[no1]

[align=center]و لعلنا جميعا نلاحظ أنه إذا كانت لدينا قطرة صغيرة من سائل فإنها تكون كروية الشكل
و ذلك لوجود قوة التوتر السطحي علي سطح السائل
و هذه القوة تعمل علي جعل سطح القطرة أصغر ما يمكن و لذلك تأخذ الشكل الكروي

و إذا يجب علينا أن نفرض نفس الشئ في حالة نوي الذرات
آي أن القوي السطحية تعمل علي أن تكون هذه النوى كروية الشكل
و لكن هناك فرق بين قطرة من السائل و نواة الذرة
لا يجب أن يغيب عن بالنا
و هو أن جزيئات السائل لا تحمل شحنات كهربية
في حين أن مكونات النواة بروتونات تحمل نفس الشحنات الكهربية
و لذا فإنها تتنافر فيما بينها

و عندما أكتشف العالم الألماني أوتوهان ظاهرة الأنشطار النووي
التي نتج عنه طاقة هائلة فتحت آفاقا كبيرة أمام التطور الاقتصادي الهائل في المستقبل

اقترح العالمان ميتز و فريش
أمكان تفسير هذه الظاهرة
علي أساس نظرية تمثيل النواة بقطرة السائل

و قد وضع تفصيل هذه النظرية علي أساس رياضي
العالم نيلز بوهر
( و هو الذي وضع النظرية الذرية الأولي في سنة 1913)
مع العالم الأمريكي هويلر


و لنفهم النظرية
دعنا نتأمل في الطريقة التي تنقسم بها قطرة من سائل إلي قطرتين صغيرتين بتأثير قوة خارجية عليها

إذا كونا قطرة صغيرة من سائل
فإننا نلاحظ أن هذه القطرة ستكون كروية الشكل "أ"
( أنظر شكل "1" )
و عندما تؤثر عليها قوة خارجية
سيتحور شكلها إلي الصورة "ب"
( آي ستصبح ذات شكل بيضاوي )
فإذا توقفت القوة الخارجية الآن عن التأثير
فإن قوة التوتر السطحي سترجع بالقطرة إلي شكلها الكروي الأصلي "أ"
أما إذا استمرت القوة في التأثير فإن التحوير سيزداد و تأخذ القطرة الشكل "ج"
و حينئذ يصبح من المستبعد أن ترجع القطرة ثانية إلي الوضع البيضاوي "ب"
و لكنها ستمضي إلي الحالة "د"
فتنقسم إلي شطرين
مع احتمال انتثار بعض قطيرات صغيرة
من أثر عملية الانقسام النهائي التي تتم بعد شد و جذب في الجزء الدقيق الذي يصل بين نصفي القطرة
هذا هو ما يحدث لقطرة السائل عند انقسامها بتأثير شد و جذب[/CENTER]


[CENTER]
شكل رقم (1)

و ما يحدث للنواة لا يختلف كثيرا عن ذلك
فعند قذف نواة ذرة بنيوترون مثلا
تحدث الإصابة بعض تذبذبات في سطح النواة
( كما يحدث لقطرة السائل (
و في خلال عملية التذبذب هذه قد يصبح شكل النواة بيضاويا مثل "ب"
فإذا كانت الطاقة المكتسبة غير كافية لكي تنتقل بالنواة إلي الحالة "ج"
فإن قوة التجاذب بين مكونات النواة ترجع بها إلي شكلها الكروي الأصلي
و تتخلص النواة من هذه الطاقة الزائدة بقذف جسيم آخر ( أو أشعة جاما ) إلي الخارج راجعة بذلك إلي حالة الاستقرار
و لكن إذا كانت الطاقة التي اكتسبتها القطرة كبيرة فإنها تنتقل إلي الحالة المماثلة بالشكل "ج"
و حينئذ يصبح رجوعها ثانية إلي الشكل الكروي الأصلي غير محتمل
و ذلك بسبب التنافر بين البروتونات ( المشحونة بنفس الكهرباء الموجبة ) الموجودة في كلا من نصفي النواة
مما يعجل بإنشطارها إلي قسمين

