1 × 139 = 3.1.442 م. أ. ف‬
                       ‫طاقة الترابط النووى الكلية 3.1.442‬
    ‫= 199.1م.أ.ف‬              ‫=‬                         ‫طاقة الترابط للجسيم الواحد =‬
                          ‫.3‬             ‫عدد الكتلة‬
                                                                                ‫مثال2:‬
                                                    ‫32‬
‫أوجد الكتلة الفعلية لذرة الصوديوم ‪ 11Na‬إذا علمت أن كتلة البروتون = 111.1 و.ك.ذ،‬
                 ‫كتلة النيترون = 111.1 و.ك.ذ وطاقة الترابط النووى = ...111 م. أ. ف‬

                                                                           ‫الحل2:‬
     ‫الكتلة الحسابية = عدد البروتونات×كتلة البروتون + عدد النيوترونات×كتلة النيترون‬
                  ‫الكتلة الحسابية = 111.1 × 11 + 111.1 × 21 = 311.32 و. ك. ذ‬
                     ‫طاقة الترابط النووى الكلية‬
                                               ‫الكتلة الفعلية = الكتلة الحسابية -‬
                              ‫139‬
                                                  ‫...111‬
       ‫= 311.32 – .91.1 = 119.22 و.ك.ذ‬                    ‫الكتلة الفعلية = 311.32 -‬
                                                 ‫139‬
                                                                                  ‫مثال3:‬
                                 ‫من المعادلة النووية التالية احسب مقدار الطاقة المتولدة‬
                           ‫72‬     ‫1‬                   ‫42‬         ‫4‬
                     ‫‪13Al + 0n‬‬                   ‫‪11Na + 2He‬‬
‫إذا علمت أن كتل األنوية المتفاعلة هى: 311.12 ، 111.1 وكتل األنوية الناتجة هى:‬
                                                                 ‫19.22 ، 111.4 و.ك.ذ‬
                       ‫الحل3: الطاقة الناتجة = [كتلة المتفاعالت – كتلة النواتج] × 139‬
        ‫= [(311.12 + 111.1) – (19.22 + 111.4)] × 139‬
                                   ‫= ………………… م.أ.ف‬

                                     ‫األسئلة‬
                                  ‫الصف األول الثانوى‬
                                           ‫7‬
                                    ‫الوحدة الثالثة‬
             ‫فى الكيمياء‬                   ‫.‪Mr. H.S‬‬                            ‫سلسلة السيف‬


                                                                                  ‫س1: علل لما يأتى:‬
                           ‫1- تقل الكتلة الفعلية للذرة بمقدار ضئيل عن مجموع كتل مكوناتها.‬
                                                                   ‫س2:- اذكر المصطلح العلمى:-‬
             ‫[2] كتلة الذرة بعد تماسك مكوناتها.‬                ‫[1] كتلة مكونات الذرة.‬
    ‫[3] الطاقة الالزمة لربط مكونات النواة. [4] طاقة الترابط للجسيم الواحد داخل النواة.‬
                                                                            ‫س3: حل المسائل اآلتية:‬
                                                                              ‫عند حل المسائل اآلتية اعتبر‬
                   ‫= 1111.1 و. ك. ذ‬                 ‫كتلة البروتون = 3111.1 و. ك. ذ كتلة النيترون‬
‫[1] إذا علمت أن الوزن الذرى (الكتلة الفعلية) للحديد يساوى .1... و. ك. ذ احسب طاقةة‬
                                                                 ‫الترابط النووى لنواة ذرة الحديد 65‪.26Fe‬‬
‫[2] إذا كانةت الكتلةة الفعليةة لةذرة األلومنيةوم 72‪ 13Al‬تسةاوى 19.12 و. ك. ذ احسةب طاقةة‬
                                                                                       ‫الترابط لكل بروتون.‬
                                                                   ‫4‬
‫[3] احسب الكتلة الفعلية لذرة الهيليوم ‪ 2He‬إذا علمت أن طاقة الترابط النووى لكل جسةيم‬
                                                                                   ‫تساوى .11.1 م. أ. ف.‬
‫[4] احسةةب طاقةةة التةةرابط النةةووى لعنصةةر الليثيةةوم علم ةا ً بةةةن الكتلةةة الفعليةةة لنةةواة الليثيةةوم‬
                ‫311.1 و.ك.ذ وكتلة مكونات الذرة 3.1.1 و. ك. ذ مع إهمال كتلة اإللكترونات.‬
                                                         ‫41‬
                   ‫= .111.41 و.ك.ذ‬                   ‫[.] إذا كان الوزن الذرى لنظير النيتروجين ‪7N‬‬
                                     ‫والوزن الذرى لنظير النيتروجين 51‪ 1..1149 = 7N‬و.ك.ذ‬
                                                                      ‫فةى النظيرين أكثر استقراراً؟ ولماذا؟‬
                                                                                   ‫[1] من التفاعل اآلتى: -‬
                                   ‫7‬           ‫1‬                      ‫4‬
                              ‫‪3Li + 1H‬‬                       ‫‪2 2He + energy‬‬
‫احسب مقدار الطاقة الناتجة علما ً بةن كتلة الليثيوم 111.1 و. ك. ذ. وكتلة البروتون 111.1‬
                                                                  ‫و.ك.ذ. وكتلة الهيليوم 1211.4 و. ك. ذ.‬
                                   ‫النشاط اإلشعاعى الطبيعى‬

                                         ‫تعريف النشاط اإلشعاعى الطبيعى:‬
    ‫هو تفتت تلقائى لنواة ذرة عنصر مشع بحيث تخرج من النواة إشعاعات غير‬
                                 ‫مرئية.‬
                                                             ‫وسبب ذلك:-‬
                                                   ‫‪ ‬الوزن الذرى للعنصر المشع كبير.‬
         ‫‪ ‬زيادة أعدد النيوترونات عن أعداد البروتونات فى النواة الواحدة بمقدار كبير.‬
                                  ‫‪ ‬طاقة الترابط النووى بها غير كافية لربط مكوناتها.‬
‫وبالتالى يتحول العنصر المشع خالل سلسلة من اإلشعاعات حتى يصل فى النهاية إلى عنصر‬
                                                                               ‫مستقر.‬



