أين يتم استخدام الفيزياء النووية؟

تدخل الفيزياء النووية في الكثير من مجالات الحياة خلال الوقت الراهن ولا يقتصر استخدامها على الأسلحة النووية التي يمكنها تدمير دول بأكملها؛ فإنها لها استخدامات علاجية بالإضافة إلى الاستخدام في معرفة أعمار الآثار والقطع الفنية، واليوم يتم تدريسها في العديد من الجامعات حول العالم بصفتها تخصصًا مستقلًا.

أين يتم استخدام الفيزياء النووية؟

يحرص المختصون على توضيح أين يتم استخدام الفيزياء النووية بالإضافة إلى بيان فوائدها؛ فإن البعض يعتقدون استخدام هذا النوع من العلوم في أسلحة الدمار الشامل فحسب إلا أن له الكثير من الاستخدامات الأخرى، ويشمل ذلك توليد الطاقة الكهربائية، وتطوير العلاجات الإشعاعية للسرطان، بالإضافة إلى تحديد أعمار القطع الأثرية أيضًا.

ما هي الفيزياء النووية؟

تعرف الفيزياء النووية بأنها فرع من فروع العلوم، وتدرس بنية النواة بالإضافة إلى طريقة تكوينها واستقرارها، مع التركيز بشكل أكبر على فهم القوى النووية الأساسية في الطبيعة وتفاصيل التفاعلات المعقدة التي تنشأ بين النيوترونات والبروتونات، وهو ما يعني أنها تدرس أجزاءً لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.

من هو مخترع الفيزياء النووية؟

مرّ اكتشاف الفيزياء النووية بالعديد من المختصين والعلماء حتى وصل إلى ما هو عليه اليوم، ولكن إرنست رذرفورد أول من قام بإجراء تفاعل نووي اصطناعي في التاريخ حسب جامعة مانشستر مما يجعل البعض يشير إليه بصفته مخترع الفيزياء النووية، وفيما يأتي بعض المعلومات حوله:

• العمر عند الوفاة: ولد رذرفورد يوم 30 أغسطس/آب من عام 1871، بينما توفي يوم 19 أكتوبر/تشرين الأول من عام 1937، مما يعني أن عمره كان يبلغ 66 عامًا تقريبًا عند الوفاة.
• اكتشاف الفراغ في الذرة: اكتشف رذرفورد بأن معظم الذرة تتكون من الفراغ، وأن كتلتها تتركز في نواة مركزية ذات حجم صغير جدًا مع كونها مشحونة إيجابيًا ومُحاطة بإلكترونات سالبة الشحنة.
• سبب شهرة رذرفورد: اكتسب رذرفورد شُهرةً كبيرةً بين الفيزيائيين بسبب دراساته الرائدة في مجالات الذرة والنشاط الإشعاعي؛ فإنه اكتشف وجود نوعين من الإشعاع في اليورانيوم إضافة إلى عدة اكتشافات أخرى.
• تجربة رقاقة الذهب: كانت تجربة رقاقة الذهب واحدةً من أكثر تجارب رذرفورد شُهرةً؛ فإن جُسيمات ألفا مرّت عبر هذه الرقاقة في التجربة، بينما تبعثر القليل منها للخلف، مما أظهر بأن معظم مساحة الذرة من الفراغ.
• الجوائز: تمكّن رذرفورد من الحصول على عدة جوائز خلال حياته، ومنها: جائزة نوبل في الكيمياء عام 1908، بالإضافة إلى وسام الاستحقاق عام 1925 كما أنه أصبح برتبة لورد منذ عام 1931 أيضًا.

هل تتعامل الفيزياء النووية مع كثير من المفاهيم؟

هناك عددٌ كبيرٌ من المفاهيم التي تتعامل معها الفيزياء النووية بالفعل، ومنها: مفهوم الكتلة النووية، ومفهوم شحنة النواة، ومفهوم الحجم النووي، ومفهوم الزخم الزاوي للنواة، كما أنها تتعامل مع البروتونات موجبة الشحنة والإلكترونات سالبة الشحنة والنيوترونات متعادلة الشحنة، وتدخل في العديد من المجالات مما يجعل مفاهيمها كثيرة جدًا.

