الطاقة النووية .. مسيرة نصف قرن

الطاقة النووية .. مسيرة نصف قرن

مع بداية استغلال الانسان للطاقة النووية قبل اكثر من خمسين سنة واجهت البشرية انواع جديدة من الكوارث لم تكن معروفة من قبل وتضمنت لغات العالم جميعا مصطلحات جديدة لم تكن مسموعة كالحماية الاشعاعية و المخاطر النووية وقد حظيت قضايا المخاطر النووية باهتمام الناس على كل مستوياتهم نظرا للرعب النووي الذي خلفه تفجير اول قنبلة نووية في هيروشيما – اليابان في 6/8/1945 وقنبلة ناكازاكي في 9/8/1945عند نهاية الحرب العالمية الثانية كما ادرك العلماء العاملين في الفيزياء النووية و المسؤولين السياسيين والعسكريين مخاطر الطاقة النووية و خصائصها التدميرية جنبا الى جنب مع منافعها ومردداتها الايجابية ، حيث ادى الرعب النووي الى قيام الجمعية العامة للامم المتحدة الى انشاء اللجنة العلمية لدراسة تاشيرات الاشعة الذرية عام 1955 لدراسة مخاطر الاشعاعات على الانسان ثم شكلت الوكالة الدولية للطاقة الذرية عام 1957 التي تقوم بتطوير التطبيقات السلمية لهذه الطاقة في كافة المجالات النافعة للبشرية وقامت معظم دول العالم لجانا او مؤسسات وطنية لرعية جوانب الحماية من الاشعاع و الكوارث النووية .

يمكن انتاج الطاقة الذرية من القوة الهائلة التي اودعها الله سبحانه وتعالى في نواة الذرة حيث تتحرر الطاقة النووية عند اجراء تغيير في بنية الذرة وتكويناتها أو ما يعرف بالتفاعل النووي ، ولنحاول تبسيط الصورة .

تتكون الذرة من نواة يدور حولها ما يعرف بالالكترنات حيث حجم الذرة الواحدة
= 1/1000000 مليمتر (واحد من المليون من المليمتر) .

حجم النواة < 1/ 10000 (اقل من واحد من عشرة آلآف من الذرة) .


وزن النواة يمثل 99.9% من وزن الذرة ، وكل نواة تحتوي على ما يعرف بالبروتونات والنيوترونات ، حيث يمكن لنا تشبيه تركيب الذرة بالمجموعة الشمسية حيث تمثل الشمس النواة والكواب التي تدور حولها تمثلها الالكترونات . ومن المعلوم في الفيزياء أن الشحنات المتناثرة تتجاذب والشحنات المتشابهة تتباعد ، وهكذا الحال في الذرة حيث أن النواة متكونة كما قلنا سابقا في البروتونات وهي ذات شحنة موجبة (+) ووزنها اكثر بـ 1836 مرة من وزن الالكترونات (-) السالبة الشحنة مما يؤدي الى حدوث عمليات جذب من البروتون ذا الوزن الكبير مقارنة مع الالكترون الذي سيصطدم لامحالة مع البروتون لوجود قوى جاذبة بين الشحنات المختلفة ، ولكن سرعة الالكترون تجعله يدور حول النواة بحيث لا تستطيع جذبه إليها ولكنه في نفس الوقت لا يستطيع الابتعاد عنه .

ولتلافي حدوث التنافر بين البروتونات الموجودة في النواة كونها تحمل شحنات متشابهة (+) فقد وجد في النواة مادة أخرى وهي النيوتيرونات ، وهي متعادلة الشحنة حيث تعمل كرابط بين البروتونات لجمعها في النواة بدلا من تنافرها حيث أن الشحنات المتشابهة تتدافع وبهذا فان النتيوترونات تمنع الذرة من الزوال .

كل عنصر في الكون له عدد معين البروتونات (+) وهذا العدد الذي يسمى العدد الذري هو الذي يحدد اسم العنصر وخصائصه كذلك فان العنصر يحتوي على عدد من الالكترونات مساو ٍ لعدد البروتونات حيث تلغي شحنة الواحد الأخرى ويبقى العنصر مستقرا ، حاليا هناك حوالي 112 عنصر مكتشفة في الطبيعة .

