نواة اليورانيوم قبل الانشطار: رقصتان مختلفتان سريع

الأصل: "Large Amplitude Collective Motion and Dissipation in the Ground State and the First Isomeric Wells in the Neutron-Induced Fission of $$^{235}$$U"
arXiv:2608.08875v1 · 2026-08-09 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
لأول مرة، يتتبع العلماء سلوك نواة اليورانيوم في «حفّرتَيها» قبل الانشطار.

نواة اليورانيوم-235 التي تلتقط نيوترونًا بطيئًا لا تتناثر إلى شظايا فورًا. بل تبدو وكأنها عالقة في «حفرتين»: حالتان بشكل مختلف. الأولى، الأساسية، هي قطرة ممدودة قليلًا. والثانية، الأيزوميرية، هي قطرة مشدودة أكثر لكنها لم تتمزق بعد. الانتقال من حفرة إلى أخرى يشبه التسلق فوق تل، ثم عبور حاجز خارجي، وبعده يبدأ التمزق غير القابل للعكس.

لأول مرة، تتبع العلماء حركة النواة في كل حفرة على حدة. استخدموا طريقة حسابية كانت تُطبق سابقًا على المرحلة الأخيرة فقط — من «السرج» (النقطة التي تكون فيها النواة جاهزة للتمزق) إلى التمزق نفسه. اتضح أن الحركة في كلتا الحفرتين «لزجة» للغاية: شكل النواة لا يتغير بحرية، بل كما لو كان في شراب كثيف. لكن هناك فرق أيضًا. في الحفرة الأساسية، أي انحراف أولي في الشكل يخمد بسرعة — تأخذ النواة شكلًا منتظمًا متماثلًا على الفور تقريبًا. أما في الحفرة الأيزوميرية فالأمر مختلف: يبدأ شكل النواة بالتأرجح بسعة كبيرة، تقريبًا مثل البندول، ولا يهدأ لفترة طويلة.

هذا الاختلاف يؤثر على شكل شظايا الانشطار. إذا بقيت النواة في الحفرة الأيزوميرية، فقد «تتذكر» شكلها غير المتماثل — وتكون الشظايا بأحجام مختلفة.

اكتشاف آخر: في كلتا الحفرتين، تصدر النواة نيوترونًا باحتمال صغير. هذا يعني أنه حتى قبل التمزق، قد يفقد اليورانيوم جزءًا من كتلته. يمكن أن تؤثر هذه النيوترونات على التفاعل المتسلسل في المفاعل أو القنبلة.

سابقًا، كانت هذه المراحل المبكرة من الانشطار توصف فقط بنماذج تقريبية. الآن ظهر حساب مجهري يمكن ربطه بالصورة المعروفة للمرحلة الأخيرة. في النهاية، تتشكل قصة كاملة: من التقاط النيوترون إلى تناثر الشظايا. سيساعد هذا في التنبؤ بدقة أكبر بكمية الطاقة المنبعثة والنظائر التي ستتولد في المفاعلات.

تم اكتشاف الحفرة الأيزوميرية لليورانيوم-235 في ستينيات القرن العشرين، لكن دورها في الانشطار ظل لغزًا. الآن اتضح أنها تعمل مثل «أرجوحة» لشكل النواة.

العلماء
Albert EinsteinHans BetheLise MeitnerMargaret BurbidgeErnest RutherfordFred Hoyle
المفاهيم
التنوي تنوي الفقاعات