فيزياء النيوترون..
 

أهلا بكم .. أحببت أن أجمع لكم الملامح العامة لصديقنا النيوترون هي ملامح عامة وسريعة لكنها ضرورية لفهم طبيعة النيوترون والتأثيرات التي يمكن ان يحدثها عندما يتفاعل مع المواد , وكلي رجاء أن تجدوا فيه ما يفيدكم..

اكتشاف النيوترون:
النيوترون جسيم نووي تم اكتشافه من قبل العالم شادويك عام 1932م عندما قذف البيريليوم بجسيمات ألفا الناتجة عن تحلل البولونيوم .. فكان الناتج جسيمات جديدة متعادلة الشحنة لم تكن معروفة من قبل أطلق عليها .. النيوترونات..
وحتى نتمكن من الإفادة من هذا الجسيم كان لا بد من دراسة خصائصه وهذا ما تم فعلا .. حيث تم دراسة التفاعل بين هذه الجسيمات والنيتروجين في غرفة السحاب , وقد نتج عن التصادم بينهما تشتت النيوترونات وإرتداد جزيئات النيتروجين..
وتم التوصل للآتي:
1- بدراسة مسار هذه الجسيمات وتطبيق ميكانيكا التصادم أمكن استنتاج كتلة النيوترون والتي تقارب لحد كبير كتلة البروتون ,, إذ تساوي 1,0067 وحدة كتلة ذرية.
2- بدراسة مسارات النيوترونات تم التأكد من كونها متعادلة الشحنة إذ لا قدرة لها على إحداث التأيين المباشر ( أقصد لا يمكن إحداث تأين بواسطتها لا بد من تفاعلها مع مواد أخرى كي تنتج جسيمات مشحونة قادرة على تأيين الوسط .. هل تستطيعون توضيح ذلك,,)

خصــــــــائص النيوترون:
1- دلت تجارب التشتت وتجارب أخرى في ميادين مختلفة أن كتلة النيوترون أكبر من كتلة البروتون إذ تقدر ب 1,008667 وحدة كتلة ذرية. وهذه الكتلة تعادل طاقة قدرها 939,55 مليون الكترون فولت.
2- يمكن للنيوترون (الحر) أن يتحلل منتجا بروتون وجسيمات بيتا السالبة وضديد النيوترينو ..
وقد دلت التجارب على أن عمر النصف للنيوترون تقدر ب 12 دقيقة.
هناك تقنية معروفة لتقدير عمر النصف للنيوترون تتم من خلال توجيه شعاع نيوتروني ينطلق من مفاعل نووي نحو حيز مفرغ من الهواء حيث تتحلل بعض الجسيمات ومن ثم يمكن الكشف عن نواتج التفاعل (جسيمات بيتا) ومن ثم تقدير نصف العمر للنيوترون.

3- تصنف النيوترونات حسب طاقتها إلـــــــــــتى:
أ_ نيوترونات حرارية..
عندما تخترق النيوترونات مادة ما فإنها تأخذ بالتصادم مع أنوية المادة حيث ينتج عن ذلك فقد في الطاقة .. وباستمرار التصادم يستمر فقد الطاقة حتى تصل هذه النيوترونات إلى إتزان حراري مع جزيئات المادة ,, فإذا كانت درجة حرارة المادة هي درجة حرارة الغرفة فإن هذه النيوترونات تسمى بالنيوترونات الحرارية .. وستتبع طاقتها توزيع ماكسويل :

E = K T
حيث K ثابت بولتزمان = 8,61 × 10^ -11 Mev l K
T درجة حرارة الغرفة على افتراض أنها = 27 ْ
وعنها وجد أن طاقة النيوترونات في هذه الحالة = 0,025 الكترون فولت.