و يجب علينا أن نذكر أن عملية الانقسام هذه
تحدث فقط إذا كانت كتلة النواة الأصلية أكبر من كتلتي النواتين الناتجتين من الأنشطار


و إذا لشطر نواة
يلزمنا قدر من الطاقة
يكفي
لتحوير النواة من الشكل الكروي إلي الشكل ذي الاختناق "ج"
و يسمي هذا القدر من الطاقة بالطاقة الحرجة للأنشطار

و لعله من الواضح أنه إذا تحررت النواة من الشكل الكروي إلي الشكل البيضاوي
فإن التنافر بين البروتونات الموجودة في جانبي القطرة
يسهل زيادة التحوير في شكلها إلي الشكل "ج" [1]
و بذلك يكون الأنشطار سهلا كلما زاد عدد الشحنات الموجودة في كلا من الجزئيين
أو – و هو نفس الشئ – كلما زادت الشحنة " ك " علي النواة الأصلية
و تكون قوة التنافر متناسبة مع " ك تربيع "
و في نفس الوقت تكون قوة التجاذب أو الترابط بين مكونات النواة
– و هي التي تجمع بينها في شكل كرة –
متناسبة مع عدد المكونات " ع "

و إذا نستطيع أن نقول
مع بوهر و هويلر
أن سهولة الأنشطار
تتوقف علي قيامة المعامل " ك تربيع ÷ ع "

فكلما زادت قيمة هذا المعامل لنواة معينة
كلما قلت قيمة الطاقة اللازمة لأحداث الأنشطار
و قد أثبت بوهر و هويلر أنه زادت قيمة هذا المعامل عن 45
فإن النواة لا تكاد تصبح في حاجة إلي الطاقة كي تنشطر و
أن آي تحوير بسيط يحدث في شكلها يكفي فورا لشطرها إلي نصفين
و لعلنا نذكر قيمة المعامل " ك تربيع ÷ ع "
لبعض النوى المعروفة في المفاعلات الذرية
فلنواة اليورانيوم 235 يكون " ك تربيع ÷ ع = 36 "
و لنواة البلوتونيوم 239 يكون " ك تربيع ÷ ع = 37 "

كان شرح ظاهرة الأنشطار النووي
علي أساس نظرية قطرة السائل
نجاحا كبيرا لهذه النظرية دعم من قوتها العلمية [/align]

[no1]

[align=center]و لكن بعد الحرب العالمية الثانية
( حوالي 1950 )
ظهرت نظرية أخري لتركيب نواة الذرة
علي أيدي
العالمة الأمريكية ماريا ماير و العالم الألماني ينسن
و تسمي هذه النظرية بنظرية التركيب القشري للنواة
فقد لاحظنا في صدر هذا الدرس
عند كلامنا عن التركيب القشري للإلكترونات التي تدور حول النواة
أن المواد التي تشتغل كل الكتروناتها عددا كاملا من القشور
أو بعبارة أخري تلك التي تبلغ أعداد إلكتروناتها ( و هي تسمي بالأعداد الذرية ) 54,36,18,10,2
و هي علي التوالي غازات الهليوم – نيون – أرجون - كريبتون – زينون
تمتاز بثبات كبير و عدم إتحاد مع غيرها من العناصر
فإذا ما تركنا الإلكترونات
و دخلنا في النواة
فأننا نذكر أن كل نواة تتميز برقمين هما عدد البروتونات و النيوترونات المكونة للنواة
و سبق أن ذكرنا أنه إذا أتحد عدد معين من البروتونات بأعداد مختلفة من النيوترونات فإنه ينتج لنا نظائر مختلفة من نفس العنصر
بعض هذه مستقرة
و الأخرى تتحلل بأن ترسل إلي الخارج إشعاعات نووية
متحولة بذلك إلي نظير أو عنصر أخر


