الأربعاء، 23 يوليو 2014

مشروع مانهاتن :تخصيب اليورانيوم.

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم....شهدت فترة الحرب العالمية الثانية تطوراً ملحوظاً فى الالة العسكرية للقوى العظمى المتحاربة فى ذلك الوقت و اهم هذه الاسلحة ظهور السلاح الاكثر فتكاً على الاطلاق و هو القنبلة الذرية و هو السلاح الذى يستخدم الطاقة المهولة التى تربط انوية الذرة مع بعض ..اول من استخدم و صنع هذا السلاح هى الولايات المتحدة الامريكية التى كرست له كافة الطاقات المتاحة من علماء و مهندسين و اموال فعندما علمت امريكا ان المانيا فى ذلك الوقت كانت تحاول انتاج سلاحاً ذرياً سارع الرئيس الامريكى فى ذلك الوقت فرانكلين روزفلت لانشاء مشروع سرى لبناء اول قنبلة ذرية و جلبت امريكا عدداً كبيراً من المع علماء الفيزياء فى ذلك الوقت امثال نيلز بور و انريكو فيرمى و ريتشارد فاينمان و جيمس شادويك و روبرت اوبنهايمر (رئيس الفريق العلمى) و ارنست لورانس و اخرين.


لن نتحدث هنا عن الشق التاريخى او العسكرى للموضوع و لكن سنتحدث عن الشق العلمى لاهم جزء فى المشروع و هو تخصيب اليورانيوم و هو الوقود النووى المستخدم فى القنبلة الانشطارية.

اولا ماذا يعنى تخصيب اليورانيوم و ما هى اهميته؟؟.
خام اليورانيوم يحتوى على نظائر لليورانيوم منها يورانيوم-235 و يورانيوم-238 و هو الموجود بكثرة فى خام اليورانيوم و لكن يورانيوم-235 هو القابل للانشطار و بعملية التخصيب يتم زيادة نسبة اليورانيوم القابل للانشطار فى الخام.

الطرق المتبعة فى التخصيب كانت عديدة منها الطرد المركزى الا انها لم تكن تؤدى المطلوب منها بكفاءة مما اضطر ادارة المشروع للتخلى عن هذه الطريقة و الطريقة الاخرى هى فصل النظائر باستخدام القوة الكهرومغناطيسية عن طريق مطيافية الكتلة (mass spectrometry) و هو ما سنتحدث عنه فى هذا المقال.

مطياف Calutron هو جهاز يستعمل مغانط كهربية شديدة لفصل النظائر المختلفة عن طريق تمرير شعاع ايونى من عينة من خام اليورانيوم على الجهاز فتقوم بتشتيت كل نظيرة من نظائر اليورانيوم و يختلف مقدار التشتت باختلاف نسبة الكتلة الى الشحنة الكهربية للنظير و يتم فصل النظيرين المختلفين للحصول على اليورانيوم-235 الانشطارى.
احد ملفات المغناطيس المستخدمة فى الجهاز
هذا الجهاز من تطوير الفيزيائى ارنست لورانس و هو نفس الشخص الذى اخترع السيكلترون "Cyclotron" و Calutron هو دمج بين كلمتى California و Cyclotron .
الجدير بالذكر ان اسلاك الملفات التى صنع منها الجهاز لم تصنع من النحاس نظراً لاستخدامه بكثرة فى الصناعات العسكرية استخدم العلماء الفضة فى صناعة اسلاك الملفات .
تعمل هذه لطريقة عن طريق تمرير بخار من اليورانيوم و قذفه بالكترون عالى الطاقة لتحويله الى ايون و بتمرير العينة فى المجال المغناطيسى تنحرف ذرات اليورانيوم الاثقل اكثر من ذرات اليورانيوم الاخف و بذلك يحدث الفصل بين النظائر .
شكل توضيحى لالية عمل الـCalutron
الهدف من هذه المقالة ابراز مدى تأثير الحرب العالمية على الدول و سعيها لامتلاك اسلحة اقوى و تطوير تكنولوجيات لم تكن موجودة و قد وصلت الى حد المقامرة من قبل الحكومة الامريكية بتكريس هذا الكم من الموارد لمشروع خطير و كبير و تكنولوجيات لم تكن موجودة من قبل و على الرغم من التبعات السيئة لهذا المشروع  الا انه فتح افاقاً جديدة لاستخدام الطاقة النووية بالطرق السلمية و اثره على نواحى عديدة و اثبتت ان قدرة العقل البشرى يمكنها ان تصنع معجزات مثل تحطيم النواة و اطلاق ما بداخلها من طاقة مدمرة و تبين ايضاً ان سر سيطرة الولايات المتحدة و تقدمها يكمن فى البحث العلمى و تقدير العلم فهل نحذو حذو هذه الامم و نرتقى بمنظومة التعليم و البحث العلمى لنصبح امة عظيمة قادرة على احداث الفارق.

مصادر:-

تابعونا على الفيسبوك مجلة العلوم

ليست هناك تعليقات :

إرسال تعليق