الطاقة النووية وتطور علم الكيمياء :

الجميع يعلم حلم الانسان الذي أدى الى تطور علم الكيمياء وهو محاولة تحويل المعادن الرخصية الى ذهب ، وهذا غير ممكن لأن اي تفاعل كيميائي لا يستطيع تغيير مركبات الذرة من عدد النيترونات وبذلك لا يستطيع الانسان تحقيق حلمه بالحصول على الذهب من المعادن الرخصية باجراء أي تفاعل كيميائي .

ما يحدث في التفاعلات النووية (تفاعلات فيزيائية) هو ان النوى الذرة تقترب من بعضها ( تغيير في بنية الذرة ) نتيجة تأثير طاقة هائلة و كبيرة وهذا يتم بطريقتين .

الطريقة الاولى : تنقسم الذرة الواحدة الى ذرتين و الاثنين الى اربعة و هكذا وتدعى بالنصهار النووي و لهذا السبب تستخدم ذرة كبيرة كاليوارنيوم لها عدد كبير من البروتونات في النواة .

الطريقة الثانية :دمج ذرة صغيرة مع ذرة اخرى وهكذا وتدعى العملية بالاندماج النووي ولهذا السبب تستخدم ذرة صغيرة كالهيدروجين لها بروتون واحد في النواة من هذا نستطيع ان نتخيل من اين نحصل على الطاقة حسب نظرية اينشتاين ، عندما ندمج ذرتين او نفصل ذرة الى ذرتين فاننا نحصل على طاقة تعادل الكتلة الجديدة مضروبة مربع سرعة الضوء ( تفاعل متسلسل لا نهائي )

عملية الاندماج او الانصهار النووي اساس تشكيل الكون حيث ادى اندماج ذرة الهيدروجين و ذرة الهيليوم لتنتج عنصر اثقل وهذا التفاعل يعتبر التفاعل الاساسي لتكوين الشمس و الحفاظ على طاقتها و دائما نحصل على عناصر جديدة لغاية الحصول على عنصر الحديد حيث يكون عدد بروتوناته 60 حيث تخبو الطاقة ولا يعد بالإمكان إنشاء عناصر جديدة .

وعندما تحتوي النجمة على نسبة عالية في مركزها من الحديد فهذا يعني أنها قريبة من الوفاة ، ثم يحدث ما يعرف بـ (السوبر نوفا) حيث ينفجر النجم محدثا طلاطما سريعا للنيوترونات يؤدي الى اندماج النيترونات مكونة بدورها عناصر جديدة يكون وزنها الذري أكبر من الحديد ، حيث تتكون من عناصر الرصاص والذهب والفضة ، حيث وجدت هذه العناصر في الأرض كنيازك من بقايا (السوبر نوفا) .


فوائد الطاقة النووية :

الأرض لها موارد محددة من النفط والفحم وهذه الموارد ستستخدم خلال 63 – 95 عام ، حيث تقدر الكميات المؤكدة من احتياطي النفط بالعالم بحدود (1.4- 2.1) ترليون برميل ، حيث تقدر بحوالي (63- 95 ) عام كما ذكرنا سابقا ، وهذه النتيجة قد تم حسابها على اساس الاستهلاك الفعلي للنفط حاليا مع زيادة بحدود 1% - 2% سنويا ،حيث متوسط الاستهلاك السنوي بحدود 80 مليون برميل نفط ، ولأغراض المقارنة فإن طن واحد من اليورانيوم يعطي طاقة تعادل الطاقة الناتجة من ملايين الاطنان من الفحم أو ملايين البراميل من النفط .

ومن الجدير بالذكر أيضا أن هناك آثار جانبية لحرق الفحم والنفط حيث انه يؤدي الى تلوث البيئة بشكل كبير بينما مفاعل نووي مصمم بشكل جيد وتحت اشراف ومراقبة لن يحدث أي تلوث في الجو .