و كما أننا نلاحظ أن الأعداد الذرية للغازات أو المواد الثابتة التركيب في حالة الإلكترونات
– و هي الأعداد المذكورة أعلاه –
هي أعداد زوجية
فقد لوحظ أيضا أن كل النظائر الثابتة تقريبا تحوى أعدادا زوجية من كل من البروتونات و النيوترونات
و من ضمن هذه الأعداد الزوجية وجدت أعدادا إذا أحتوت النواة علي إحداها من البروتونات أو النيوترونات فأنها تمتاز بثبات و استقرار قويين
و هذه الأعداد التي سميت بالأعداد السحرية هي 126,82,50,38,20,8,2

ففيما يختص بالعدد 2
نلاحظ أن نواة الهليوم و هي تحوي بروتونين و نيوترونين من أكثر النوى المعروفة استقرارا
و كذلك الأكسيجين الذي له 8 بروتونات , و 8 نيوترونات
و كذلك الكالسيوم و له 20 بروتونا ,
و يكفي للدلالة علي شدة الاستقرار و الترابط في هذه الأنوية أن نلاحظ أن لها 6 نظائر ثابتة
تحتوي أعدادا من النيوترونات تتراوح بين 20,28
و هذا عدد كبير من التجمعات في النيوترونات بالنسبة لصغر حجم النواة
و لكنه يدل دلالة قاطعة علي قوة التماسك في النواة


و من المعلوم أن الفرق بين أوزان مكونات نواة
قبل أن تتحد مع بعضها
و بعد اتحادها
هو مقياس لقوي الترابط في النواة
و عند قياس قوي الترابط هذه للنوى المختلفة
وجد أن قوي الترابط في النوى التي تحتوي أعدادا سحرية من البروتونات أو النيوترونات
هي أكبر من قيمتها فيما يجاورها من نوي
و دليل آخر علي قوة الترابط هذه
هي وفرة وجود العناصر في الطبيعة
إذ أنه من الطبيعي الفرض بأن أكثر العناصر توافرا في الطبيعة و بقاء علي مر السنين هي أكثرها ثباتا


و إذا ما نظرنا الآن إلي العدد السحري 50 وجدنا أن القصدير و تحتوي نواته علي 50 بروتونا و له عشرة نظائر ثابتة
و هي أكبر عدد من النظائر لأي عنصر أخر
و كذلك يتوافر القصدير أكثر من آي عنصر يجاوره في جدول العناصر

و لعل العدد 82 أكثر الأعداد مدعاة للعجب
فهناك سبع عناصر مختلفة تحتوي كل منها 82 نيوترونا
فنظير الباريوم الذي يحتوي 82 نيوترونا يكون 72% من المتوفر في الطبيعة من هذا العنصر
و نظير مادة السيزيوم الذي تحتوي نواته 82 نيوترونا يمثل 88% من المتوفر من هذا العنصر أيضا
و أخيرا و ليس أخرا
فالرصاص و هو الذي تنتهي إليه جميع المواد المشعة و تقف عن إشعاعها عندما تصل إليه تحتوي نواته علي 82 بروتونا
.

و قد أثبتت التجارب علي أن نوي العناصر التي تحتوي 50 أو 82 أو 126 نيوترونا
لا تحب أن تمسك بنيوترون إذا مر بها أو أقترب منها
و احتمال قبولها لنيوترون واحد يقل بحوالي عشر مرات عن احتمال قبول النوى التي تجاورها أو تماثلها في الوزن للنيوترونات

و هناك أدلة كبيرة غير هذه تؤيد و تزيد من قوة التركيب القشري للنواة و وجود الأعداد السحرية


و أنه لمن العجب حقا ما تظهره لنا هذه الحقائق من أن لكل من البروتونات و النيوترونات كيان منفرد
كل مستقل عن الأخر
عكس ما كنا نتوقعه من تأثير القوي النووية التي تربط بين مكوناتها


و فسر لنا هذا النظام القشري للنواة
حقائق لا حصر
لها أظهرتها التجارب
بحيث يعتبر بعض العلماء هذا الاكتشاف بأنه أعظم عمل علمي ظهر بعد الحرب العالمية الثانية

