الإنشطار الفوري للنواة

[ياسر]

السلام عليكم
...............
ماهي المدة الزمنية التي إذا انشطرت خلالها النواة  نعتبر إنشطارها فوريا ؟
أدعو الجميع للمشاركة وبخاصة أبو الطيب
...............
السلام عليكم

[أبو الطيب]

يحدث الانشطار الفوري بعد أسر نترون حراري وقبل تحرير النواة لأي أشعة غاما محتمل إصدارها أثناء امتصاص النترون،بعبارة أخرى عندما تكون طاقة الارتباط النووي والطاقة الحركية للنترون الممتص كافية لتجاوز حاجز الكمون الطاقي، مع ضرورة اعتبار احتمال اختراق حاجز الكمون الطاقي بأقل من الطاقة اللازمة بسبب خصوصية حالة الإثارة وحالة الاستقرار للنواة

[أبو الطيب]

بالتاكيد لن تتجاوز المدة الزمنية لانشطار النواة فوريا حاصل قسمة قطر النواة على سرعة النترون الممتص من قبلها

[ياسر]

السلام عليكم
...............
 عندما أجمع مكونات نواة من الانهاية في حيز يساوي
حجم النواة وأبعد يدي بعد تجميع النواة فما هو الزمن الذي
ستمضيه النواة حتى أعتبرها قد تشكلت فعلاً هل هو 10^-15
ثانية  أم ........أو كيف نحسب هذا الزمن.
.............
السلام عليكم

[أبو الطيب]

تشكيل النواة أو شطرها يحدث في زمن يعتبر فجائي، وإذا تحدثنا عن الديوترون كأبسط مثال فتشكيله بطاقة اندماج 2.22MeV قد يترافق بانطلاق فوتون غاما بسرعة الضوء، وعلى أي حال فالمسألة كمومية كمن يسأل عن الزمن الذي يستغرقه الالكترون لللانتقال من مدار إلى آخر

[أبو الطيب]

يمكن في حالة U-235 باعتبار نموذج قطرة السائل حساب زمن التفكك الأول للنواة بعد قذفها بنترون ،ويساوي بالثانية (10مرفوعة للقوة -14)

[أبو الطيب]

العلاقة التي تحسب زمن الانشطار الفوري تعتمد على فكرة اختراق حاجز النفق وصيغتها:
t=10^-21×10^7.85E، حيث E=19.0-.36Z^2/A

[ياسر]

السلام عليكم
.............
نعم إختراق حاجز الكمون يدعى مفعول النفق
هل نحصل من المعادلات المذكورة على أن زمن الإنشطار الفوري
هو 10^-21 ثانية
أرجو أن تذكر لي تفاصيل أكثر من المرجع المعتمد
............
كما أدعو الدكتور سعيد الصباغ مشكوراً للمشاركة
(دكتور في الفيزياء النووية)
..............
السلام عليكم

[أبو الطيب]

زمن الانشطار الفوري باستخدام العلاقة المذكورة 4.5×10^-13ثانية وهو نفس الزمن المذكور عند شرح تحريض انشطار نواة U235 .
 صاغ العلاقة التي تحسب زمن الانشطار الفوري للنواة العالمان فرانكل وميتروبوليس، وهي توافق جيدا النتائج التجريبية، وخطوات استخراج العلاقة تعتمد على مفعولين كموميين الأول حدوث الإنشطار عند طاقات إثارة أقل من طاقة العتبةE بسبب مفعول النفق، والمفعول الثاني اهتزاز نموذج القطرة أثناء تشوه النواة يملك مستوى طاقة صفري،
وبسبب صعوبة معرفة صورة واضحة عن الشكل الدقيق لبئر الكمون الانشطاري تم اللجوء إلى قيمته الاحتمالية وهي عبارة تكاملية تعطي بعد اعتبار البئر ذو شكل قطع مكافيء احتمال يتناسب مع أس مرفوع للقوة -100 ، وقد حسب العالم سيبورغ طاقة العتبة E المذكورة في علاقة فرانكل وميترو بوليس  t=10^-21×10^7.85×E بالصيغة التالية:
( E=19.0-.36(Z^2/A

[ياسر]

السلام عليكم
.............
يقولون إن انشطار الأنوية الثقيلة نتيجة الإثارة إلى مستوى طاقة يساوي أو يعلو حاجز كولون غالبا ما يكون لحظياً
,ومثال ذلك لأنه عندما تأسر نواة  U235 نيوترون بطيء يتكون U236 بطاقة إثارة 6.4MeV ومعظم أنوية الـU236
تنشطر قبل أن تتمكن من التخلص من الإثارة بإنبعاث أشعة غاما , وحيث أن عمر النصف الجزئي لإنبعاث جاما بهذه الطاقة
يبلغ حوالي  10^-14ثانية فإن ذلك يدل على أن عمر النصف الجزئي للانشطار أقل من ذلك بكثير.خلافاً للمعادلة التي ذكرتها
والتي تعطي زمنا قدره 4.38*10^-13
...........
السلام عليكم