                                          ‫الصف األول الثانوى‬
                                                   ‫8‬
                                            ‫الوحدة الثالثة‬
          ‫فى الكيمياء‬              ‫.‪Mr. H.S‬‬                       ‫سلسلة السيف‬

                            ‫تقسيم العناصر من حيث االستقرار‬


               ‫عناصر غير مستقرة‬                         ‫عناصر مستقرة‬
            ‫يحدث ألنويتها تفتت تلقائى‬            ‫ل يحدث ألنويتها تفتت تلقائى‬
              ‫(أنويتها غير مستقرة)‬                     ‫(أنويتها مستقرة)‬
‫‪ ‬تتم عملية التفتت بمعةدل زمنةى يختلةف مةن عنصةر إلةى ثخةر حيةث قةد تسةتغرق جةزء مةن‬
                                                    ‫الثانية وقد تستغرق ماليين السنين.‬
                       ‫‪ ‬التفتت ل يتم فى جميع الذرات فى وقت واحد وإنما يتم تدريجيا ً.‬
                                                               ‫عمر النصف:‬
           ‫هو الزمن الالزم ليتفتت فيه نصف عدد أنوية العنصر المشع.‬
                                                  ‫حساب فترة عمر النصف:-‬

                                        ‫الزمن الكلى‬
                          ‫عدد الفترات‬           ‫فترة عمر النصف‬
                                  ‫الكتلة المتبقية‬
                        ‫× 111‬                    ‫النسبة المئوية للمتبقى =‬
                                   ‫الكتلة الكلية‬
                                                                            ‫أمثلة محلوله:‬
  ‫مثال1:- احسب الزمن الالزم لتفتت .1% من كمية من عنصر مشع علما ً بةن فترة عمر‬
                                                            ‫النصف له (1 أيام).‬
                                              ‫الحل1: المتبقى .2% من العنصر‬
                         ‫فترة ثانية‬         ‫فترة أولى‬
               ‫.2‬                     ‫1.‬                   ‫111‬

                                         ‫المدة الكلية = عمر النصف × عدد الفترات‬
                                                   ‫المدة الكلية = 1 × 2 = 41 يوم‬
                                                                        ‫مثال2:-‬
‫كمية من عنصر مشع تعطى 1121 إشعاع فى الدقيقة وبعد مرور 121 دقيقة أصبح نشةاطها‬
                ‫اإلشعاعى 1.1 إشعاع فى الدقيقة. احسب فترة عمر النصف لهذا العنصر.‬
                                                                         ‫الحل:2‬
              ‫فترة ثالثة‬              ‫فترة ثانية‬         ‫فترة أولى‬
       ‫1.1‬                    ‫113‬                   ‫111‬             ‫1121‬
                                  ‫المدة الكلية 121‬
                      ‫= 14 دقيقة‬       ‫=‬            ‫عمر النصف =‬
                                   ‫عدد الفترات 3‬



                                  ‫الصف األول الثانوى‬
                                           ‫9‬
                                    ‫الوحدة الثالثة‬
          ‫فى الكيمياء‬                 ‫.‪Mr. H.S‬‬                               ‫سلسلة السيف‬

‫مثال3:- إذا كان لديك 1 جةم مةن عنصةر مشةع، فاحسةب النسةبة المئويةة للمتبقةى بعةد مةرور‬
                                           ‫1. سنة، إذا علمت أن عمر النصف له 12 سنة.‬
                                                                               ‫الحل3:-‬
                                      ‫المدة الكلية 1.‬
                          ‫= 2 فترة‬        ‫=‬           ‫عدد الفترات =‬
                                      ‫عمر النصف 12‬
                               ‫فترة ثانية‬                     ‫فترة أولى‬
                    ‫..1جم‬                           ‫3جم‬                       ‫1جم‬
                                                ‫..1‬
                       ‫× 111 = .2 %‬               ‫النسبة المئوية للمتبقى =‬
                                                 ‫1‬
‫مثال4:- عنصر مشع تبقى منه 3 جم بعد 12 سنة احسةب كتلتةه األصةلية إذا علمةت أن فتةرة‬
                                                             ‫عمر النصف له 4 سنوات.‬
                                         ‫المدة الكلية 12‬                   ‫الحل4:-‬
                            ‫= . فترة‬        ‫=‬          ‫عدد الفترات =‬
                                         ‫عمر النصف 4‬

             ‫(. )‬            ‫(4)‬            ‫(3)‬                 ‫(2)‬         ‫(1)‬
      ‫3 جم‬           ‫1 جم‬           ‫21 جم‬             ‫42 جم‬          ‫14 جم‬       ‫19 جم‬
                                                                     ‫‪ ‬الكتلة األصلية = 19 جم‬
                                                                              ‫أنواع اإلشعاعات‬
        ‫جاما ‪‬‬                     ‫بيتا ‪‬‬                     ‫ألفا ‪‬‬            ‫المقارنة‬
       ‫موجات‬                  ‫جسيمات مادية‬                ‫جسيمات مادية‬
                                                                                ‫طبيعتها‬
    ‫كهرومغناطيسية‬                ‫إلكترونات‬                ‫أنوية )4‪(2He‬‬
                              ‫كتلة اإللكترون‬
     ‫ليس لها كتلة‬                                     ‫كتلة نواة الهيليوم‬             ‫الكتلة‬
                               ‫14.111.1‬
     ‫غير مشحونة‬                    ‫-1‬                           ‫+2‬                  ‫الشحنة‬
                             ‫تتةثر بطريقة تدل‬             ‫تتةثر بطريقة تدل‬
        ‫ل تتةثر‬                                                                 ‫تأثرها بالمجاالت‬
                              ‫على أنها سالبة‬              ‫على أنها موجبة‬