و طبعا كما قد يبدو لنا
ليس من السهل شرح ظاهرة الأنشطار النووي علي هذا الأساس

و هكذا خلال التطورات الحاسمة العظيمة
لبثت نظرية قطرة السائل منزوية قليلا
و إن لم تختف تماما
بل ظلت دائما مقرونة بظاهرة الأنشطار النووي
و كان لابد من إيجاد صورة أو طريقة للربط بين هاتين النظريتين أو الصورتين و تجمع بين مميزاتهما
و هكذا كان
فقد نجح العالم الشاب أوجي بوهر
– و هو نجل العالم الدنمركي نيلز بوهر واضع الصورة الأولي للذرة في سنة 1913 –
في وضع نظريته عن الحركة الجماعية للنواة
بأن أسبغ علي النواة ذات القشور المليئة بالنيوترونات و البروتونات حركة جماعية دورانية
بحيث يصبح سطح النواة الخارجي مشابه لسطح سائل في قابليته للاهتزاز و التذبذب[/align]

[no1]

[align=center]و يمكن تشبيه النواة في هذه النظرية
ببيضة تدار علي مائدة مثلا
وهي مرتكزة حول أحد طرفيها
إذا درسنا حركة السائل داخل البيضة
فإننا سنجد أن السائل لا يدور مع القشرة
بل أنه يتحرك فقط في الاتجاه الداخلي و الخارجي عمودي عل القشرة
و كذلك النواة
في هذه النظرية
يتحرك ما بداخلها بنفس الطريقة
و لكن سطحها – و هو ليس في صلابة قشرة البيضة – مرن و له حركة دورانية
و يتعرض لضغط من داخل النواة نتيجة لهذا الدوران
آي أن ما يدور فقط هو الجزء الخارجي من النواة فقط
و يتعرض هذا الجزء لضغط من الأجزاء الداخلية للنواة التي تتحرك من الداخل إلي الخارج و بالعكس
و بذا يتحور شكل النواة و يصبح لسطحها قابلية التذبذب و التحرك تحت هذا الضغط
و بذا تصبح مشابهة لحركة قطرة السائل
و نستطيع تصور ظاهرة الأنشطار علي أساس هذه الحركة الجماعية التي فرضت للنواة
و هذه الأخيرة لها ما يزال تركيبها القشري الملئ بالبروتونات و النيوترونات التي تشغله

أشكال إيضاحية

==========

الشكل الأول

==========

تتركب الذرة من جسيم ثقيل ( النواة ) يحمل عددا من الشحنات الموجبة
و يدور حولها عدد من الإلكترونات ( ذات الشحنة السالبة )
مساو لعدد الشحنات الموجبة علي النواة
و تدور هذه الإلكترونات حول النواة في مسارات ثابتة
أو سطوح قشرية تحيط بالنواة
و تستلزم النظرية الذرية ألا تحمل القشرة الأولي سوي إلكترونين فقط
أما القشرة الثانية فتحمل ثمانية إلكترونات ... و هكذا
و إذا ملئت هذا القشور بالإلكترونات فإن الذرات تصبح ثابتة لا تتحد بغيرها من ذرات العناصر الأخرى

و نري في الشكلين بأسفل
صورا لبعض الذرات التي تمتلئ قشورها بالإلكترونات تماما
و لذا فهي تتميز بثبات و استقرار كبيرين
و هذه الذرات هي ذرات الهليوم و النيون و الأرجون و الكريبتون .



