تعد المادة المظلمة أحد أعقد ألغاز الكون, فلماذا حصلت على هذا اللقب؟ و ما علاقتها ببداية تشكل الكون؟

ما هي المادة المظلمة؟

يطلق على المادة المظلمة “The Dark Matter” العديد من المسميات الأخرى، مثل المادة المعتمة، أو المادة السوداء. وهي مادة فرضية تم إيجادها بشكل فرضي من قبل العلماء لتفسير جزء كبير من كتلة الكون. فقد تم الإستدلال عنها وعن خصائصها عن طريق دراسة آثار الجاذبية التي تظهر على المواد و العناصر المرئية في الكون، مثل الغبار الكوني، والسُدم، و غيرها. ووفقا ً لمعطيات فريق مرصد بلانك التابع لوكالة الفضاء الأوروبية “ESA” التي ظهرت في 21 مارس عام 2013. فإن المادة المظلمة تشكل ما نسبته 26.3% من مكونات الكون. و من الأسباب التي دفعت العلماء لوضع نظرية المادة المظلمة هو تفسير الكتلة الضخمة للكون. فبالنظر إلى كتلة الأجسام و المواد القابلة للرصد في الكون نجد أن كتلتها أقل بكثير من كتلة الكون الفعلية. فتم إسناد الفرق في الكتلة إلى المادة المظلمة. حيث أنها تشكل ما نسبته 84.5% من مجمل كتلة الكون، وذلك حسبما ورد عن فريق مرصد بلانك.

وتظهر في الصورة المرفقة توهج غاز موجود بالفضاء نتيجة لتأثره بقوة جاذبية كبيرة من عدد من المجرات و العناقيد المجرّية. و لكن عند حساب قوى الجاذبية الكلية المؤثرة عليها، فإننا نجد أنها تتجاوز المجموع النظري لكل مجرة على حدا. و بالتالي أسندت الجاذبية الزائدة إلى المادة المظلمة.

وقد صرح العلماء بأن المادة المظلمة تتكون بشكل أساسي من جسيمات دون ذرية غير محددة، ويجب الإشارة بأنه لا يمكن رصد المادة المظلمة بواسطة التلسكوبات، لأن المادة المظلمة لا تمتص و لا تبعث الضوء أو أي إشعاعات كهرومغناطيسية أخرى على أي مستوى هام. [1] [2]

المادة المظلمة، وبداية الكون.

في بدايات الكون الأولى بعد الانفجار العظيم، شكلت المادة المظلمة أحد اللبنات الأساسية في خلق الكون المعروف لنا حالياً. حيث أنها ساعدت في إضاءة النجوم الأولى منذ حوالي 20-100 مليون سنة بعد الانفجار العظيم. وذلك حسبما ورد عن العالم بيتر برجمان، والعالم ألكسندر كوسينكو من مجامعة كاليفورنيا، فقد أظهرا أن المادة المظلمة تحتوي على نيوترونات عقيمة. وإن هذه النيوترونات العقيمة عندما تضمحل تسرع من عملية خلق جزيئات الهيدروجين. و هذه العملية هي التي تساعد على إضاءة النجوم. وقد اتفق العلماء على أن النيوترونات العقيمة لها كتلة وقد تم معرفة ذلك من خلال قياس ذبذبات النيوترونات. وهذا ما قاد العلماء إلى افتراض وجود النيوترونات العقيمة موجودة داخل المادة المظلمة. حيث أن تلك النيوترونات لا تتفاعل بشكل مباشر، و لكنها تتفاعل من خلال خلطها مع النيوترونات العادية. وهذا ما يفسر ضخامة الكتلة المفقودة في الكون، و هذا ما أدى إلى ظهور فرضية المادة المظلمة بالتتابع.[1]

علماء افترضوا وجود المادة المظلمة.