                                                ‫-‬                         ‫‪‬‬
                                                                          ‫‪‬‬
                                            ‫+‬                             ‫‪‬‬

                            ‫تةثير المجال الكهربى على اإلشعاعات‬


                                      ‫األسئلة‬
                                     ‫الصف األول الثانوى‬
                                             ‫01‬
                                       ‫الوحدة الثالثة‬
           ‫فى الكيمياء‬                ‫.‪Mr. H.S‬‬                        ‫سلسلة السيف‬


                                                                         ‫حل المسائل اآلتية:-‬
‫[1] عنصر مشع كتلته 121 جم وبعد 11 يوما ً تبقى منه .1 جم. أحسةب فتةرة عمةر النصةف‬
                                                                                ‫لهذا العنصر.‬
‫[2] أحسب الزمن الالزم لتفتيت .1% من كتلة عنصر مشع إذا كانت فتةرة عمةر النصةف لةه‬
                                                                                   ‫12 دقيقة.‬
‫[3] عنصر مشع كتلته 111 جم فترة عمر النصف له خمس سنوات. كةم يتبقةى منةه بعةد .1‬
                                                                                        ‫عاما ً.‬
‫[4] إذا كانت فترة عمر النصف لنظير مشع تساوى ..21 يوم. أحسب كم يوما ً تلةزم لتحويةل‬
                                                 ‫جم. 3‬          ‫21 جم من العنصر المشع إلى‬
                                                 ‫4‬
‫[.] عنصر مشع كتلته 12 جم تحلل منه .1.11 جةم فةى مةدى يةومين فمةا هةو عمةر النصةف‬
                                                                                             ‫له.‬
‫[1] عنصر مشع فترة عمر النصف له 13 سةنة. أحسةب النسةبة المئويةة لمةا يتبقةى منةه بعةد‬
                                                                            ‫مرور 121 سنة.‬
‫[1] كمية من عنصر مشةع وضةعت أمةام عةداد جيجةر فةعطةت 1142 تحلةل فةى الدقيقةة وبعةد‬
‫مرور 111 دقيقة أصبح نشاطها اإلشعاعى 113 تحلل فى الدقيقة، احسب عمر النصةف لهةذا‬
                                                                                     ‫العنصر.‬
                                                                 ‫س2: اختر اإلجابة الصحيحة‬
‫[1] عنصةر مشةةع كتلتةه 12 جةةم فتةرة عمةةر النصةف لةةه 21 سةاعة، بعةةد مةرور يةةومين يتبقةى‬
                                     ‫منه… (.11.1 جم – .2.1 جم – 911.1 جم – 112.1)‬
‫[2] 13 جم من عنصر مشع عمر النصةف لةه 21 سةاعة تكةون النسةبة المئويةة للمتبقةى بعةد‬
                             ‫مرور يومين تساوى … (.11.1 – .2.1 – .2.1 – .1.3) %‬
‫[3] عنصر مشع كتلته 1 جم فترة عمر النصف له 42 ساعة فتكون الكتلة المتبقيةة منةه بعةد‬
                               ‫. أيام … (.1.1 جم – .1.1 جم – 11.1 جم – .2131.1جم)‬
‫[4] أشعة جاما عبارة عن … (جسيمات مادية موجبة – جسةيمات ماديةة سةالبة – جسةيمات‬
                                                   ‫مادية متعادلة – موجات كهرومغناطيسية)‬
‫[.] عنصر مشع كتلته 13 جم فترة عمر النصف له 21 ساعة بعةد مةرور يةومين يتبقةى منةه‬
                                               ‫… (.11.1 – .2.1 – 911.1 – .1.3) جم‬
       ‫2– عمر النصف‬               ‫س3: ما المقصود بكل من: 1– النشاط اإلشعاعى الطبيعى.‬
                               ‫س4:- ما معنى أن فترة عمر النصف لعنصر مشع 11 ساعات.‬
                                                            ‫س.:- ضع عالمة (‪ )‬أو (‪)‬‬
                 ‫عداد جيجر جهاز يستخدم لقياس مقدار اإلشعاع فى العنصر المشع.‬                  ‫1-‬
           ‫عمر النصف لعنصر هو الزمن الالزم ليتفتت فيه نصف عدد أنوية العنصر.‬                  ‫2-‬
         ‫العناصر المشعة يحدث ألنويتها تفتت تلقائى فى جميع الذرات فى وقت واحد.‬                ‫3-‬
         ‫العنصر المشع هو العنصر الذى ل يحدث تفتت تلقائى ألنويته فى وقت واحد.‬                 ‫4-‬
  ‫سبب عدم استقرار النواة هو زيادة عدد البروتونات عن عدد النيوترونات فى الذرة.‬                ‫.-‬
‫عنصةةر مشةةع يخةةرج 114 إشةةعاع فةةى اليةةوم وبعةةد مةةرور 14 سةةنة أصةةبح يخةةرج 121‬        ‫1-‬
                           ‫إشعاع فى اليوم وبذلك يكون عمر النصف له 11 سنوات.‬

                                     ‫الصف األول الثانوى‬
                                             ‫11‬
                                       ‫الوحدة الثالثة‬
             ‫فى الكيمياء‬                   ‫.‪Mr. H.S‬‬                            ‫سلسلة السيف‬


                             ‫التحوالت المترتبة على خاصية اإلشعاع‬


                                                            ‫[1] عند خروج جسيم ألفا 4‪: 2He‬‬
                        ‫تفقد الذرة المشعة 2 بروتون و2 نيوترون ولذلك يتكون عنصر جديد:-‬
                  ‫( ب ) يقل العدد الكتلى بمقدار .4‬                 ‫( أ ) يقل العدد الذرى بمقدار 2‬
               ‫‪92U‬‬
                    ‫832‬         ‫نشاط إشعاعى‬          ‫‪90Th‬‬
                                                           ‫432‬
                                                                    ‫+‬        ‫‪2He‬‬
                                                                                   ‫4‬