2- نيوترونات فوق حرارية تقدر طاقتها ب واحد الكتون فولت.
3- نيوترونات الكادميوم تزداد طاقتها عن واحد الكترون فولت وسر التسمية يكمن في أن الكادميوم يتميز بمعدل إمتصاص عال للنيوترونات ذات الطاقات الأقل من 0,4 الكترون فولت. بينما ينخفض هذا المعدل كثيرا عندما تفوق طاقات النيوترونات واحد الكترون فولت .. ومن ثم يعتبر الكادميوم منفذاللنيوترونات الأخيرة ولذلك تعرف هذه النيوترونات ب (نيوترونات الكادميوم)
4- نيوترونات بطيئة تتراوح طاقتها من (0,03 _ 100) الكترون فولت.
5_ نيوترونات متوسطة تتراوح طاقتها ( 100 _ 10 كيلو ) الكترون فولت.
6- نيوترونات سريعة تتراوح طاقتها ( 10 كيلو _ 10 ميغا) الكترون فولت.
7- نيوترونات الطاقة العالية وطاقتها أكبر من 10 ميغا أو مليون الكترون فولت.

تقنية لقياس طاقة النيوترون:
تختلف التقنية حسب الطاقة التي يمتلكها النيوترون ففي:
أ- حدود ميغا الكترون فولت .. نستخدم تقنية زمن الطيران حيث يترك النيوترون ليطير بين نقطتين تفصلهما مسافة وبتعيين زمن الطيران يمكن تقدير سرعة ومن ثم طاقة النيوترون.
ب- الطاقة في حدود الإلكترون فولت .. نستخدم تقنية حيود النيوترون وقانون براغ وعليه أمكن بناء مطياف بلوري لقياس طاقة النيوترونات الحرارية.

أهم مصادر النيوترونات:
يمكن الحصول على النيوترونات الحرة عن طريق التفاعلات النووية وتنطلق النيوترونات بطاقة تعتمد على :
أ- قيمة طاقة التفاعل.
ب- الإتزان الطاقوي بين نواتج التفاعل.
وتجدر الإشارة هنا إلى أن النيوترون المنطلق بطاقة معينة لا سبيل لتعجيله ولكن يمكن أن تتناقص هذه الطاقة عندما تتصادم النيوترونات مع المادة.

ويمكن تقسيم مصادر النيوترونات إلى ..1
1- مصادر ينتج عنها فيض منخفض من النيوترونات:
وغالبا ما تعرف بمصادر ( ألفا ، نيوترون) وتنتج عند قذف مادة مناسبة بجسيمات ألفا.
2- مصادر ينتج عنها فيض عال من النيوترونات:
حيث يستخدم لذلك المفاعلات النووية أو المعجلات وفي حالة الأخيرة يتم قذف مواد ذات عدد ذري منخفض بلأيونات الموجبة المعجلة بواسطة معجلات مناسبة.
3- مصادر ينتج عنها نيوترونات بطاقات متماثلة :
تعرف هذه المصادر بالضوء نووية ففيها يتم تفاعل فوتون جاما المتماثلة مع مادة ما .. مع ملاحظة..
أ- أن تكون طاقة الترابط النووي لمادة الهدف صغيرة ( كما في حالة البريليوم إذ تساوي 1,66 م أ ف .. أو الديوترون 2,22 م أ ف)
ب- أن تكون طاقة أشعة جاما أكبر من طاقة الترابط النووي لمادة الهدف.

تفاعل النيوترون مع المادة:
هناك عدة نقاط ينبغي أن تؤخذ بعين الإعتبار:
1- النيوترونات جسيمات غير مشحونة وبالتالي لن تواجه بأي حاجز كولومي لدى إقترابها من النواة لذلك فلديها الإمكانية للتفاعل مع الأنوية .. وحيث أن نصف قطر النواة صغير جدا في حدود الفيرمي فإننا نتوقع أن يكون إحتمال تفاعل النيوترون مع المادة صغير جدا .
2- مدى النيوترونات في المادة كبيرا فيقدر بالأمتار ...لمـــــــــــــاذا؟؟
3- يمكن اعتبار التفاعل الأساسي بين النيوترون والمادة هو تصادم النيوترون بالنواة .

