في محاولة لفهم أحد أخطر آثار الانفجارات النووية، نجح علماء في ابتكار نموذج مصغّر لـ" كرة نارية نووية" داخل المختبر، بهدف دراسة كيفية تكوّن الغبار المشع الذي ينتشر بعد الحوادث والانفجارات النووية.
ويأمل الباحثون أن تسهم هذه التجارب في تطوير خطط الاستجابة للطوارئ النووية وتحسين عمليات التنظيف والتعامل مع الكوارث الإشعاعية مستقبلًا، وفقًا لموقع" interestingengineering".
كيف يتكوّن التساقط النووي؟يعمل باحثون من مختبر" لورانس ليفرمور" الأميركي على دراسة المراحل الأولى التي تعقب الانفجار النووي، حيث ترتفع درجات الحرارة إلى مستويات تتجاوز حرارة سطح الشمس، ما يؤدي إلى تبخر كل المواد القريبة تقريبًا، بما في ذلك التربة والخرسانة والمعادن والمواد العضوية.
وتتحول هذه المواد المتبخرة إلى سحابة هائلة فائقة السخونة تُعرف باسم" الكرة النارية"، وهي مزيج من الغاز والبلازما.
ومع تمدد هذه الكرة النارية وتبريدها تدريجيًا، تبدأ جزيئات دقيقة بالتكوّن، لتسقط لاحقًا على الأرض فيما يُعرف بالتساقط النووي.
لماذا يهتم العلماء بهذه الجزيئات؟يرى العلماء أن جزيئات التساقط النووي تشبه" أحافير كيميائية" مصغّرة، إذ تحمل معلومات دقيقة حول طبيعة المواد التي شاركت في الانفجار، ودرجات الحرارة التي وصلت إليها، والمدة الزمنية التي بقيت خلالها شديدة السخونة، وحتى نوع الحدث النووي نفسه.
ويساعد تحليل هذه الجزيئات في دعم علوم الطب الشرعي النووي، ما يمنح الجهات المختصة قدرة أكبر على فهم الحوادث النووية، والتخطيط للاستجابة السريعة، وتحسين مراقبة الأسلحة النووية.
ولتحقيق ذلك، طور العلماء جهازًا خاصًا يُعرف باسم" مفاعل تدفق البلازما"، يعمل كمحاكاة مصغّرة لانفجار نووي داخل المختبر.
ويتيح هذا الجهاز للباحثين تبخير خليط من عناصر مثل اليورانيوم والسيريوم والسيزيوم، ثم التحكم بدقة في سرعة تبريد البخار الناتج.
ومن خلال هذه العملية، يتمكن الفريق من مراقبة توقيت تشكّل الجزيئات، وطبيعة التفاعلات الكيميائية بينها، وتأثير سرعة التبريد على شكل وتركيب الغبار المشع.
نتائج تكشف تعقيدًا غير متوقعأظهرت الدراسة أن عملية تكوّن التساقط النووي أكثر تعقيدًا وفوضوية مما كانت تفترضه النماذج العلمية القديمة، التي اعتبرت أن العناصر المشعة تتكثف بشكل منفصل وعند درجات حرارة محددة مسبقًا.
لكن التجارب الجديدة كشفت أن العناصر تتفاعل مع بعضها كيميائيًا أثناء عملية التبريد، ما يغيّر شكل وتركيب الجزيئات الناتجة بصورة مستمرة.
ويُعد عنصر السيزيوم من أكثر العناصر التي أثارت اهتمام الباحثين، إذ تبين أنه يبقى في الحالة الغازية لفترة أطول مما كان يُعتقد سابقًا، خصوصًا عندما تكون عملية التبريد بطيئة، ما يسمح له بالاختلاط مع عناصر أخرى وتعقيد كيمياء الغبار المشع.
وقالت العالمة راكيا ضاوي، المشاركة في الدراسة، إن مدة بقاء المواد عند درجات حرارة مرتفعة تؤثر بشكل مباشر على التفاعلات الكيميائية وطريقة اندماج العناصر المتطايرة داخل الجزيئات.
وأضافت أن هذه الجزيئات" تحتفظ بسجل لكيفية تكوّنها"، ما يساعد العلماء على استبدال الافتراضات النظرية بقياسات فعلية أكثر دقة، وتحسين النماذج المستخدمة لتحليل الحطام النووي واتخاذ القرارات خلال الأزمات.
يعتقد الباحثون أن فهم آلية تكوّن التساقط النووي سيساعد مستقبلًا في تحديد نوع الجهاز النووي المستخدم في أي انفجار، وطريقة تصنيعه، والمواد الداخلة فيه.
كما يمكن أن تسهم هذه النتائج في تحسين الاستجابة للكوارث النووية الكبرى، مثل كارثة تشيرنوبيل وكارثة فوكوشيما دايتشي النووية، عبر تطوير خطط أكثر دقة للتعامل مع التلوث الإشعاعي والحد من مخاطره.
التعليقات (0)
لا توجد تعليقات حتى الآن. كن أول من يعلق!
أضف تعليقك