أضرار الطاقة النووية :

الولايات المتحدة وروسيا يمتلكان فقط 50000 قنبلة نووية وهيدروجينية لو لا شاء الله تم استخدامها فهي كافية لقتل كل البشرية على الأرض .

الانفجار النووي يُنتج ْ أشعة قاتلة تستطيع أن تؤدي بالانسان الى الوفاة مع الوقت وحتى التأثير على حياته العامة ، وهذا ما حدث عند استخدام قنبلة هيروشيما وقنبلة ناكازاكي في اليابان .

وكذلك عندما تعرضت بعض المفاعلات النووية الى اعطال أدى الى تسرب الطاقة النووية كما حدث في مفاعل تشرنوبل عام 1986م ، حيث تعرض مئآت الالوف من الناس الى الأشعة حيث توفى الكثيرين خلال أيام واصابة الباقيين بسرطانات مختلفة .

تنتج المفاعلات النووية فضلات نووية تبقى مصادر للإشعاع لملايين السنين ، ويجب التخلص منها ولا يمكن وضعها كأية نفايات أخرى بأي موقع ، بل يجب خزنها بأماكن خاصة حيث لا تؤثر على الناس .


استخدامات الطاقة النووية :

تمكن الانسان خلال العقود الأخيرة من استغلال الطاقة النووية لخدمة التقدم التقني في عدة مجالات منها :

- في الطب للعلاج والتشخيص والتعقيم .

- في الصناعة لانتاج أشباه الموصلات والمعالجات الكيميائية ، والكشف عن العيوب الصناعية وتقنيات اختبار الجودة وفي عمليات التعديين والبحث عن الخدمات الطبيعية .

- في الزراعة لاستنباط انواع جديدة من المحاصيل ذات انتاجية عالية وانتقاء نوعيات معينة من البذور ومقاومة الآفات والحشرات وزيادة مدة تخزين المنتجات الزراعية .

- في انتاج الطاقة الكهربائية ، ففي فرنسا يتم انتاج حوالي 77 % من اجمالي الاحتياج الكلي للكهرباء ، اما في اليابان فيتم انتاج 30 % من اجمالي الاحتياج الكلي للكهرباء وهكذا في الولايات المتحدة ايضا ، حيث تنتج الطاقة النووية حوالي 20% من اجمالي الاحتياج الكلي للكهرباء ، وبصورة عامة فإن 20% من الطاقة الكهربائية في العالم تنتج حاليا من الطاقة النووية .


الحوادث والكوارث النووية :

الجميع يعلم بما حل بمدينة هروشيما ومدينة ناكازاكي في اليابان خلال الحرب العالمية الثانية حيث انذهل العالم بحجم الخسائر المترتبة على استخدام الطاقة الذرية وايقظ هذا الاستخدام وعيا جديدا وهو :

إن سلاح واحد تحمله وسيلة نقل واحدة يمكنه ابادة معظم السكان وإنه يدمر البنية الطبيعية للمنطقة او المدينة بكاملها وزاد في تفاقم الخوف من الاشعاعات وهو القاتل غير المرئي الذي يضرب ضحاياه لا على الفور انما على امتداد الأيام والأشهر والسنين وحتى الاجيال التالية ، ويمكن توضيح اخطار السلاح النوويّ كما يلي :


التفجير النووي :

لكي نتعرف على قدرة التفجير النووي علينا مقارنتها بقدرة التفجير العامة ، يكون التفجير النووي (بافتراض تَساوي الحجم) أكثر قوة بملايين المرات من التفجير العادي حيث أنه أثناء الانفجار تتحرر كمية كبيرة من الإشعاع القاتل غير المرئي (عكس التفجير العادي) .

والتي تبقى بعد التفجير النووي (يقصد الاشعاعات) بشكل غير مرئي ولزمن كبير جدا قد يدمر حياة شعب باكملها .

ربما ان الفائدة اعظم واكبر ولربما انها حقا مفتاح الطاقة الوحيدة بالنسبة للأجيال القادمة الا اننا حقا لا نضمن العقلية البشرية المزاجية احيانا والتي قد يؤدي قرار صغير منها او حتى خطأ تقني صغير جدا الى تدمير الاجيال .