الشكل الثاني

========

تتكون نواة الذرة
– و هي التي تدور حولها الإلكترونات –
من نوعين من الجسيمات
هما بروتونات و نيوترونات
الأولي تحمل شحنات كهربية موجبة
و الأخيرة لا تحمل شحنات كهربية

و تختلف ذرة عنصر ما عن ذرة عنصر آخر
.بعدد ما في نواة كل من بروتونات ( دون نيوترونات )
فإذا كانت النواة تحتوي علي بروتون واحد فهي نواة الهيدروجين
مهما كان عدد النيوترونات المصاحب لهذا البروتون
و نري في الشكل الأول ثلاث ذرات للهيدروجين ( تسمي نظائر الهيدروجين )
و تختلف عن بعضها فقط في الوزن
و لكن لها جميعا نفس الخواص الكيميائية
و يمكن تكوين هذه النظائر بقذف نواة الذرة بجسيمات النيوترونات
و هي ممثلة بدوائر بيضاء
فيلتصق بعضها بالنواة
و بعض هذه النظائر غير ثابتة
آي سرعان ما تنطرد النيوترونات الزائدة
راجعة بذلك إلي وضعها الأصلي


و نري في الشكل الثاني ثلاثة نظائر للهليوم
تحتوي كل ذرة منها علي بروتونين
و أعداد مختلفة من النيوترونات
و لذا فهي تختلف في الأوزان و الاستقرار فقط


و يوضح الشكل الثالث أيضا
بعض أمثلة لذرات عنصر الليثيوم
و تحتوي كل منها علي ثلاث بروتونات فقط مع أعداد مختلفة من النيوترونات



الشكل الثالث

========

نري في الشكل بأسفل
تمثيلا لأول تجربة أجريت في تحويل عنصر إلي عنصر آخر
بضرب نواته بجسيمات صغيرة تلتحم به و تغير عدد ما به من بروتونات
آي تحوله إلي عنصر آخر

و كان اللورد راذرفورد
هو الذي قام بهذه التجربة في سنة 1919
إذ قذف نواة النيتروجين بجسيم ألفا ( الذي يتكون من 2 بروتون + 2 نيوترون )
فتحولت إلي نواة الأكسيجين بأن ضمت إليها نيوترونين و بروتون واحد من جسيم ألفا تاركة البروتون الآخر

و يبين العدد المذكور في أعلي " أسم " العنصر علي اليمين وزن النواة
في حين يبين العدد المبين علي اليسار إلي أسفل عدد البروتونات
و نري في أسفل الصورة الجهاز البسيط الذي أستخدمه راذرفورد في تجربته هذه

و كان غاز النيتروجين يملأ الجهاز[/align]

[no1]

[align=center] و تصطدم جسيمات ألفا المنبعثة من الوسط بنوى الغاز محدثة التحول النووي المذكور
و يشاهد هذا التحول من التوهجات التي تظهر علي لوحة كبريتيد الزنك



شكل رقم ( 4 )

==========

نري في الشكل أدناه
التطورات التي تحدث في قطرة من سائل
( أو نواة ذرة )
عند إثارتها لكي تنقسم إلي قطرتين
و بعض الرذاذ الدقيق
عند إثارة القطرة تصبح بيضاوية الشكل "ب"
فإذا استمرت الإثارة تتحول القطرة ( أو النواة )* إلي كرتين صغيرتين متصلتين بعنق صغير "ج"
ثم يتم الانقسام بعد ذلك علي الصورة المبينة في " د"



شكل رقم (5) , (6(

=============

نرى في الشكلين ( 5,6)
بعض أمثلة التفاعلات النووية
التي تقذف فيها النواة بجسيمات صغيرة مختلفة
فيتغير تركيبها
و ينتج من هذا التفاعلات جسيمات مختلفة بروتونات و نيوترونات أو أشعة جاما

و هذه التفاعلات – فضلا عن استحداثها لمواد مشعة –
تمكننا من دراسة و تفهم القوي الموجودة في النواة





هوامش الدرس

================================================== ================================================== ===================

[1]

ذلك لأنه من المعروف أن تركيز الشحنات علي السطح يكون أكبر في الأماكن التي تقل عنها قيمة نصف قطر التكور ؛ آي أنه في الشكل البيضاوي تتركز الشحنات في طرفي القطرة حيث انحناء السطح كبير عند هذين الطرفين[/align]

[no1]