أهم تفاعلات النيوترون مع المادة:

1- التصادم المرن:
في هذه الحالة يسقط النيوترون على النواة بحيث يعطيها جزءا من طاقته ويتشتت هو بطاقة أقل من طاقته الإبتدائية بينما ترتد النواة بطاقة تساوي تلك المنتقلة إليها بالتصادم.. ويسمى هذا التصادم بالمرن لأن كمية وطاقة الحركة محفوظتين قبل وبعد التصادم.
قد يتم التصادم المرن بصورتين :
أ- قد يحدث امتصاص أولا للنيوترون بواسطة النواة المقذوفة ويتم تكوين ما يعرف بالنواة المركبة التي تقوم بإطلاق نيوترون آخر بعد ذلك وهو النيوترون المتشتت.
ب_ قد يحدث التفاعل مباشرة دون المرور بمرحلة النواة المركبة حيث يتشتت النيوترون مباشرة عن النواة.

2- التصادم اللامرن:
وفيه لا تكون طاقة الحركة محفوظة إذ أنه عند سقوط النيوترون على النواة فإنه يعطيها جزءا من طاقته يستخدم لإثارتها أولا ثم تمتص جزءا آخر لتنطلق به بطاقة حركة معينة .

3- تفاعلات الأسر:
حيث تقوم النواة بإسر النيوترون الساقط عليها وامتصاص كل طاقته فتصبح لأجل ذلك في حالة إثارة.. بإعتقادكم كيف يمكن لنواة كهذه أن تعود لوضع الإستقرار؟؟
ومن الجدير بالذكر أن مثل هذه التفاعلات تتمتع باحتمال تفاعل كبير ومن ثم يمكن استخدامها للكشف عن النيوترونات بكفاءة..

4- الإنشطار النووي:
عندما تمتص بعض الأنوية النيوترونات فإن طاقة الإثارة تصبح كافية لإحداث الإنشطار النووي وقد وجد أن ذلك يحدث للأنوية الثقيلة وبخاصة اليورانيوم وما بعده حيث تنشطر النواة عند قذفها بنيوترون إلى نواتين أصغر منها تعرفان بشظيتي الإنشطار وتنطلق من هذا التفاعل طاقة هائلة تقدر ب 200 م أ ف ,,

5- تفاعل النيوترونات السريعة :
تتفاعل النيوترونات السريعة مع المادة حيث تمتص بواستطها وينتج عن ذلك جسيمات مشحونة كالبروتون..
أما النيوترونات السريعة جدا ذات الطاقة الأكبرمن 100 م أ ف فإنه ينتج عن تفاعلها مع المادة فيضا من الفوتونات أو الجسيمات الخفيفة ةالتي تضم العديد من إحتمالات التفاعل .

هذا ما لدي ولكم فائق شكري,,

رد: فيزياء النيوترون..
 

أكيد أنتى دكتوراة فى الفيزياء النووية أسطووووووووووورة

رد: فيزياء النيوترون..
 

السلام عليكم
بارك الله فيك عزيزتي أسطورة

أها أكيد راح آخذ معلومات أوفر ..تطرقنا للموضوع لكن سطحيا
أعيدك باني سأعود لقراءة الموضوع ..............جزاك الله الجنة

رد: فيزياء النيوترون..
 

