الطاقة النووية

هي الطاقة التي تربط بين مكونات النواة أي ( بروتونات أو نيترونات ) وهي تنتج نتيجة تكسر تلك الرابطة حيث يجري الانشطار النووي الذي يولد حرارة هائلة تولد البخار الذي يدير المولدات الكهربائية أو محركات السفن والغواصات لكن مشكلة هذه المفاعلات النووية تكمن في نفاياتها المشعة واحتمال حدوث تسرب إشعاعي أو انفجار المفاعل كما حدث في مفاعل تشيرنوبل الشهير عام 1986 ثم كارثة فوكوشيما عام 2011 حيث بدا العام يتراجع عن الطاقة النووية باستثناء الصين.
الطاقة النووية، طاقة الذرة : بدأت قصة الذرة بتجربة وذلك عندما كان وليام كروكس يبحث في سلوك الكهرباء في الهواء وعلى ضغط منخفض وكان جهازه مكوناً من أنبوب من زجاج مفرغ من الهواء يمرُّ فيه سلكان متصلان بتوتر عالٍ. بدأ التيار الكهربي بالتحرك داخل الأنبوب وتم اكتشاف الأشعة الكاثودية المؤلفة من الإلكترونات . وكان لابد بعد ذلك من انتظار اكتشاف المواد الأشعة بواسطة بيكريل الفرنسي. وتتكون مادة هذا الكون من مجموعة من العناصر الكيميائية لكل منها خواصها الفيزيائية والكيميائية المتميزة حيث يتكون كل عنصر من وحدات متناهية في الصغر تسمى ذرات. وللذرة شكل كروي ويختلف نصف قطر الذرة من عنصر إلى آخر.
ويوجد مركز الذرة النواة وهي أصغر من حجم الذرة بحوالي عشرة آلاف مرة , وتحتوي النواة على جسيمات أولية هي:

• البروتون : وهو ذو شحنة موجبة قيمتها وكتلة تساوي 1.007277 amu.
  
• النيوترون : وهو متعادل الشحنة وكتلته 1.008665 .
  

والجزء الأكبر من الذرة يعتبر فراغ، وهناك قوة هائلة تربط بين النيوكلونات المكونة للنواة وتمنعها من الخروج من حيز النواة على الرغم من وجود التنافر بين البروتونات وتعرف هذه القوة بقوة الربط النووي وتتميز بأنها أكبر بكثير من جميع القوى المعروفة مثل قوة الجاذبية أو القوة الكهربية وهي ذات مدى محدود جداً . إذ أنها توجد فقط داخل النواة وتنعدم خارجها. وتحتوي أنوية العنصر الواحد على نفس العدد من البروتونات إلاّ أنها قد تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات ويقال في هذه الحالة إن للعنصر الواحد عدة نظائر. وحيث أن الخواص الكيميائية للعنصر تعتمد على العدد الذري فتكون الخصائص الكيميائية لنظائر العنصر الواحد ثابتة.
كما وجد أن النشاط الإشعاعي الطبيعي لا ينحصر في أنوية اليورانيوم بل يوجد في كثير من الأنوية خاصة الثقيلة منها وتقسم الأنوية من حيث النشاط الإشعاعي إلى نوعين :

• أنوية مستقرة: وهي عبارة عن الأنوية التي لا ينبعث منها أي إشعاعات بصورة طبيعية.
  

• أنوية غير مستقرة: وهي الأنوية التي لها نشاط إشعاعي بصورة طبيعية.
  

وتتميز جميع الأنوية ذات العدد الذري الكبير بالنشاط الإشعاعي وذلك بسبب زيادة عدد البروتونات في النواة عن عدد النيوترونات مما يزيد قوة التنافر بين البروتونات ذات الشحنات المتشابهة مما يؤدي إلى تفكك النواة عن طريق انبعاث الإشعاعات. والنشاط الإشعاعي للأنوية الثقيلة أهمية في إحداث تفاعلات الانشطار والاندماج النووي ومن ثم يمكن اعتباره وقوداً نووياً.وجد هناك طريقتان لإطلاق طاقة الذرة وهي طريقة الانشطار النووي وطريقة الانصهار النووي وهاتين الطريقتين تعتمد أساساً على مبدأ أن أنوية الذرات متوسطة الحجم أكثر استقراراً من الأنوية الكبيرة جداً أو الأنوية الصغيرة جداً أي أن انشطار نواة ذرة اليورانيوم 237 يمكن أن تنشطر إلى عدة أنوية متوسطة الحجم بتعرضها لسيل من النيوترونات وتطلق كمية عالية من الطاقة ويسمى بالانشطار النووي. أما عندما تندمج نويات بعض العناصر مثل الديتريوم والتريتيوم ليكونا ذرة أكبر وتطلق طاقة عالية فيسمى هذا التفاعل بالاندماج النووي .