              ‫يورانيوم‬                                ‫ثوريوم‬               ‫جسيم إلفا‬
‫[2] عنددد خددروج جسدديم بيتددا 0‪ :–1e‬يتحةةول أحةةد النيوترونةةات داخةةل النةةواة إلةةى بروتةةون‬
                           ‫وإلكترون ويخرج فى صورة جسيم بيتا ولذلك يتكون عنصر جديد: -‬
                        ‫( ب ) ل يتغير العدد الكتلى.‬               ‫( أ ) يزيد العدد الذرى بمقدار 1‬
                 ‫‪90Th‬‬
                        ‫432‬        ‫نشاط إشعاعى‬          ‫‪91Pa‬‬
                                                              ‫432‬
                                                                      ‫+‬       ‫‪–1e‬‬
                                                                                  ‫0‬

                  ‫ثوريوم‬                              ‫بروتوأكتنيوم‬         ‫جسيم بيتا‬

                    ‫‪6C‬‬
                      ‫41‬              ‫نشاط إشعاعى‬              ‫‪7N‬‬
                                                                 ‫41‬
                                                                             ‫+‬      ‫‪–1e‬‬
                                                                                       ‫0‬

              ‫نظير كربون‬                             ‫نيتروجين‬         ‫جسيم بيتا‬
‫[3] عند خروج أشعة جامدا: ل يتغيةر العةدد الةذرى ول العةدد الكتلةى حيةث أن أشةعة جامةا‬
                                                  ‫موجات كهرومغناطيسية وليست جسيمات.‬
                                                                              ‫أمثلة محلوله:‬
‫مثال1:- عنصر مشع )‪ (X‬عدده الذرى 29 وعدده الكتلى 132 فةإذا فقةد هةذا العنصةر جسةيم‬
                                                                   ‫ألفا فةعطى العنصر )‪.(A‬‬
                                         ‫(أ) احسب العدد الكتلى والعدد الذرى للعنصر )‪.(A‬‬
   ‫(ب) إذا فقد العنصر )‪ (A‬جسيم بيتا فتكون عنصر جديد احسب عدده الكتلى وعدده الذرى.‬
                                                                                    ‫الحل:1‬
                                                                        ‫0‬
                    ‫832‬           ‫4‪- 2He‬‬               ‫432‬      ‫-‬   ‫‪- 1e‬‬
                                                                                    ‫432‬
                 ‫‪92X‬‬                             ‫‪90A‬‬                             ‫‪91X‬‬
                            ‫532‬
‫فمةةا العنصةةر المشةةع‬   ‫‪92U‬‬        ‫مثةةال2:- عنصةةر مشةةع فقةةد جسةةيم ألفةةا و2 جسةةيم بيتةةا فةصةةبح‬
                                                                                                   ‫األصلى‬
‫الحل2: العنصر األصلى فقد جسيم ألفا أى أن العنصر الجديد يقل عدده الذرى بمقدار 2 ويقل‬
‫عةةدده الكتلةةى بمقةةدار 4، وعنةةدما يفقةةد 2 جسةةيم بيتةةا يظةةل العنصةةر الجديةةد كمةةا هةةو فةةى العةةدد‬
                                                                   ‫الكتلى ويزيد عدده الذرى بمقدار .2‬
                         ‫932‬                             ‫532‬
                   ‫‪92U‬‬              ‫‪- 2He‬‬ ‫4‬
                                                    ‫‪90A‬‬          ‫0‪- 2 - 1e‬‬       ‫‪92U‬‬
                                                                                      ‫532‬

                                               ‫932‬
                                         ‫‪92U‬‬        ‫العنصر األصلى‬
                                           ‫األسئلة‬


                                         ‫الصف األول الثانوى‬
                                                 ‫21‬
                                           ‫الوحدة الثالثة‬
             ‫فى الكيمياء‬                  ‫.‪Mr. H.S‬‬                             ‫سلسلة السيف‬

                                                                                   ‫س1:- علل لما يأتى:-‬
                                        ‫1- خروج ميزون موجب يقلل العدد الذرى بمقدار واحد.‬
                           ‫2- فقد دقيقة بيتا من عنصر مشع يزيد العدد الذرى بمقدار واحد.‬
                      ‫3- فقد أشعة جاما ل يغير العدد الذرى ول يغير العدد الكتلى للعنصر.‬
‫4- عند فقد العنصر المشع دقيقة ألفا ثم دقيقتين بيتا على التوالى يتحول إلةى نظيةر نفةس‬
                                                                                          ‫العنصر.‬
                                                                               ‫س2: حل المسائل اآلتية:-‬
‫[1] عنصر عدده الةذرى 41 وعةدده الكتلةى 112 فقةد دقيقتةين ألفةا ثةم 3 دقةائق بيتةا. أحسةب‬
                                 ‫التغيرات التى تحدث على العدد الذرى والعدد الكتلى لهذا العنصر.‬
‫[2] عنصةةر 412‪ 82X‬فقةةد 2 جسةةيم بيتةةا علةةى التةةوالى ثةةم جسةةيم ألفةةا ثةةم 2 جسةةيم بيتةةا علةةى‬
‫التةةوالى ثةةم جسةةيم ألفةةا فمةةا هةةو العةةدد الةةذرى والعةةدد الكتلةةى للعنصةةر المتكةةون ومةةا عالقتةةه‬
                                                                                            ‫بالعنصر ‪.X‬‬
                                           ‫[3] فى التحول التالى ما هو عدد جسيمات ألفا المفقودة.‬
                                       ‫432‬                                ‫412‬
                                 ‫‪92U‬‬                               ‫‪82Pb‬‬
                                      ‫[4] فى التحول التالى ما هو عدد جسيمات ألفا وبيتا المفقودة‬
                                        ‫232‬                                ‫802‬
                                ‫‪90Th‬‬                                ‫‪82Pb‬‬
‫[.] احسب العدد الذرى والعدد الكتلى لعنصر مشع فقد . جسيمات ألفا وأربعة جسيمات بيتةا‬
                         ‫حتى تحول إلى عنصر ثخر مستقر عدده الذرى 21 وعدده الكتلى 112‬