مشكوووووووووووورة جدا ايتها الاسطورة على هذا الموضوع
ولكن عندي تعليق...
ماذا تقصدين هنا بالمدى؟ اتقصدين المسافة المتوسطة بين اصطدامين متتالين للنيوترون فاذا كان كذلك فلماذايكون كبيرا ارجو التوضيح؟

باعتقادي ان النواة تعود لوضع الاستقرار بتحرير اشعة قٌاما
تحياتي

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

مرحبـــــــــــا أختي ,, هيفاء..
حياك الله مرة وأخرى وألف ..
وبكم يزدان الموضوع..
جزاك الرحمن أعالي الجنان,,

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

هلا اسطورة ماشاء الله عليكي
من المعروف ان النيوترون لا يعيش سوى 15 دقيقة تقريبا بعد خروجه من النواه ويتفكك الى بروتون والكترون

لماذا عمره قصير ؟

رد: فيزياء النيوترون..
 

ما شاء الله علي !!
بل ما شاء الله على سؤالك الذي ينم عن ذكاء ,, وأيضا دهاء..
اسمع أطال الله عمرك على طاعته ,, وقصر عمر النيوترون وكفانا شره,,
بصراحة أكذب إن قلت أن هذا السؤال لم يخطرببالي ,,
فكرت واستنفرت قواي ..
استعرضت أنصاف أعمار بعض الأنوية والجسيمات فوجدت أن نصف العمر يزداد بزيادة العدد الكتلي A.
كنوع من المشاهدات فقط
فجسيم كالميو مثلا والذي تبلغ كتلته .. 207 كتلة الإلكترون ونصف عمرها يقدر ب 2,15 × 10^-6 ثانية..فنصف عمر النيوترون يعد كبيرا نسبيا إذا ما قورن بذلك..
أنصاف أعمار الأنوية المشعة كاليورانيوم والبلوتونيوم تقدر بالسنين..

دعونا نستعرض العلاقات المتعلقة بذلك ونرى..
نصف العمر = LN 2 / ثابت الإنحلال
ثابت الإنحلال احتمالية لوحدة الزمن أن تنحل نواة عنصر مشع ..
عددالإنشطارات = - الإشعاعية /ثابت الإنحلال .
عدد الإنشطارات= عدد أفوجادرو × الكتلة / عدد كتلي

لنتتبع العلاقات ونرى :
عدد كتلي صغير يعني عدد إنشطارت كبير ,, عدد إنشطارت كبير يعني ثابت انحلال كبير, ( العكسية مع السالبية تعني طردية ) , ثابت الإنحلال كبير يعني نصف عمر صغير,,

يعني ما أرمي له ,,
العدد الكتلي الصغير يؤدي لنصف عمر صغير,,
أعلم أن الأمر ليس بهذه البساطة لكن هي محاولة للجمع بين النتائج المقاسة والعلاقات الرياضية.

وهذا قد يرجع أيضا إلى طبيعة التفاعلات الضعيفة التي تتفاعل بها هذه الجسيمات خارج النواة..
هذا ما لدي ,, إن صوابا فالحمدلله وإن خطأءا فالجمدلله أيضا وأنتظر تصحيح أهل الدراية..
شكرااااااا ايها الرجل الأول..

رد: فيزياء النيوترون..
 

يعطيك العافيه وبارك الله فيك وجُزيت خيراً على هذه المعلومات القيمة جداً .
السؤال هنا : عندما تُقذف النواة بجسيمات مشحونة يؤدي ذلك إلى قياس أولي لتوزيع الشحنة بالنواة
في حين أن قذفها بالنيوترونات يقيس بشكل أولي توزيع الكتلة فكيف تتم هذه العملية ؟

رد: فيزياء النيوترون..
 

