14-2– شيمي هسته‌اي
1401/07/30 09:49فصل قبل
در واکنش‌هاي هسته‌اي، هسته اتم دستخوش تغيير شده و تقريباً در همه موارد عنصر ديگري تشکيل مي‌شود. در واکنش‌هاي هسته‌اي اغلب تغييرات انرژي چندين مرتبه بيشتر از واکنش‌هاي شيميايي است. تغييرات انرژي آن‌قدر زياد است که تغيير جرم قابل‌اندازه‌گيري است. لذا برهم‌کنش ذرات بنيادين در هسته را واکنش هسته‌اي و انرژي حاصل از آن را انرژي هسته‌اي مي‌نامند. زيرا در واکنش هسته‌اي يک هسته تجزيه شده و هسته ديگري با انرژي کمتر تشکيل مي‌شود. اين انرژي اضافي به صورت پرتو ساطع مي‌شود[1].
به امر الهي، هسته اتم‌هاي عناصر راديواکتيو بر اساس يک فرآيند ساده، منظم و قانون‌مند تجزيه مي‌شوند و مدت‌زماني که طول مي‌کشد تا نيمي از هسته‌هاي موجود در نمونه تجزيه شوند را نيمه‌عمر مي‌نامند. براي مثال، نيمه‌عمر 14C برابر با 5730 سال است و باگذشت هر 5730 سال، تعداد هسته‌هاي 14C به نصف مي‌رسد و اين عامل تعيين‌کننده‌اي براي شناخت و تخمين قدمت اشيا و اجسام است که اين هم نمونه ديگري از حکمت و لطف الهي است که در آفرينش جهان هستي مشاهده مي‌شود. يعني با شمارش تعداد هسته کربن‌هاي-14(C 14) موجود در يک نمونه مي‌توان به اين نتيجه رسيد که يک شي چه عمري دارد و يا در چه زماني رشد آن متوقف شده است[2].
1-14-2- شکافت هسته‌اي
شکافت هسته‌اي فرآيندي است که در آن‌يک اتم سنگين مانند اورانيوم-236 به دواتم سبک‌تر و چند نوترون شكسته مي‌شود و مقداري انرژي نيز آزاد مي‌کند. شکافت خودبه‌خودي نتيجه نيروهاي دافعه بين تعداد زياد پروتون در هسته‌هاي سنگين است. وقتي هسته‌اي با عدد اتمي زياد شکافته شود، بر پايه فرمول اينشتين، مقداري از جرم آن به انرژي تبديل مي‌شود. از اين انرژي در توليد برق (در نيروگاه هسته‌اي)، تخريب (سلاح‌هاي هسته‌اي) و پزشكي استفاده مي‌شود.
در شکل 6-2 اتم اورانيم (235) ديده مي‌شود که پس از برخورد يک نوترون متلاشي‌شده و پرتوهاي راديواکتيو از خود ساطع مي‌کند. سپس به دو عنصر باريم (141) و کريپتون (92) تقسيم شده و به پايداري مي‌رسد و در ضمن 3 عدد نوترون ديگر آزاد مي‌کند که هر يک موجب شکافت يک هسته‌ي اورانيوم ديگر مي‌شوند و اين واکنش زنجيره‌اي مرتب ادامه پيدا مي‌کند.[3]
اگر چه در زمان نزول قرآن مخاطب صرفاً از واژه شکافنده هسته، هسته گياهان و ميوه‌ها را مي‌فهميده است اما بدين معنا نيست که خداوند هسته اتم را که خود آفريده است مدنظر نداشته باشد آنجا که مي‌فرمايد: «إِنَّ اللّهَ فَالِقُ الْحَبِّ وَالنَّوَي[4]؛ خدا شکافنده دانه و هسته است.»
2-14-2- گداخت هسته‌اي (جوش هسته‌اي):
گداخت يا جوش هسته‌اي به معني الحاق هسته‌هاي کوچک‌تر و ساختن يک هسته بزرگ‌تر است مانند تركيب دوتريوم و تريتيوم كه منجر به توليد هليوم و يك نوترون مي‌شود و همراه با آن مقداري زيادي انرژي به صورت گرما، نور و پرتوهاي ديگر توليد مي‌شود[5].
اين پديده در شکل 7-2 نمايش داده شده است. و اين فرآيندي است كه خداي متعال در خورشيد و ستارگان براي توليد انرژي قرار داده است.
[1]. اصول شيمي سيلبربرگ، ص502.
[2]. همان، ص 514.
[3]. اصول شيمي سيلبربرگ، ص 534.
[4]. سوره انعام، آيه 95.
[5]. همان، ص 536.