                                     ‫النشاط اإلشعاعى الصناعى‬

                                                                                                  ‫تعريفه:‬
  ‫يحدث نتيجة قذف أنوية بعض العناصر بواسطة قذائف نووية ذات طاقة مناسبة‬
   ‫حيث يحدث اضطراب فى هذه األنوية يؤدى إلى تكوين نظير مشع صناعى أو‬
                               ‫عنصر جديد‬
                     ‫‪ ‬ويمكن التحكم فيه من خالل إجراؤه داخل المفاعالت النووية‬
                                    ‫‪ ‬أو يصعب التحكم فيه كما فى القنابل الذرية.‬
                                              ‫أنواع القذائف‬

                      ‫قذائف متعادلة الشحنة‬                 ‫قذائف موجبة الشحنة‬

                        ‫نيوترونات‬                     ‫بروتونات ديوترونات‬               ‫جسيمات‬
                              ‫1‬                            ‫2‬         ‫1‬                    ‫4‬
                           ‫‪0n‬‬                           ‫‪1H‬‬        ‫‪1H‬‬                  ‫ألفا ‪2He‬‬

                                        ‫أمثلة لتفاعالت نووية‬

                                                                      ‫[1] باستخدام قذيفة النيوترون:‬


                                         ‫الصف األول الثانوى‬
                                                 ‫31‬
                                           ‫الوحدة الثالثة‬
      ‫فى الكيمياء‬                   ‫.‪Mr. H.S‬‬                         ‫سلسلة السيف‬

              ‫72‬                                        ‫42‬               ‫4‬
       ‫‪13Al‬‬            ‫1‪+ 0n‬‬    ‫(سريع)‬           ‫‪11Na‬‬            ‫+‬    ‫‪2He‬‬

                                                      ‫[2] باستخدام قذيفة البروتون:‬
                   ‫7‬            ‫1‬                            ‫4‬
           ‫‪3Li‬‬         ‫‪+ 1H‬‬                ‫‪2 2He‬‬         ‫‪+ Energy‬‬
                                                     ‫[3] باستخدام قذيفة الديوترون:‬
                ‫21‬                              ‫01‬
                                                         ‫4‪+ 2He‬‬
                             ‫2‬
            ‫‪6C‬‬         ‫‪+ 1H‬‬                  ‫‪5B‬‬
                                                             ‫[4] باستخدام قذيفة ألفا:‬
                ‫41‬             ‫4‬               ‫71‬                    ‫1‬
            ‫‪7N‬‬         ‫‪+ 2He‬‬                ‫‪8O‬‬           ‫+‬       ‫‪1H‬‬
                                                                             ‫مالحظات:‬
                   ‫‪ ‬يتساوى مجموع أعداد الكتلة واألعداد الذرية فى طرفى المعادلة.‬
                                                   ‫‪ ‬تتوقف التفاعالت النووية على:‬
      ‫[ ج ] نوع القذيفة.‬         ‫[ ب ] نوع العنصر المقذوف.‬          ‫[ أ ] طاقة القذيفة.‬
                                    ‫األسئلة‬
                                 ‫س1: اكتب المعادالت النووية التى توضح التفاعالت اآلتية‬
                               ‫1) الحصول على نظير اليود 821‪ 53I‬من نظير اليود 721‪.53I‬‬
                                                 ‫2) قذف النيتروجين 41‪ 7N‬بجسيم 4‪.2He‬‬
                                                          ‫3) تحويل الكربون إلى بورون.‬
                                                       ‫4) تحويل األلومنيوم إلى صوديوم.‬
                                              ‫.) الحصول على األكسجين من النيتروجين.‬
                           ‫استغالل الطاقة من التفاعالت النووية‬

                       ‫الحصول على الطاقة من التفاعالت اإلنشطارية‬
                                                             ‫تعريف االنشطار النووى:‬
‫تفاعل نووى صناعى يتم فيه قذف نواة ذرة عنصر مشع بقذيفة نووية، حيث‬
‫تنقسم نواة العنصر المشع إلى نواتين لعنصرين مختلفين ونيوترونات وطاقة‬
                             ‫هائلة.‬
                                                           ‫532‬
                                                        ‫‪92U‬‬    ‫انشطار نواة اليورانيوم‬   ‫مثال:‬
     ‫532‬
  ‫‪92U‬‬      ‫1‪+ 0n‬‬                          ‫‪56Ba‬‬
                                                 ‫041‬
                                                    ‫+‬       ‫39‬        ‫1‬
                                                        ‫‪36Kr + 3 0n + Energy‬‬
                                 ‫باريوم‬            ‫كربتون‬
                                                                         ‫التفاعل المتسلسل:‬
‫سلسلة من التفاعالت اإلنشطارية الهائلة التى تحدث فى جزء من الثانية حيث‬
‫تصيب النيوترونات الناتجة أنوية ذرات يورانيوم أخرى وهكذا يستمر التفاعل‬
                    ‫تلقائيا ً دون بذل أى طاقة جديدة.‬
            ‫‪ ‬يمكن التحكم فيه واستغالله كمصدر للطاقة بواسطة المفاعالت الذرية.‬
                                      ‫‪ ‬ل يمكن التحكم فيه كما فى القنبلة الذرية.‬


                                    ‫الصف األول الثانوى‬
                                            ‫41‬
                                      ‫الوحدة الثالثة‬
                 ‫فى الكيمياء‬                ‫.‪Mr. H.S‬‬                            ‫سلسلة السيف‬