ما فائدة الفيزياء النووية؟

بما أن مجالات الفيزياء النووية عديدة؛ فهذا يعني أن لها الكثير من الفوائد المختلفة، وأبرزها: العلاج الإشعاعي لمرضى السرطان والتصوير الطبي، وهذا يعني أنها تساعد في علاج المرضى. ويستخدم هذا النوع من الفيزياء في أجهزة الكشف عن الدخان؛ للمحافظة على سلامة البشر أيضًا عند الحاجة إليها.

تمكّنت الأبحاث التي يجريها المختصون في مجالات الفيزياء النووية من ابتكار تقنيات جديدة لا تقتصر على الفيزياء وحدها، ولكنها تدخل كذلك في توليد الطاقة الكهربائية بالإضافة إلى دخولها في مجالات الطب والكيمياء، وتعتمد بعض الدول على الأسلحة النووية في ردع الدول الأخرى من الاعتداء عليها أيضًا.

أشكال تفاعلات الفيزياء النووية

بعد معرفة ماذا تفعل في الفيزياء النووية بشكل رئيسي بالإضافة إلى التعرف على أبرز فوائدها يبحث المهتمون عن أشكال التفاعلات في هذه الفيزياء؛ فإنها تتضمن عدة أشكل من التفاعلات، وهي: تفاعلات التشتت أو التطاير، والتفاعلات النووية، وتفاعلات الاقتناص المشع، وتفاعلات التهدم الفوتوني، وتفاعلات الانشطار النووي المحتث.

بشكل أساسي يمكن تقسيم التفاعلات في الفيزياء النووية إلى الانشطار النووي الذي يركز على تفكك النواة إلى قطع أصغر، والاندماج النووي الذي يلاحظ كُبر حجم النواة عندما تندمج أو تلصق مع الأنوية الأخرى، وبناء على هذه التفاعلات تم ابتكار القنبلة النووية والذرية، وهما من اسلحة الدمار الشامل.

أبرز استخدامات الفيزياء النووية

في الوقت الراهن توجد الكثير من الاستخدامات المختلفة للفيزياء النووية، وأبرزها الاستخدامات الآتية:

• التشخيص والعلاج الطبيين: إن الأشعة السينية من أكثر أشكال الإشعاع المؤين المستخدمة في الحقل الطبي لتشخيص بعض الأمراض، بالإضافة إلى استخدام بعض الأشعة المؤينة لعلاج الخلايا السرطانية أيضًا.
• توليد الطاقة: تعمل العديد من محطات توليد الطاقة الكهربائية اليوم بالاعتماد على الانشطار النووي؛ فإن هذا الانشطار يولد قدرًا كبيرًا من الطاقة، وهناك بعض الدول التي تحتوي على عدة من هذه المحطات، ومنها: أوكرانيا.
• اكتشاف تاريخ الآثار: يعتمد المختصون على ما يطلق عليه اسم النظائر المشعة والنظائر المستقرة لمعرفة أعمار العديد من القطع الأثرية وتاريخها بشكل دقيق، بالإضافة إلى معرفة المزيف منها حسب شبكة بايجس التعليمية.
• أجهزة إنذار الدخان المنزلية: تقوم أجهزة إنذار الدخان المنزلية الأكثر شيوعًا باستخدام نظير مشع لعنصر الأمريسيوم، ويعتمد مبدأ عمل هذه الأجهزة على الفيزياء النووية لاكتشاف الحرائق والتنبيه بوقوعها.
• التعقيم: يمكن لبعض أنواع الأشعة أن تقتل الفيروسات والفطريات والبكتيريا والعفن والحشرات والبيض وغيرها من مسببات الأمراض، ولذلك يتم استخدامها في عمليات التعقيم أحيانًا.
• تعزيز استدامة وإنتاجية المزروعات: هناك بعض التقنيات النووية التي تستخدم النظائر أو طرق الإشعاع المختلفة؛ للقضاء على الآفات وتحسين صحة الماشية بالإضافة إلى تحسين إدارة المياه وتربية النباتات.

جوائز نوبل التي تتعلق بالفيزياء النووية

منذ عام 1903 تم تقديم العديد من جوائز نوبل التي تتعلق بالفيزياء النووية، وفيما يأتي جدول يوضح عدة من العلماء الحاصلين على هذه الجوائز:

اقرأ/ي أيضًا:

ما هي وحدة قياس سرعة الضوء؟

هل يوجد قيمة لعجلة الجاذبية الأرضية؟

هل ينطبق قانون نيوتن الثالث على الحياة العملية؟

هل جميع أنواع الموجات الكهرومغناطيسية مضرة صحيًا؟