الجانب السلبي في تطبيقات الطاقة النووية

11 -في حياتنا اليومية يمكننا التعرف علي التفاعل المتسلسل، فمثلا النار هي تفاعل متسلسل حيث تسبب الحرارة تفاعل كيميائي (احتراق) ينتج حرارة التي تتسبب في استمرار الإحتراق الذي ينتج حرارة أكثر .. وهكذا . وعندما اكتشف الفيزيائيون أنه ينبعث عند الإنشطار عدد من النيوترونات عرفوا إمكانية حدوث تفاعل متسلسل، التفاعل الذي يكرر نفسه بنفسه. مثل هذا التفاعل يطلق كميات ظاهرة من الطاقة التي يمكن أن تستخدم إما لأعمال سلمية أو لعمل سلاح مرعب. لكي تستغل الطاقة لأغراض سلمية يجب التحكم في معدل التفاعل كما هو الحال في المرجل الكلاسيكي. وبالنسبة لغرض عمل سلاح كما هو الحال في القنبلة االنووية يجب التكبير السريع للتفاعل. علي ذلك يعتمد سلوك التفاعل علي معامل تكاثر النيوترونات الناتجة عن الإنشطار . [ معامل التكاثر هو النسبة بين عدد النيوترونات الناتج من الإنشطار إلي عدد النيوترونات التي امتصت أوهربت من النظام . وعندما يتساوي العددان ( النسبة ≈ 1) في هذه الحالة يكون التفاعل المتسلسل مستدام ذاتيا، ويطلق علي هذه الحالة اسم الحالةالحرجة، حالة التشغيل المستقر للمفاعل. أما إذا كان معامل التكاثر أكبر من 1 فإن التفاعل يضطرد ويتنامي باستمرار، حالة فوق الحرجة، وهي حالة تصنيع السلاح النووي. . أما إذا كان معامل التكاثر أقل من 1 فإن التفاعل يخبو ويتوقف، حالة دون الحرجة، وهي حالة لتوقف عمل المفاعل أو لتقليل وانقاص مستوي طاقته] يتوقف تنامي عدد النيوترونات علي معدل إنتاجها ومعدل امتصاصها أو هروبها من النظام. ففي التفاعل المتنامي، لا توجد أعمدة تحكم لإنقاص عدد النيوترونات الناتجة عن الإنشطار. تكمن مهمة أعمدة التحكم في ضبط معامل التكاثر ليكون مستقرا أو لإنقاص الطاقة أو لتوقف التفاعل وبالتالي المفاعل تصنع أعمدة التحكم من الكادميوم وهي مادة شرهه لإمتصاص النيوترونات الحرارية. وبسحب الكادميوم من قلب المفاعل يزداد عدد النيوترونات التي تشارك في عمليات الإنشطار ويتزايد تنامي التفاعلات والعكس صحيح. تجدر الإشارة إلي انه في مفاعلات القدرة، تكون هناك تفاعلات مضادة ترتبط بالاختلافات في درجة الحرارة, تكون مهمتها تعديل كثافة التفاعلات النيوترونية، وبالتالي انقاص قيمة معامل التكاثر في حال زيادته. مما يوفر التنظيم الذاتي. ومع ذلك، فكل مفاعل به أيضا أنظمة للاغلاق التلقائي السريع يتم استخدامها فور قيام نظم الرصد بالكشف عن وجود أي خلل. كما يوجد ايضا نظام تشغيل خاص مستقل لإغلاق الطوارئ. الوجه القبيح للطاقة النووية تولي روبرت أوبنهايمر (1904-1967) قيادة مشروع مانهاتن لصناعة سلاح نووي. وإكتشفت إمكانية استخدام طريقتان لعمل سلاح نووي، من عنصر اليورانيوم 235 وعنصر البلوتونيوم 239. [ البلوتونيوم هو العنصر رقم 94 والذي كان يبحث عنه فيرمي ولكن إكتشفه أخيرا جلين سيبورج ( 1912-1999) في عام 1940. ] أدي طريق اليورانيوم إلي قنبلة " الولد الصغير Little Boy" التي ألقيت علي هيروشيما في 6 أغسطس 1945. قتلت القنبلة 70000 نسمة وجرحت مثلهم ودمرت خمسة أميال مربعة بالكامل. بلغ وزن القنبلة 4400 كيلوجرام وطولها 3 متر وقطرها 71 سم. وأدي طريق البلوتونيوم إلي إختبار ترنتي في 16 يوليو Trinty test at Alamogordo new Mexico ، وأسقطت قنبلة " الرجل السمين Fat Man" علي ناجازاكي في 9 أغسطس 1945. بلغ وزن القنبلة 4700 كيلوجرام وطولها 3.3 متر وقطرها 1.5 متر. وبلغت قوتها التدميرية ≈21 كيلو طن . الشكل الأول يوضح لحظة إنفجار الولد الصغير والشكل الثاني يوضح لحظة إنفجار الرجل السمين إن استسلام اليابان لم يكن النهاية لسباق التسلح النووي، بل علي العكس . فلم تمض عدة سنوات ( 1952 – 1953 ) حتي طورت كل من أمريكا و روسيا أسلحة أشد فتكا : القنبلة الهيدروجينية الإندماجية. ومع ذلك وعندما انتهت الحرب العالمية الثانية، كان لدي كندا كل الإمكانات لكي تصبح دولة نووية قوية. لديها اليورانيوم ويعرف علماؤها كيف يطلقون سراح القدرة المختزنة في الذرة [ نذكر منهم علي سبيل المثال فقط: والتر زن وهو ألماني المولد تخرج من جامعة كولومبيا وانتقل للعمل في جامعة شيكاغو إبان بداية الحرب العالمية الثانية. وبعد انتهاء الحرب شارك في بناء أول غواصة نووية أمريكية وصمم للوطن الأم - كندا - أول مفاعل تجريبي " سريع مولد (منجب)". و لويس سلوتن وقد حصل علي الدكتوراه من جامعة لندن وعمل مع فيرمي في شيكاغو وانتقل إلي معمل لوس ألاموس عام 1944 . وكان من ضمن المشرفين علي صناعة وتجربة التفجير لأول قنبلة ذرية في صحراء نيو مكسيكو في 16 يوليو عام 1945.] كما ان لديها البنية التحتية والفنية والخبراء والمهندسين الذين يعرفون كيفية بناء وتشغيل الأجهزة الخاصة بتصنيع الأسلحة النووية. ولكن كندا بوعي وإدراك قررت ألا تصبح دولة نووية . وفي يوليو 1949 أعلن المتحدث باسم الحكومة الكندية أنها قد اختارت فقط التطبيقات السلمية للطاقة الذرية. لاشك أن هذه الأحداث تركت أثرا في الرأي العام فيما يخص تطور الطاقة النووية بعد الحرب. وفي 8 ديسمبر 1953 اقترح أيزنهاور برنامج « الذرة من أجل السلام» علي الأمم المتحدة كمجهود للتعاون الدولي.