العودة إلى قائمة الدروس
physicsالمستوى: سنة ثالثة ثانوي (بكالوريا - علوم تجريبية، رياضيات، تقني رياضي)

الوحدة 5: التحولات النووية (النشاط الإشعاعي والطاقة النووية)

دليل الفيزياء النووية للبكالوريا: قوانين صودي للانحفاظ، أنماط التفكك الإشعاعي (ألفا، بيتا، غاما)، قانون التناقص الإشعاعي وحساب نصف العمر، النقص الكتلي وطاقة الربط لكل نكليون، مخطط آستون، والانشطار والاندماج النووي.

⚛️ العلوم الفيزيائية — السنة الثالثة ثانوي (بكالوريا)

الوحدة الخامسة: التحولات النووية (النشاط الإشعاعي والطاقة)

قوانين صودي، قانون التناقص الإشعاعي والتأريخ، طاقة الربط ومعيار استقرار الأنوية، والانشطار والاندماج النووي.

1️⃣ قوانين صودي والأنشطة الإشعاعية التلقائية

قوانين الانحفاظ لصودي: في أي تفاعل أو تفكك نووي، ينحفظ المجموع الكتلي A والمجموع الشحني Z:
Σ A(متفاعلات) = Σ A(نواتج)   |   Σ Z(متفاعلات) = Σ Z(نواتج)
النمط الإشعاعي الجسيم المنبعث التحول الحاصل داخل النواة سبب التفكك
تفكك α (ألفا) نواة الهيليوم ⁴₂He طرد بروتونين ونيترونين معاً الأنوية الثقيلة جداً (A > 200)
تفكك β⁻ (بيتا سالب) إلكترون ⁰₋₁e تحول نيترون إلى بروتون: ¹₀n ⟶ ¹₁p + ⁰₋₁e الأنوية التي تملك فائضاً في النيترونات
تفكك β⁺ (بيتا موجب) بوزيترون ⁰₊₁e تحول بروتون إلى نيترون: ¹₁p ⟶ ¹₀n + ⁰₊₁e الأنوية التي تملك فائضاً في البروتونات
إشعاع γ (غاما) فوتون كهرومغناطيسي عالي الطاقة انتقال النواة من حالة مثارة لحالة أساسية: Y* ⟶ Y + γ التخلص من فائض الطاقة للأنوية الابنة

2️⃣ قانون التناقص الإشعاعي، طاقة الربط ومعيار الاستقرار

⏱️ قانون التناقص الإشعاعي والتأريخ

  • القانون الزمني: N(t) = N₀ · e^(-λ·t).
  • زمن نصف العمر t½: t½ = (ln 2) / λ ≈ 0.693 / λ.
  • النشاط الإشعاعي A: A(t) = λ·N(t) = A₀ · e^(-λ·t) (بوحدة البكريل Bq، حيث 1 Bq = تفكك واحد في الثانية).
  • علاقة التأريخ الزمني: t = (1 / λ) · ln (A₀ / A(t)).

⚛️ طاقة الربط El ومخطط آستون

  • النقص الكتلي للنواة:
    Δm = [Z·mp + (A-Z)·mn] - m(نواة) > 0.
  • طاقة الربط النووي: El = Δm · c² (حيث 1 u = 931.5 MeV/c²).
  • معيار استقرار النواة: طاقة الربط لكل نكليون El / A (كلما كانت أكبر كانت النواة أكثر تماسكاً واستقراراً).
  • الأنوية الأكثر استقراراً: تقع في وادي الاستقرار بمخطط آستون حيث (40 < A < 100) كالحديد ⁵⁶₂₆Fe.
💥 الفرق بين الانشطار والاندماج النووي:
• الانشطار النووي: قذف نواة ثقيلة غير مستقرة (مثل اليورانيوم ²³⁵U) بنيترون بطيء (حراري) فتنقسم إلى نواتين أخف وأكثر استقراراً مع تحرير نيترونات وطاقة هائلة.
• الاندماج النووي: التحام نواتين خفيفتين (مثل الدوتريوم والتريتيوم ²₁H + ³₁H) في درجات حرارة خيالية لتشكيل نواة أثقل (⁴₂He) مع تحرير طاقة أكبر بكثير لكل نكليون.

اختبر معلوماتك في هذا الدرس!

بعد أن أنهيت قراءة الدرس، يمكنك الآن تقييم فهمك من خلال امتحان تفاعلي قصير مع تصحيح فوري وتبرير للإجابات الخاطئة.