تقرير عن الطاقة النووية
ا لمقدمة:
كانت القضية خارج إطار التصوّر البشري، وبالتأكيد كانت خارج التوقّعات العلمية السائدة في الثلث الأول من القرن العشرين، فبالرغم من القفزة العلمية الفكرية الكبرى التي أحدثها "ألبرت آينشتاين"، في عام 1905م، عندما نشر الجزء الأوّل من "النظرية النسبية" المعروف باسم "النظرية النسبية الخاصة"، إلا أن البرهان التجريبي لنتائجها كان لا يزال غائباً عن الساحة، وكانت النظرية تنتظر ذلك الدعم التجريبي لكي تحتلّ المكانة العلمية الراسخة في منظومة "الفكر العلمي" المتّفق عليه.
إن القضية التي تهمّنا هنا مرتبطة ارتبـــــاطاً وثيقاً بتلك العلاقة العجيبة التي طرحــها "آينشتاين" في "النظرية النسبية"، وهي تقول بأن "الطاقة" و"المــــادة" متكافئتان، فهما مظهران للشــــيء نفسه، ويُمكن تحويل "المادة" إلى "طـــــاقة" وفق "معادلة آينشتاين" الشهيرة فتكون الطاقة المتحرّرة مساوية للكتلة المتحوّلة مضــــروبة في مربّع ســرعة الضوء.
لقد استطاعت تلك العلاقة العجيبة أن توضّح سبب تلك القوة الرهيبة التي تكمن داخل "نواة الذرة" فتربط بين مكوّناتها من "بروتونات" ذات شحنات موجبة، و"نيوترونات" متعادلة الشحنة، فأصبح من المعلوم ـ نظرياً - أن تلك الطاقة الرابطة ناتجة عن اختفاء جزء من كتلة "النواة"، وهكذا دخل إلى العلوم مصطلح "الطاقة النووية" التي تكمن داخل "النواة"، وتحافظ على تماسك مكوّناتها.
الموضوع:
القضية ـ ببساطة - هي أن العلماء أدركوا، وفق طرح "آينشتاين"، أن هناك طاقة عالية كامنة داخل "النواة"، ولكن السؤال الذي وقف أمامه العلماء هو: "هل بالإمكان تحرير تلك الطاقة من قبضة "النواة"، و الاستفادة منها في تطبيقات الطاقة المتنوّعة في مجالات السلم والحرب؟". لقد بدت الإجابة واضحة المعالم، فإطلاق تلك الطاقة الهائلة من "النواة" كان يتطلّب في حدّ ذاته الولوج إلى داخل "النواة"، مما يعني الحاجة ـ بادئ ذي بدء - إلى طاقات هائلة تسمح بذلك، ولذا فإن استحالة "انشطار النواة" كانت أمراً من المسلّمات العلمية، فنجد ـ على سبيل المثال - عالماً في قامة الفيزيائي النيوزيلندي المشهور "إيرنست رذرفورد" يؤكّد، قبل وفاته في عام 1937م، بأنه لا يعتقد أن بالإمكان "فلق النواة".
ولكن...فوق كل ذي علم عليم، فقد تسارعت خطى الحركة العلمية تحت مؤثّرات عدة ليس أقلّها تلك الحرب العالمية الثانية التي كانت تحصد البشر، وتروّع المجتمعات، وتدفع بالخصوم إلى مجالات جديدة في سعي كل منهم إلى اكتساب اليد العليا في تطوير العلوم والتقنية لتحقيق النصر على الطرف الآخر، وهكذا بدأت "لعبة الفيزيائيين" للغوص في قلب "النواة"، وإطلاق تلك "الطاقة النووية" التي تنبّأ بها "آينشتاين" في معادلته الشهيرة.
وهكذا أصبحت تلك القضية هي شاغل بال الفيزيائيين ولعبتهم المفضّلة في تلك الحقبة التاريخية التي شهدت مآسي الحرب العالمية الثانية، وفي النهاية تمخّضت معطياتهم عن القنبلتين النوويتين اللتين أسقطتهما أمريكا على مدينتي "ناجازاكي" و"هيروشيم" في عام 1945م.