[align=center]الدرس الثاني

فيزياء فيرمي1

================================================== ==================================

كان العالم فيرمي ( Enrico Fermi)
في العام 1934
يقوم ببعض التجارب للحصول على نظائر العناصر عن طريق قذف النوى بالنيوترونات
وعندما وصل إلى عنصر اليورانيوم
( العنصر الأخير في الجدول الدوري في ذلك الوقت )
توقع أن قذف العنصر بالنيوترونات سيؤدي إلى وجود نواة غير مستقرة تقوم بإطلاق جسيمات بيتا
وبالتالي ازدياد العدد الذري من 92 إلى 93
و إنتاج عنصر جديد في الجدول الدوري
ولكنه لم يحصل على ما توقعه ولم يستطع التعّرف على نواتج التفاعل

واستمرت الأبحاث والدراسات من العام 1935 إلى العام 1938
حيث قام عالم كيميائي ألماني يسمى إدا نوداك Ida Noddack ) )

بالتعرف على نواتج التفاعل
وأوضح أن نواة اليورانيوم انشطرت إلى نواتين متوسطتي الكتلة
وقد أكدت الدراسات صحة ما افترضه هذا العالم

وبذلك يكون الأنشطار النووي

" انقسام نواة ثقيلة إلى نواتين متوسطتي الكتلة , وإنتاج كميات هائلة من الطاقة نتيجة تفاعل نووي "

ولإحداث الأنشطار تقذف النواة الثقيلة مثل ( يورانيوم ـ 92 /235 )
بجسيمات خفيفة نسبياً مثل النيوترونات
التي تعد أفضل القذائف لأنها لا تحمل شحنة

ويمكن تمثيل الأنشطار النووي لليورانيوم بصورة عامة بالمعادلة التالية



ولا ينتج دائماً نفس نواتج التفاعل إلا أن العدد الذري للأنوية Y , y
يتراوح بين 36 و 60

ومن الإنشطارات الشائعة الحدوث









وفي التفاعلات السابقة[/align]

[no1]

[align=center] فإن مجموع كتل المواد الناتجة من التفاعل أقل من مجموع كتل المواد الداخلة في التفاعل
مما يؤكد أن هذا التفاعل منتج للطاقة

مثال) 1 )
حدد كمية الطاقة الناتجة في التفاعل :



الحل:
كتل المواد الداخلة في التفاعل :
ك النيوترون = 1.008665 و.ك.ذ
ك اليوراينوم = 235.043933 و.ك.ذ
ـــــــــــــــــــــ
ك النيوترون + ك اليورانيوم = 236.052598 و.ك.ذ
كتل المواد الناتجة من التفاعل =
3 × ك النيوترون = 3.025995 و.ك.ذ
ك الباريوم = 140.913740 و.ك.ذ
ك الكريبتون = 91.925765 و.ك.ذ
ــــــــــــــــــــــــــــــــ
3 × ك النيوترون + ك الباريوم + ك الكريبتون = 235.865500 و.ك.ذ

ك = الفرق بين مجموع الكتل  الداخلة والناتجة
= 236.052598 ـ 235.865500
= 0.187098 و.ك.ذ
الطاقة الناتجة = 0.187098 × 931 = 174 مليون إلكترون فولت

وهذا هو مقدار الطاقة الناتجة من انشطار نواة واحدة من اليورانيوم
وهو مقدار هائل وتصل الطاقة الناتجة إلى 200 مليون إلكترون فولت
وذلك لأن النوى الناتجة هي نوى مشعة تقوم بإطلاق طاقة تصل إلى 20 مليون إلكترون فولت
للوصول إلى مرحلة الاستقرار

ولتفسير ما يحدث أثناء عملية انشطار النواة
افترض العالمان بور وويلر (Neils Bohr & John Wheeler)
نموذج " قطرة السائل "
ويفترض هذا النموذج تماثلاً بين النواة وبين قطرة سائل مشحونة
حيث تقوم نواة اليورانيوم باصطياد النيوترون وتصبح نواة مستثارة تهتز بعنف مما يؤدي إلى حدوث تغير في شكلها
وفي هذا الشكل الجديد ( كما هو موضح ) فإن القوى النووية تصبح أضعف مما هي عليه أصلاً ويبدأ تأثير قوى التنافر الكهربائية
حيث تنقسم النواة إلى قسمين
وينتج المزيد من النيوترونات والطاقة الهائلة

والنيوترونات المسببة للأنشطار هي نيوترونات بطيئة وهي تمتلك أكبر احتمال للاصطدام بالنواة وإحداث التفاعل .