                          ‫التطبيقات السلمية للتفاعالت اإلنشطارية‬
                                  ‫(المفاعالت اإلنشطارية)‬
                                                                  ‫تركيب المفاعل االنشطارى:‬
                                             ‫[1] قلب المفاعل:مكعب ضخم من الجرافيت به:‬
         ‫قنوات أفقية ورأسية: يوضع بها قضبان المادة القابلة لالنشطار مغلفة بالصلب القوى‬
 ‫الوقددود الددذرى: يورانيةةوم طبيعةةى وهةةو خلةةيط مةةن نظيةةر 532‪ 92U‬بنسةةبة 1.1% ونظيةةر‬
                                                                    ‫832‪ 92U‬بنسبة 3.99%.‬
 ‫وظيفددة الجرافيددت: مةةادة مهدئةةة تبطةةر مةةن سةةرعة النيوترونةةات حتةةى يمكةةن أن تصةةطدم‬
                                         ‫باليورانيوم ويحدث التفاعل كما أنةه يتحمةل درجةات‬
  ‫قضبان التحكم‬                                                             ‫الحرارة المرتفعة.‬
                                                 ‫[2] عاكس الجرافيت: يحيط بالقلب ووظيفته منع هروب‬
  ‫سائل التبريد‬                                                            ‫النيوترونات خارج المفاعل.‬
     ‫عاكس‬                                                                      ‫[3] نظام تبريد المفاعل:‬
    ‫الجرافيت‬
‫قضبان الوقود‬
                                                ‫الغرض منه سحب الحرارة الناتجة عةن النشةطار‬
                                                ‫باسةتمرار مةةن داخةةل قلةةب المفاعةل حيةةث يةةتم إمةةرار‬
‫قلب المفاعل‬
 ‫(المهدئ)‬                                       ‫الغةةةاز المبةةةرد (ثةةةانى أكسةةةيد الكربةةةون) أو السةةةائل‬
                                                ‫المبرد (الماء الثقيل) أو (المةاء العةادى) داخةل قلةب‬
 ‫وعاء الصلب‬
                                                                                                  ‫المفاعل.‬
‫الخرسانة المسلحة‬                                                                       ‫[4] نظام التحكم:‬
 ‫ويتكون من قضبان من الكادميوم أو البورون والتى لهةا قةدرة علةى امتصةاص النيوترونةات‬
 ‫وبذلك يمكةن الةتحكم فةى سةرعة التفاعةل ويةتم ذلةك بإدخالهةا جزئيةا ً أو كليةا ً فةى قلةب المفاعةل‬
                                                                              ‫إلبطاء أو إيقاف التفاعل.‬
                     ‫[.] درع من الصلب:- لحتواء قلب المفاعل وكافة أجزاؤه ودوائر التبريد.‬
           ‫[1] درع خرسانى:- طبقة سميكة من الخرسانة المسلحة يبلغ سمكها حوالى 2 متر.‬
                       ‫لمنع نفاذ اإلشعاعات الذرية خارج المفاعل وتحمل كل الحوادث المحتملة‬
                                        ‫مخاطر المفاعالت النووية‬
 ‫[1] اإلشعاعات الذرية: احتمال تسرب بعض اإلشعاعات رغم الدروع الواقية ولذلك عند تصميم‬
 ‫المفاعالت يوجد عند مخارج المفاعل أجهزة رقابية وقياسية يمكنها أن توقف المفاعل إذا زاد انطالق‬
                                                               ‫المواد المشعة عن الحد المسموح.‬
                                            ‫[2] النفايات الذرية: وهى نوعان من المخلفات:‬
               ‫أ ) مخلفات من النوع المنخفض أو المتوسط من حيث الطاقة اإلشعاعية.‬
      ‫ب ) مخلفات عالية اإلشعاع وتشمل الوقود المحترق والماء المستخدم فى التبريد.‬
 ‫التخلص من النفايات: توضع فى أوانةى مةن الصةلب بعةد خلطهةا بالخرسةانة وتةدفن فةى بةاطن‬
                                                              ‫األرض أو أعماق المحيطات.‬
                                                              ‫[3] الطاقة الحرارية الزائدة:‬
  ‫‪ ‬تبنى المفاعالت بالقرب من شواطر األنهار أو البحار لستخدام مياهها فى عملية التبريد‬



                                           ‫الصف األول الثانوى‬
                                                   ‫51‬
                                             ‫الوحدة الثالثة‬
            ‫فى الكيمياء‬                  ‫.‪Mr. H.S‬‬                            ‫سلسلة السيف‬

‫‪ ‬وينتج عن عملية التبريد باستخدام الماء حدوث تلوث حرارى فى البحار والمحيطةات حيةث‬
‫ترتفع درجة حرارة الماء بمقدار 1 : 9 0م وهذا يؤدى إلى انفصال األكسةجين المةذاب فةى‬
                                             ‫الماء مما يؤدى إلى هالك الكائنات الحية.‬
                                ‫فوائد المفاعالت النووية‬
                               ‫[1] الحصول على البلوتونيوم 932 من اليورانيوم .132‬
                         ‫‪92U‬‬
                            ‫832‬
                                     ‫1 ‪+ 0n‬‬                    ‫‪92U‬‬
                                                                  ‫932‬
                                                                         ‫‪+γ‬‬

                            ‫932‬                          ‫932‬                 ‫0‬
                         ‫‪92U‬‬                     ‫‪93Np‬‬               ‫+‬     ‫‪-1e‬‬
                                                  ‫نبتونيوم‬              ‫جسم بيتا‬