لعـبة الفيزيائيين...وانشطار النواة:
لقد كان من حقائق الفيزياء المعروفة أن لكلّ عنصر ذرته المميّزة التي تحتوي على نواة متماسكة تقبع في حيّز ضيق جداً من حجم الذرة، وأما معظم الذرة فهو فراغ تطوف فيه "الإلكترونات" حول "النواة" في مدارات مختلفة، و"الإلكترونات" هي جسيمات ضئيلة الكتلة ذات شحنات كهربائية سالبة، وهكذا نجد أنفسنا أمام صورة مصغّرة لكواكب "المنظومة الشمسية" في طوافها حول الشمس.
أمـا "النواة" فهي تمثّل تقريباً كلّ كتلة الذرة، ومكوّناتها "بروتونات" تحمل شحنات سالبة، و"نيوترونات" متعادلة الشحنة، ولن نستطيع أن نغيّر من خـصائص العنصر ما لم نلج إلى داخل "النواة"، ونتلاعب بمكوّناتها، ولكن...كيف يتحقّق لنا ذلك ومكوّنات "النواة" في حالة التحام قوي وتماسك شديد بفعل "قوة نووية" هي الأقوى بين قوى الطبيعة؟.
لقد بدأت "لعبة الفيزيائيين" الجديدة باللجوء إلى التفاعل المباشر مع "النواة" عبر قذفها بجسيمات دقيقة، ووجدوا أن "النيوترون" الذي لا يحمل أيّ شحنة كهربائية هو الأقدر على اقتحام حمى "النواة" دون أن تصدّه شحنتها الموجبة.
وهكذا راح الفيزيائيون يقذفون مختلف أنواع النوى بالنيوترونات، واكتشفوا أن نتائج تلك التفاعلات تكون أفضل باستخدام "نيوترونات بطيئة" ذات طاقة منخفضة، وأما الاكتشاف الأكبر والأخطر فقد كان من نصيب الفيزيائي الألماني "أوتو هان" وزميله "فريتز شتراسمان"، في عام 1939م، عندما اكتشفا أن قذف "اليورانيوم" بالنيوترونات أدّى إلى انشطار نواة "اليورانيوم" إلى نواتين جديدتين وإطلاق طاقة كانت حبيسة في "النواة الأم"، وهكذا كان هذا الاكتشاف فتحاً غير متوقّع في "الفيزياء"، فتجربة "أوتو هان" كانت بداية غير متوقعة لعالم جديد يموج بالطاقة النووية، خيرها وشرّها.
أمـا الأغرب من كلّ ذلك فهو أن تتحقّق عملية "الانشطار" بواسطة قذْف "النواة" بنيوترونات بطيئة ذات طاقة منخفضة، وهكذا انطلق "المارد النووي"، وانفلتت من العقال تلك "الطاقة النووية" الحبيسـة داخل "النواة" عبر تفاعلات مع "نيوترونات بطيئة" تتسلّل بذكاء ومهارة إلى النــــواة فتفـــلقها، وكـــأن ذلك تأكيداً للقــول الشـــائع: "يضع ســــرّه في أضعف خلقه".
التفاعل المتسلسـل من المنظـور الفيزيائـي
لقد تمكّن الفيزيائيون من تحرير "الطاقة النووية" عبر "فلق النواة" بـواسطة "النيوترونات"، ولكن انبعاث هذه الطاقة لم يكن السبب الوحيد الذي جعل من عملية "الانشطار" ظاهرة ذات أبعاد خطيرة وآفاق واسعة، فالسبب الآخر، الذي جعل لهذه الظاهرة دويها وصيتها، هو أنه عند انشطار النواة، في حالة قذفها بالنيوترونات، تنطلق منها ـ أيضاً - نيوترونات أخرى تؤدّي بدورها إلى انشطار نوى أخرى، وتحرير طاقة، وإطلاق مزيد من النيوترونات، وهكذا دواليك إلى أن ينتهي "الوقود النووي" المتمثّل في كمية "اليورانيوم" الموجودة، وتعرف هذه العملية باسم "التفاعل المتسلسل".
تلك الحقيقة تجعل من الضروري أن لا تقلّ كتلة "اليورانيوم" عن مقدار معيّن حتى يستمر "التفاعل المتسلسل"، وتتوالى الانشطارات، ويتحرّر مع كلّ انشطار قدْر من الطاقة، ويُطلق على هذه الكتلة اللازمة لاستمرار "التفاعل المتسلسل" اسم "الكتلة الحرجة".