[د سعيد صباغ]

الانشطار له عدة مداخل تلقائي او  بتأثير جسيم وارد بشكل تفاعل غير مباشر(النواة المركبة-بطيء)أو تفاعل مباشر سريع
مثلا
الانشطار التلقائي Spontaneus Fission :
يرافق عملية الانشطار التلقائي لنواة ثقيلة إلى جزأين إصدار اثنين أو ثلاثة من النيترونات ، و يحمل كل نيترون طاقة وسطى حوالي 1.5 Me.V و يتحرر خلال العملية 200 Me.V من الطاقة و التي تظهر معظمها على شكل طاقة حرارية . يظهر الانشطار التلقائي في النوى الثقيلة ، و لكن احتماليتها صغيرة  و تتزايد الاحتمالية مع زيادة رقم الكتلة ، أما عمر النصف للانشطار التلقائي لليورانيوم U-235 فهو1017 years× 2 ، و هو فقط 55 day للكاليفورنيوم Cf-254 .
و كبديل عن هذه العملية يمكن للنواة أن تتفكك بإصدار جسيمات إلفا و/أو إشعاع غاما.
يتبع

[د سعيد صباغ]

تدرس التفاعلات النووية وفق نوذجين حديين وهما نظرية التفاعلات المباشرة direct rection theory لدراسة التفاعلات النووية السطحية من أجل طاقات الصدم العالية ، ونظرية النواة المركبة compound nucleus لدراسة تفاعلات الصدم الجبهي من أجل طاقات الصدم المنخفضة . وهناك نوذج ثالث للتفاعلات النووية ، وسطي بين الحالتين الحديتين،  يعرف بإصدار ما قبل التوازن Pre-equilibrium emission .  وتتميز التفاعلات  المباشرة عن تفاعلات النواة المركبة بأنها أسرع إذ لا تستغرق أكثر من حوالي 10-22 s وهو الزمن اللازم لإجتياز نيكليون طاقته 20 MeV قطر النواة ، بينما يقع زمن حدوث التفاعلات المركبة في المجال 10-14 - 10-20 s .
أما من وجهة النظر التوزعات الطاقية والزاوية ، فتتوزع الطاقة الواردة إلى النواة الهدف بشكل متجانس على مكوناتها في النواة المركبة قبل أن تصدر جسيمين أو أكثر .واذا حصل نوع من التجاوب بين الطاقة الممتصة وسويات الإثارة للنواة المركبة صادفنا ما يعرف بالتفاعلات التجاوبية . وتكون المقاطع العرضية في تفاعلات النواة المركبة متغيرة بشكل سريع مع الطاقة (تجاوبات) بينما لا تبدي تلك المقاطع تغيرات ملموسة بدلالة الطاقة في التفاعلات المباشرة . ويقدر المجال الطاقي المميز لتغييرات المقاطع العرضية بالعلاقة h /   ، حيث  هو زمن التفاعل ، وهو من مرتبة eV بالنسبة للتفاعلات المركبة و MeV بالنسبة للتفاعلات المباشرة .

[ياسر]

السلام عليكم
..............
مشكور د.صباغ على مشاركتك
ذكر الأخ أبو الطيب المعادلات التالية  
العلاقة التي تحسب زمن الانشطار الفوري تعتمد على فكرة اختراق حاجز النفق وصيغتها:
(علاقة فرانكل وميترو بوليس)t=10^-21×10^7.85E،
 حيث تحسب طاقة العتبة من علاقة سيبورغ E=19.0-.36Z^2/A
 ..............
فلو فرضنا أن طاقة العتبة معدومة أي أن حاجز الكمون معدوم E=0
نجد أن
 t=10^-21×10^0=10^-21s
وهل هذا يعني  أن زمن الإنشطار الفوري هو 10^-21 ثا
...............
السلام عليكم

[أبو الطيب]

E ليست (أس) في العلاقة فانعدامها سيعدم t .
قد تكون علاقة فرانكل لحساب الزمن توافق نموذج النواة المركبة الذي ذكره د. سعيد صباغ، وتحتاج لعلاقة الزمن التي تخص نموذج التفاعلات المباشرة الأسرع من نموذج النواة المركبة

[ياسر]

السلام عليكم
................
إذا كان E=0 يؤدي إلى t=0 فهذا مانريده
أي أن الإنشطار فوري
...............
السلام عليكم