مرحبا بك أستاذنا عادل ,, أنرت منتدى النووية عامة وموضوعي خاصة..
فلك من الشكر أجزله ومن الثناء أصدقه..جميل سؤالك أستاذي ,, لكن !!
توزيع الشحنة ومعروف وسهل تصوره لكن ما تعني بتوزيع الكتلة,,
سأجيبك حسبما فهمت من سؤالك..
عند دراسة توزيع الشحنة داخل النواة فنحن بحاجة لجسيمات مشحونة لأن ادراك هذا ا التوزيع يتطلب استثارة القوة الكهربية بين بروتونات النواة تحديدا والجسيمات المشحونة ,, والتشتت الناتج في هذه الحالة سيعطينا بلا شك معلومات عن توزيع الشحنات داخل النواة ,,
وأفضل الجسيمات التي استخدمت لذلك الإلكترونات ,, أعلم أن رأيي هذا قد لا يروق للبعض ممن يرى استحالة تواجد الإلكترون في النواة ,, أنا معكم والسبب الطول الكبير للموجة المصاحبة له ,, لكن ما رأيكم إن أنقصت من هذا الطول ,, لا لن أقصه بمقص ,,ببل بمعجل .. كيف؟؟
طبعا كلنا يعرف علاقة دي البرولي التي تجمع بين الخاصيتين الجسيمية والموجية للمواد..
الطول الموجي = ثابت بلانك / الكتلة × السرعة
يالله كيف لي أن أنقص من طول موجة الإلكترون ..

ثابت بلانك , كتلة الإلكترون لا سبيل للتلاعب بهما .. لكن السرعة أجل السرعة من السهل جدا التحكم فيها لكن هل أنقصها أم أزيدها .. أنا أريد انقاص طول الموجة ومن واقع العلاقة العكسية بينه والسرعة فأنا إذن بحاجة لزيادة السرعة.. كيف طبعا بالمعجلات,,الآن أصبح من الممكن تواجد الإلكترون بالنواة ولو لوقت محدود ريثما ندرس توزيع الشحنة لكِ يا نواة فالصبر الصبر .. فأنت المحتاجة للإلكترون وصاحب الحاجة أرعن!!!

عند سقوط هذه الإلكترونات على الأنوية فإنها تتفاعل معها وتشتت عليها وهذا التشتت يعبر عن القوة الكهربية الناتجة عن الشحنة النووية وبالتالي سنحصل عن معلومات عن توزيع الشحنة داخل النواة وقد بينت التجارب أن النواة ليست شحنة نقطية بل إن لها حجما معينا تتوزع فيه الشحنات بانتظام ,,
هذا بالنسبة للجسيمات المشحونة وتوزيع الشحنة داخل النواة ,,
لكن ماذا عن الشق الآخر من سؤالك أستاذي,,

فمن المعلوم أن النيوترونات جسيمات غير مشحونة وبالتالي فعند تشتتها عن النواة فإنها لا تتأثر بالقوى الكهروستاتيكية وإنما ستتأثر عند إقترابها من النواة بالقوة النووية والتي تظهر جليا على طول قطر النواة وبالتالي ومن خلال هذا التفاعل يمكن التنبؤ بنصف قطر النواة وبالتالي حجمها وكثافتها وبالتالي تباعا كتلتها,,
هذا مالدي وتقبل أعذب أماني,
تلمــــ الأسطووورة ـــــيذتكم..

ِ

رد: فيزياء النيوترون..
 

الله يعطيكي العافية لي عودة يا الاسطورة

رد: فيزياء النيوترون..
 

معذرة ما فهمت هذي العبارة
فجسيم كالميو مثلا والذي تبلغ كتلته .. 207 كتلة الإلكترون

ما هو هذا الجسيم

رد: فيزياء النيوترون..
 

