فيديو السؤال: تحديد المصطلح الصحيح لعمليات التحكم في التفاعل المتسلسل في المفاعلات النووية الكيمياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

في المفاعل النووي، من المهم ألا يحدث التفاعل ببطء أو سرعة أكثر من اللازم. ما اسم العملية التي تعمل على إبطاء النيوترونات لضمان حدوث المزيد من التصادمات الفعالة؟ (أ) تحول النيوترونات، (ب) امتصاص النيوترونات، (ج) تأين النيوترونات، (د) تهدئة النيوترونات، (هـ) تنشيط النيوترونات.

يمكن أن يحدث انشطار نووي في أي مفاعل نووي. والانشطار النووي هو انقسام نواة ذرية ثقيلة الوزن إلى نواتين ذريتين أو أكثر أخف وزنًا. عندما تنشطر النوى الذرية، أو تصبح غير مندمجة، تطلق طاقة نووية. ويمكننا تسخير الطاقة المنطلقة من النواة لتوليد تيار كهربي في محطات الطاقة النووية. بوجه عام، يستخدم نظير اليورانيوم-235 وقودًا للتفاعل. ويمكن إيجاده في صورة كريات في أنابيب فلزية مغلقة تسمى «قضبان الوقود». تقذف ذرات اليورانيوم-235 بالنيوترونات. ويدخل النيوترون إلى النواة ليتكون اليورانيوم-236، وهو غير مستقر. وبناء عليه، تنقسم النواة وتنطلق الطاقة. تنقسم النواة إلى نواتين أخف وزنًا وهما الباريوم والكريبتون. وتطلق أيضًا ثلاثة نيوترونات.

بعد ذلك، يمكن أن تصطدم النيوترونات الثلاثة بذرات أخرى من اليورانيوم-235. لكن لا يمكن لنوى اليورانيوم أن تلتقط النيوترونات إلا إذا تباطأت النيوترونات. توضع قضبان الوقود داخل مهدئ، والذي عادة ما يكون ماء، وأحيانًا جرافيت، وذلك لإبطاء النيوترونات. وهذا يضمن حدوث المزيد من عمليات التصادم الفعالة. إذن، فإن سرعة النيوترون تتباطأ بسبب المهدئ.

وعليه، تكون إجابة السؤال الذي يطلب تحديد اسم العملية التي تعمل على إبطاء النيوترونات لضمان حدوث المزيد من التصادمات الفعالة هي (د) تهدئة النيوترونات.

ما اسم العملية التي تحجب النيوترونات لمنع حدوث تصادمات مع قضبان الوقود؟ (أ) تنشيط النيوترونات، (ب) تحول النيوترونات، (ج) تهدئة النيوترونات، (د) امتصاص النيوترونات، (هـ) تأين النيوترونات.

إذا افترضنا أن النيوترونات تتحرك ببطء كاف، فعندما تتصادم مع اليورانيوم-235، ستمتص في النواة، مكونة اليورانيوم-236. وبما أن اليورانيوم-236 غير مستقر، تنقسم النوى، ما يؤدي إلى انطلاق الطاقة. وكما حدث سابقًا، ستنتج كل نواة من اليورانيوم-236 نواتين أصغر حجمًا وثلاثة نيوترونات. ويمكن لكل نيوترون من هذه النيوترونات أن يصطدم بنواة أخرى من اليورانيوم-235. وستنتج كل نواة ثلاثة نيوترونات أخرى، والتي يمكن أن تتفاعل مرة أخرى.

من السهل حدوث هذا التفاعل بسرعة كبيرة جدًّا، لذلك يجب مراقبة التفاعل بعناية. إذا حدث التفاعل بسرعة كبيرة جدًّا، فستكون هناك فرصة لوقوع انفجار. ويمكن حجب هذه النيوترونات بقضبان التحكم. غالبًا ما تصنع قضبان التحكم من البورون وتكون قادرة على امتصاص النيوترونات، ومن ثم تقلل من معدل تفاعل الانشطار. وسيؤدي إدخال قضبان التحكم بشكل أعمق في قلب المفاعل، أو إضافة المزيد من قضبان التحكم، إلى تقليل معدل التفاعل بشكل أكبر. إذن، تحجب النيوترونات بفعل الامتصاص من قضبان التحكم.

ومن ثم، فإن إجابة السؤال الذي يطلب منا تحديد اسم العملية التي تحجب النيوترونات لمنع حدوث تصادمات مع قضبان الوقود هي (د) امتصاص النيوترونات.