                               ‫932‬                       ‫932‬                 ‫0‬
                        ‫‪93Np‬‬                      ‫‪94Pu‬‬              ‫+‬     ‫‪-1e‬‬
                                                 ‫بلوتونيوم‬              ‫جسم بيتا‬
                                                                ‫[2] الحصول على نظائر مشعة.‬
                  ‫‪53I‬‬
                        ‫721‬
                              ‫‪+ 0n‬‬   ‫1‬
                                                        ‫‪53I‬‬
                                                              ‫821‬
                                                                         ‫+‬         ‫‪γ‬‬
                                                      ‫نظير اليود‬           ‫أشعة‬
                  ‫يود‬
                                                          ‫المشع‬             ‫جاما‬
                                                     ‫وتستخدم النظائر المشعة فى مجاالت كثيرة:-‬
                          ‫1- الطب:- فى تشخيص بعض األمراض وعالج األمراض السرطانية.‬
                      ‫2- الزراعة:- القضاء على بعض اآلفات وتحسين ساللت بعض النباتات‬
                                                      ‫3- الصناعة:- الكشف عن عيوب الصناعة.‬
‫4- األبحاث العلمية:- مثةل إثبةات أن المةاء هةو مصةدر األكسةجين فةى عمليةة البنةاء الضةوئى‬
‫وليس ثانى أكسيد الكربون باستخدام ماء به نظير 81‪ 8O‬حيث وجد أن األكسجين النةاتج هةو‬
                                                                                             ‫81‪.8O‬‬
‫[3] توليةةد الكهرب ةاء وإدارة اآللت حيةةث يةةتم تسةةخين المةةاء حتةةى الغليةةان باسةةتغالل الطاقةةة‬
                               ‫الحرارية داخل واستخدام بخار الماء الناتج فى إدارة التوربينات.‬
                                              ‫األسئلة‬
                                                          ‫س1:- علل لما يأتى:-‬
                              ‫1- يصنع قلب المفاعل النشطارى من الجرافيت.‬
                            ‫2- ينتج عن المفاعالت اإلنشطارية تلوث حرارى.‬
                       ‫3- تبنى المفاعالت النووية عادة بالقرب من الشواطر.‬
                    ‫4- وجود عاكس من الجرافيت يحيط بقلب المفاعل النووى.‬
            ‫.- استخدام سيقان من الكادميوم أو البورون فى المفاعل النشطارى.‬
                                                  ‫س2:- اكمل العبارات اآلتية:-‬
‫1- فى المفاعالت النووية قلب المفاعل يتكون من …… يتخلله …… يوضع بها ……‬
   ‫بينما قضبان التحكم تتكون من ……… أما السياج الواقى يتكون من ……….‬

                                         ‫الصف األول الثانوى‬
                                                 ‫61‬
                                           ‫الوحدة الثالثة‬
           ‫فى الكيمياء‬             ‫.‪Mr. H.S‬‬                      ‫سلسلة السيف‬

‫2- فى التفاعالت المتسلسلة إذا كانت كتلة المادة أقل من ……… أو ……… فإن ذلك‬
                                           ‫يؤدى إلى هروب ……….‬
        ‫932‬                  ‫0‬
‫‪3- 93Np‬‬          ‫‪……… + -1 e‬‬
        ‫532‬
‫-4‬   ‫‪92U‬‬   ‫……… +‬                ‫‪……… + 36Kr92 + ……… + Energy‬‬
            ‫ويطلق على هذا التفاعل اسم ……… وعلى الطاقة المنطلقة اسم ……….‬
                                                 ‫س3: ما الدور الذى يقوم به كل من: -‬
                                            ‫1- قلب المفاعل فى المفاعالت اإلنشطارية.‬
                                          ‫2- قضبان الكادميوم فى المفاعل النشطارى.‬
                    ‫3- غاز ثانى أكسيد الكربون أو الماء الثقيل فى المفاعل النشطارى.‬
                                                         ‫س4: اذكر المصطلح العلمى: -‬
                 ‫1- يعمل على منع خروج أو هروب النيترونات خارج المفاعل النووى.‬
                  ‫2- سلسلة من التفاعالت اإلنشطارية والتى تحدث فى جزء من الثانية.‬
‫3- تفاعل صناعى يتم فيه قذف أنوية ذرات عنصر مشع بقذيفة نووية وتتكون أنوية‬
                                                    ‫عناصر أخرى أصغر فى الكتلة.‬
                    ‫الحصول على الطاقة من التفاعالت االندماجية‬
                                                             ‫تعريف التفاعل االندماجى:‬
‫هو اندماج نواتين أو أكثر لعنصر معين وينتج عن الدمج نواة عنصر آخر كتلته أقل‬
                      ‫من مجموع كتل األنوية المندمجة.‬
                             ‫‪ ‬يتحول النقص فى الكتلة إلى طاقة تبعا ً لقانون أينشتين.‬
                                                          ‫مثال: اندماج نظائر الهيدروجين‬
‫‪ ‬يفضل الهيدروجين ونظائره فى عملية الندماج ألن قوى التنافر بين األنوية ضعيفة‬
                                 ‫لحتواء نواة ذرة الهيدروجين على بروتون واحد.‬
               ‫2‬
            ‫‪1H + 1H‬‬
                       ‫2‬    ‫حرارة‬      ‫‪2He‬‬
                                             ‫3‬
                                                  ‫+ 1 ‪+ 0n‬‬          ‫‪Energy‬‬


              ‫‪1H‬‬
                ‫3‬
                   ‫2‪+ 1H‬‬       ‫حرارة‬      ‫‪2He‬‬
                                                ‫4‬
                                                   ‫‪+ 0n1 + Energy‬‬
               ‫‪ ‬تحدث داخل الشمس تفاعالت اندماجية بسبب وجود نظائر الهيدروجين.‬
                                                         ‫شروط حدوث التفاعل االندماجى:‬
                                                            ‫[1] وجود نظائر الهيدروجين.‬
‫[2] وجود طاقة حرارية عالية لتصبح أنوية الهيدروجين عارية من اإللكترونات حتةى تسةهل‬
               ‫عملية الندماج. ولذلك يستخدم تفاعل متسلسل للحصول على الطاقة الالزمة.‬
                          ‫التطبيقات السلمية للتفاعالت االندماجية‬
                                                       ‫مزايا الحصول على طاقة اندماجية:‬
  ‫[2] توفر نظائر الهيدروجين فى مياه البحار.‬              ‫[1] كبر الطاقة الحرارية الناتجة.‬
         ‫[3] يمكن الحصول على طاقة كهربية مباشرة [4] ل يتخلف عنها نواتج مشعة خطرة.‬
                                           ‫صعوبة الحصول على طاقة اندماجية فى السلم:‬