التفاعل المتسلسل - Chain Reaction
لعلك لاحظت أن انشطار نواة اليورانيوم ـ 235 ينتج مجموعة من النيوترونات ) اثنين أو ثلاثة )
وأن ما سبب انشطار النواة هو نيوترونات بطيئة
وبذلك يمكن وتحت شروط معينة أن تتسبب النيوترونات الناتجة من التفاعل في مزيد من الإنشطارات المتتالية
والتي تنتج قدراً هائلاً من الطاقة [/align]

[no1]

[align=center]وهذا ما يعرف بالتفاعل المتسلسل


وفي الأسلحة النووية
يتم إحداث تفاعل متسلسل غير متحكم فيه
مما ينتج طاقة هائلة ومدمرة
وتؤدي إلى حدوث أضرار عديدة

أما إذا تم التحكم في عدد النيوترونات المشاركة في التفاعل
فإنه يكون بالإمكان التحكم في الطاقة الناتجة
والسيطرة عليها واستغلالها في العديد من الأغراض
وهذا ما يحدث فعلاً في المفاعل النووي


ومن المشاكل التي تعترض التفاعل المتسلسل

1- إذا كانت كتلة العنصر المستخدم في التفاعل أقل من كتلة معينة تسمى " الكتلة الحرجة" فإن كثير من النيوترونات ستفلت دون التفاعل مع أنوية جديدة .
2- النيوترونات الناتجة عن الأنشطار هي نيوترونات متوسطة السرعة , ولذا يلزم تقليل سرعتها حتى تستطيع القيام بعمليات انشطار جديدة .
3- يحتوي اليورانيوم الطبيعي على 99.3 % من اليورانيوم (92/238) - والذي يمتص النيوترونات المتوسطة السرعة دون حدوث انشطار, وعلى 0.7% من اليورانيوم (92/235) اللازم لعملية الأنشطار وللحصول على تفاعل متسلسل في انفجار نووي يلزم زيادة تركيز اليورانيوم (92/235) إلى 50% في حين يلزم تركيزه إلى 3.6 % في المفاعلات النووية .



القنبلة النووية - Atomic Bomb

لبناء قنبلة ذرية يلزم أن تكون كتلة اليوراينوم ـ 235 مساوية للكتلة الحرجة اللازمة لبدء التفاعل المتسلسل
وقد قامت الولايات المتحدة الأمريكية ببناء أول قنبلة ذرية انظر الشكل والتي أطلق عليها " الرجل النحيف " "Thin man "
وأسقطت على هيروشيما في ( 5 آب - أغسطس ) 1945
وهذا النوع من القنابل يتكون من قطعتين من اليورانيوم
كل منهما كتلته أقل من الكتلة الحرجة
وتُطلق أحداهما (الصغرى ) على شكل قذيفة توجه نحو الكبرى وتنتج الكتلة الحرجة اللازمة لبدء التفاعل المتسلسل الذي يقود إلى الانفجار العنيف
ومن الصعوبات التي تواجه صناعة مثل هذه القنبلة
استخلاص اليورانيوم ( 92/235 ) من اليورانيوم (92/238)

ولذلك تمت صناعة نوع آخر من القنابل

ففي المرحلة الأولى يقذف اليورانيوم ـ 238 بالنيوترونات حسب المعادلة التالية



لينتج النبتونيوم(93/239) الذي يتحلل إلى بلوتونيوم (94/239) حسب المعادلة التالية

[/align]