اهلا بك مرة واخرى والف....
كنت أتوقع سؤالك هذا,
وسأرد وأفضل طريقة للدفاع الهجوم ,, سأبادرك الأسئلة..
اسمع أخي.. حفظك ربي
بعد أن نشر يوكاوا نظريته عام 1935م التي تقترح تبادل جسيمات بين النيوكلونات تحمل القوى النووية ذات المدى القصير ,, أكيد ستسأل مالمدى ؟! عندها بحث العلماء عن هذه الجسيمات وبينما كان ماير وأندرسون يقومان بدراسة الإشعاع الكوني في الغرفة السحابية لاحظا أن هناك جسيمات مؤينة قد نتجت معدل فقدها للطاقة يقل كثيرا عن معدل فقد الإلكترونات للطاقة ( لماذا؟؟) ,, إذن هي ليست الكترونات ,, قد تكون بروتونات ؟ لا فالأيونات الناتجة عنها أقل من تلك التي تنتج عن البروتونات .. بينت الدراسات أن كتلة هذه الجسيمات 207 مرة من كتلة الإلكترون ,, أاطلق على هذه الجسيمات الميونات ,,اعتقد العلماء في البداية أنها ميزونات يوكاوا .. لكن تبين أنها لا يمكن أن تكوم ميزونات يوكاوا لماذا؟
هذه الجسيمات ذات مدى طويل يبلغ عدة أمتار أما ميزونات يوكاوا فقصيرة المدى وهذا منطقي جدا ,, لماذا؟؟
أضف لذلك أن ميزونات يوكاوا التي تعمل داخل النواة تتفاعل عن طري التفاعلات .........................
أما هذه الجسيمات فلوجودها خارج النواة أيضا يمكن أن تتفاعل بالتفاعلات ............ و...................

أكمل الفــــــــــــــــــــراغات!!
عمر النصف لهذه الجسيمات طويل بالمقارنة مع توقعات التفاعلات القوية لميزونات يوكاوا..ففي التفاعلات القوية يكون نصف العمر مساو للقطر النووي مقسوما على سرعة الضوء أي في حدود 10^-23
ثانية
تنحل هذه الجسيمات لتعطي الكترون وبوزيترون ونيوترينو وضديده..
هذا ما عندي وأنا على يقين أنك ستنشغل بأسئلتي عن سؤالي .. وسأريح أناملي قليلا!!
أنتظر ردك ,, الرجل الأول,,

رد: فيزياء النيوترون..
 

يعطيك العافيه وبارك الله فيك وجزاك الله خيــــــــراً ،،،
أثرت منتدى الفيزياء النووية ما شاء الله تبارك وبالتوفيق .

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

لي عودة ان استطعت

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

هلا اسطورة لن اقول فشلتو لكن لم استطع وللاسف


افيدنا


اخوك

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

الله يسهل

شكرا لكي

لنا عودة بان الله

رد: فيزياء النيوترون..
 

لنا عودة ا

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

سيدت الفاضلة الاحظ دائما استخدامك للميزونات كجسيمات يوكاوا بينما جسيمات يوكاوا هى جسيمات الباى ميزون وليس الميزون وسيادتك تعرفى ان للميزونات عدة انواع وعلى طريقتك فى الرد على الرجل الاول اذكريها!

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

انا فيزيائى من مصر اريد اعرف اخر الاشياء التى تبحثين فيها و اعتقد انك سوف تستفيدين كثيرا اذا فيكى تقرى كتاب الفيزياء النووية للدكتور ( محمد الناغى )

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

على فكرةى انا عملت البحث النهائى لى فى الكلية من كتاب الدكتور محمد الدغمة
وبالمناسبة هو كان عن الاشعاعية فى بعض انواع السيراميك
شكرا كثيرا

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

مارأيك اسطورة فى ان تبحثى عن السؤال الاتى

ما هى ظاهرة الفجر القطبى

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

مرحبا عزيزتي الأسطووورة :
>> مــــوضــــوع اكـــثــــر مـــن رائـــــــع <<
عـــقــبال الــدكــتــوراة
تـــقــبـــلـــي مـــروري

رد: فيزياء النيوترون..
 

رد: فيزياء النيوترون..
 

والله موضوع مميز جزاك الله خيرا

رد: فيزياء النيوترون..
 

موضوع رائع والمناقشة أروع
والأسطوووووووره بحق بارعة في الرد والاجابات [GLINT]أفدتينا جزاك الله خيرا.....[/GLINT]
[سؤالي ...ألا يوجد صور عن التجارب أو النيوترون أو السحب ؟؟؟؟