                                  ‫الصف األول الثانوى‬
                                          ‫71‬
                                    ‫الوحدة الثالثة‬
            ‫فى الكيمياء‬                 ‫.‪Mr. H.S‬‬                           ‫سلسلة السيف‬

                                       ‫[1] صعوبة الحصول على طاقة حرارية تصل إلى الماليين.‬
                               ‫[2] صعوبة وجود وعاء يتحمل جداره الطاقة المتولدة من التفاعل.‬
‫‪ ‬أمكةةن التغلةةةب علةةةى ذلةةةك باسةةتخدام مجةةةال مغناطيسةةةى قةةةوى يعمةةل علةةةى تركيةةةز أنويةةةة‬
                                                                 ‫الهيدروجين بعيداً عن الجدران.‬
                                 ‫التطبيقات الحربية للتفاعالت النووية‬
                                   ‫أوالً: القنبلة االنشطارية‬
                       ‫أساس صنع القنبلة: إحداث تفاعل انشطارى متسلسل فى وقت قصير.‬
                                                                                ‫تركيب القنبلة:‬
                                     ‫‪92U‬‬
                                         ‫532‬
                                              ‫‪, 94Pu‬‬    ‫932‬
                                                                  ‫[1] مادة قابلة لالنشطار:‬
  ‫توضع على شكل قطع صغيرة حجمها أقل من الحجم الحرج وكتلتها أقل من الكتلة الحرجة‬
                 ‫على أن تجمع هذه القطع آليا ً لتكون أكبر من الكتلة الحرجة.‬
  ‫جهاز توقيت‬                                      ‫[2] مصددر لقددذائف النيوتروندات: مثددل‬
                   ‫مصدر النيوترونات‬
    ‫التفجير‬                                                                           ‫البريليوم‬
                                                     ‫[3] جرافيت: يعوق هروب النيترونات.‬
                                                             ‫القوة التدميرية للقنبلة االنشطارية‬
                                                                            ‫[1] قوة االنفجار:‬
                                                  ‫حيث يحدث ضةغط مفةاجر يصةل إلةى بضةعة‬
                                                  ‫ماليين من الضغط الجوى يعقبةه موجةة مةن‬
                                                  ‫التخلخل ينتج عنها دمار خطيةر لكةل مةا هةو‬
        ‫يورانيوم‬         ‫مادة متفجرة‬
          ‫.32‬              ‫‪T.N.T‬‬                                           ‫فى محيط النفجار.‬
‫[2] حرارة اإلشعاع: حيث تصل إلى أكثر من 11 ماليين درجة مئوية تصهر كل المواد‬
                                                                          ‫الواقعة فى محيطها.‬
                                 ‫[3] انبعاث أشعة جاما: لها تةثير مميت على الكائنات الحية.‬
‫[4] تخلف مواد مشعة متخلفة عن االنفجار (الغبار الذرى): وهى ضارة بالنبات والحيوان‬
‫(ب) تغير التركيب الوراثى‬                   ‫واإلنسان حيث:- (أ) تتلف األنسجة وتشوه األجنة.‬
                                                                                        ‫للخاليا.‬
                                        ‫(ج) تسبب السرطان.‬
                             ‫ثانيا ً: القنبلة االندماجية (الهيدروجينية)‬
                                                                    ‫أساس صنع القنبلة:‬
                                                   ‫إحداث تفاعل اندماجى‬
                                                                          ‫تركيب القنبلة:‬
      ‫[1] قنبلة انشطارية: وهى مصدر للطاقة الحرارية الهائلة الالزمة للتفاعل الندماجى.‬
                             ‫3‬                ‫2‬
                          ‫الديوتيريوم ‪ ، 1H‬التريتيوم ‪1H‬‬         ‫[2] نظائر الهيدروجين:‬
                                                     ‫القوة التدميرية للقنبلة الهيدروجينية‬
‫تفوق القوة التدميرية للقنبلة اإلنشطارية ألنها تعتبر مكونة من قنبلتين انشطارية‬
                                                                              ‫واندماجية.‬


                                       ‫الصف األول الثانوى‬
                                               ‫81‬
                                         ‫الوحدة الثالثة‬
   ‫فى الكيمياء‬             ‫.‪Mr. H.S‬‬                     ‫سلسلة السيف‬

               ‫[1] الحرارة الناتجة أعلى بكثير من الناتجة من القنبلة اإلنشطارية.‬
                                ‫[2] نشوء ضغط عالى يعقبه موجات من التخلخل.‬
                                   ‫[3] أشعة جاما الناتجة عن القنبلة النشطارية.‬
                                                        ‫[4] مواد مشعة متخلفة.‬
                                                      ‫الوقاية من اإلشعاع الذرى:‬
                                                       ‫[1] البتعاد عن مصادره.‬
‫[2] وجود مخابر على أعماق بعيدة تحت األرض ومصنوعة من الخرسانة السميكة.‬

                                ‫األسئلة‬
                                                         ‫س1: علل لما يأتى:‬
                                      ‫1- يمكن اعتبار الشمس مفاعل نووى.‬
                                   ‫2- وجود البريليوم فى القنبلة النشطارية.‬
                      ‫3- يعتمد التفاعل الندماجى على تفاعل انشطارى متسلسل.‬
           ‫4- يعتبر الهيدروجين من أفضل العناصر للحصول على طاقة اندماجية.‬
                                                 ‫س2: أكمل العبارات اآلتية:‬
                    ‫1- يعتمد التفاعل الندماجى على ……… لتوفير ……….‬
         ‫2- اندماج نوى ذرات الهيدروجين ينتج عنه ……… وتنطلق ……….‬
        ‫3- تنشة الطاقة الشمسية من تفاعالت ……… بين أنوية ذرات……….‬
                                       ‫س3: ما الدور الذى يقوم به كل من: -‬
                          ‫1- قضبان الكادميوم فى المفاعل النشطارى‬




                          ‫الصف األول الثانوى‬
                                  ‫91‬
                            ‫الوحدة الثالثة‬

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:0
posted:2/5/2013
language:
pages:19