وحريّ بنا هنا أن نتوقّف أمام مصطلح "الكتلة الحرجة" حيث نجد أنه إذا كانت كمية "اليورانيوم" مساوية للكتلة الحرجة اللازمة لاستمرار "التفاعل المتسلسل"، فإن انبعاث الطاقة يتوالى ببطء، وهو الأمر الذي يحدث في "المفاعلات النووية" التي تيسّر عملية التحكّم في التفاعل، والاستفادة من الطاقة الناتجة في التطبيقات السلمية مثل توليد الطاقة الكهربائية.
أما إذا كـانت كمـــية "اليورانيوم" أكبر من "الكتــلة الحرجــة" فــإن التفــاعل ينمو بمعدّل ســريع جدّاً مما يقـــود إلى إطـلاق طـاقة هائلـة في وقـت قصيـــر جـــدّاً مؤدّياً إلى انفجار رهيب، وهذا هو المبــــدأ الذي تعتمد عليـه صنـاعة "القنبلة الذرية".
الـتـفــاعــل الـمتـسـلـسـل...مـن الـمـنـظـور الاجـتـمــاعــي:
"التغيّر" في أنماط الحياة وأحوال المجتمعات هو من الســــنن الكونيـــة التي لا مناص عنها، وهي ضرورة لاستمرار الحياة ونموّ الكائنات، وكان "التغيّر" في الماضي يحدث بوتيرة بطيئة، وعلى فترات متباعدة، لضعف المؤثرات الفاعلة في المجتمع الواحد من ناحية، ولصعوبة التواصل والتفاعل بين المجتمعات المختـلفة من ناحية أخرى، ولذا بقيت البشرية - عبر قرون من الزمن- في مراحل متقاربة في أنماطها الاقتصادية والاجتماعية والفكرية.
أمـا بعد إطـلالة "الثورة العلمية" في بداية القــرن السـابع عشر الميـلادي، فـقد أصبحت ظاهرة "التغيّر" سـمـة ملازمــة ومتسارعة في حياة البشـر، ونتـج عن ذلك التغيّر تأثيرات عميقة في التركيبات الاجتماعية، والهياكل الاقتصادية، والتفاعلات الفكرية، وتـــوالت التراكمات العلمية والمستجدّات التقنية بمعــدّلات أكثر تسارعاً، وراحت المجتمعـــات البشرية تدفع بأشـكال مختلفة ضريبة تلك التغيّرات في الوقت الذي راحت تقــطف فيه ثمار تلك النهضة العلميـــة على مختلف الأصعدة.
الخاتمة:
إن تسارع المتغيّرات وتراكم التفاعلات يقودان إلى "تفاعل متسلسل" في المجتمعات المعاصـرة تنتج عنه نقلات نوعية عند بلوغ "المرحلة الحرجة"، ويكون هذا التفاعل أكثر تأثيراً وأشد وقعاً في المجتمعات النامية. ومن الواضح أنه إذا أفلحت المجتمعات في التحكّم في ذلك "التفاعل المتسلسل"، وضبْط إيقاعه، والسيطرة على معدّل حركته، فإنه سينساب بإيجابية في منظومة متناسقة ومتكـاملة عبر النســيج الاجتمـاعي ليطـوّر الإمكانات، ويحقّق الإنجازات، فحاله شبيه بحـال "التفاعل المتسلسل النووي" في "المفاعل النووي" الذي يولّد الطاقة بانضباط فيكـون الناتج خيـراً وعماراً وإنتاجاً.
وأما إذا انفلتت تلك التفاعلات من العقال، وراح ذلك "التفاعل المتسلسل الاجتماعي" ينمو في حماقة واضطراب، فإن الناتج هو دمار للمجتمع، ودفْع به إلى دوّامات العنف والإحباط والانفعالات الهوجائية، فيكون حاله حال "التفاعل المتسلسل النووي" الذي فقد كلّ ضابط وسيطرة، واندفع ليولّد الانفجار الماحق.
ولذا يصبح من الضروري للمجتمعات، وهي تعيش التغيّرات المتسارعة، أن تتذكّر أنها في أمسّ الحاجة إلى تنظيم تفاعلاتها، وعقلنة خططها، وصقل ممارساتها في تآلف وحميمية مع نبض العصر وطبيعة مؤثّراته لتخوض - باقتدار ونجاح - غمار التحدّيات المعاصرة
الجمعة سبتمبر 17, 2010 4:15 pm
