قد ينتج عن التفاعل طاقة حرارية تظهر على هيئة طاقة حركة تحملها مكونات التفاعل الناتجة . وهذه الطاقة يمكن حسابها بواسطة معادلة أينشتاين E = mc² التي تعطي العلاقة بين الكتلة و الطاقة ، حيث m الكتلة ووحدتها الكيلوجرام و c هي سرعة الضوء في الفراغ و E هي الطاقة المعادلة لكتلة الجسيم . وبمعرفة الكتلة الساكنة لجميع الجسيمات الداخلة في التفاعل وطرح منها مجموع الكتل الناتجة من التفاعل ، نستطيع حساب الطاقة الناتجة . و توجد لكتل الجسيمات الساكنة جداول يمكن الاستعانة بها في ذلك .
تعطينا الجداول كتلة نواة الليثيوم-6 =6.015 [u] (وحدة كتل ذرية وهي أختصار للوحدة amu )
وتعطينا الجداول كتلة نواة الديوتيريوم =2.014 [u]
و كتلة نواة الهيليوم =4.0026 [u]
فنحصل على كتلة الجسيمات الداخلة في التفاعل = 6.015 + 2.014 = 8.029 [u]
وكتلة الجسيمات الناتجة من التفاعل = 2 × 4.0026 = 8.0052 u
نقص الكتلة = 8.029 - 8.0052 = 0.0238 [u]
وبمعرفة طاقة 1 MeV 931.49= u
يمكن حساب الطاقة الناتجة عن نقص الكتلة :0.0238 MeV 22.4 = MeV 931 x
وإذا أردنا حسابها الطاقة بالجول فيمكننا إجراء ذلك بالرجوع إلى جدول تحويل الوحدات(Conversion of units ) لتحويل وحدة ميجاإلكترون فولت MeV إلى جول.
نلاحظ أنه نتج عن التفاعل المذكور نقص في الكتلة ظهر في هيئة طاقة حركة تندفع بها الجسيمات الناتجة عن التفاعل وهذه ما هي إلا طاقة حرارية يمكن قياسها أيضاً بالجول . وقد حدث هذا النقص في الكتلة ومقداره 0.0238 [u] بسبب أن نواة ذرة الهيليوم هي أقوى النوايات الذرية على الإطلاق من جهة تماسكها ، فهي مكونة من بروتونين و نيوترونين ، ويتميزون هؤلاء الأربعة بأعلى قوة رابطة نووية بين جميع العناصر . ولهذا نجد أن نواة ذرة الهيليوم (جسيم ألفا) تظهر كثيرا كناتج في التفاعلات النووية لأنها تحتفظ على كيانها.
في تفاعلنا السابق وهو اصتدام الديوترون بنواة ذرة الليثيوم-6 نلاحظ أن كلا الجسمين له شحنة كهربائية موجبة مما تعمل على تنافر الجسمين عند اقترابهما من بعض ، لذلك لا بد أن يكون الديوترون على سرعة عالية حتى يستطيع التغلب على قوى التنافر وأن يصل إلى النواة ويصتدم بها . وهذا هو الحال دائما في حالة أن يحمل الجسيم المصتدم بالنواة شحنة موجبة (مثل البروتون والديوترون وجسيم ألفا) ، أما بالنسبة للنيوترون وهو متعادل وليست له شحنة كهربائية فتكون تفاعلاته مع النواة أسهل بكثير ، ولا يحتاج إلى سرعات عالية لكي يصل إلى النواة ويتفاعل معها .
الخميس أبريل 14, 2016 11:47 pm