اعتمد الكثير من العلماء على وجود المادة المظلمة في حساباتهم بشكل أساسي. فكان أول من افترض وجود المادة المظلمة كان عالم الفلك الهولندي “جان أورت-Jan Oort”. حيث استخدمها لحساب السرعات المدارية للنجوم في مجرة درب التبانة عام 1932. و بعدها استخدمها العالم الألماني “فريتز زفيكي-Fritz Zwicky” للحصول على تفسير مقبول للكتلة المفقودة المطلوبة نظرياً للسرعات المدارية للنجوم في المجرات. وقد استخدمت نظرية المادة المظلمة أيضاً من قبل العالمة الأمريكية “فيرا روبين-Vera Rubin” لحساب سرعة دوران المجرات حول نفسها. وعلى الرغم من اعتماد العلماء بشكل كبير على المادة المظلمة في الكثير من الحسابات الفلكية إلا أنه تم إيجاد العديد من الفرضيات الأخرى لتفسير الشذوذ الكبير والغير متوقع في حركة النجوم في المجرات بناءً على حسابات الجاذبية. مثل نظرية STVG والتي قام بصياغتها العالم “جون موفات-John Moffat” عام 2014 حيث استخدمت بنجاح في حسابات دوران المجرات حول نفسها، و أيضاً لتفسير ظاهرة عدسة الجاذبية.[1] [2]

المادة المظلمة، ونظرية بيرمان وكوسينكو.

جاءت نظرية بيرمان وكوسينكو مؤيدةً لنظرية المادة المظلمة. حيث تهتم نظرية بيرمان وكوسينكو بالظواهر الفلكية الغير مفسرة و منها المادة المظلمة.

حيث ينتج عن انفجار “مستعر أعظم-Supernova” شيءٌ يسمى بالبولسرات. وهي عبارة عن نجوم نيوترونية تدور بسرعة عالية جداً تصل أحيانا إلى مئات أو حتى آلاف الكيلومترات في الثانية الواحدة. مصدر هذه السرعات يبقى مجهولاً و لكن تتبع حركة البولسرات عن طريق النيوترونات العقيمة الموجودة في المادة المظلمة.[3] [1]

أنواع المادة المظلمة.

تنقسم المادة المظلمة إلى نوعين، المادة المظلمة الباريونية، و المادة المظلمة الغير باريونية.

المادة المظلمة الباريونية تشكل جزء صغير جدا من المادة المظلمة. حيث تتكون المادة المظلمة الباريونية من الباريونات فقط. وهي جزيئات ذرية مركبة عبارة عن جزيئات لا تحتوي على ذرة ثقيلة من البروتونات أو النيترونات أو مزيج من كليهما. توجد المادة المظلمة الباريونية في الأجسام فائقة الكثافة في الفضاء مثل الثقوب السوداء، والنجوم النيوترونية ،والأقزام البيضاء.

أما المادة المظلمة الغير باريونية فإنها تشكل الجزء الأكبر من المادة المظلمة الموجودة في الفضاء. ولا توجد الكثير من المعلومات عنها.[1]

المصادر

1. Wikipedia
2. NASA
3. THE NATURE OF LIGHT DARK MATTER

منذ اكتشاف الطاقة الهائلة التي تنتج عن الانشطار النووي، تسابقت القوى العضمى في تطوير مختلف أنواع المفاعلات لاستخلاص هذه الطاقة. وتعددت المفاعلات حسب الغرض من الاستخدام وحسب إمكانات الدول، فنجد مفاعلات تستعمل اليورانيوم الطبيعي في الدول الغنية به، بينما تنحو الدول التي تفتقر إليه إلى عملية التخصيب. ويمكن تصنيف المفاعلات حسب مكوناتها ومبدإ عملها. فعلى أي أساس تُصنّف المفاعلات النووية؟ وما هي أنواع كل صنف؟

تصنيفات المفاعلات النووية

 تنقسم المفاعلات إلى عدة أنواع رغم أن مبدأ العمل يبقى نفسه، ويتحدد نوع المفاعل حسب طاقة النيوترونات داخله و حسب نوع مكوناته (المثبط والمبرد والوقود النووي)، بالإضافة إلى طريقة تركيبته.

طاقة النيوترونات

يمكن تصنيف المفاعلات النووية إلى صنفين حسب طاقة النيوترونات المستعملة في إنتاج التفاعلات النووية. ف «المفاعلات السريعة-Fast Reactors»، تستخدم نيوترونات عالية السرعة (0.1MeV< E< 1MeV) من أجل تحفيز عملية الانشطار داخل المفاعل. بينما تحتاج « المفاعلات الحرارية-Thermal Reactors» نيوترونات حرارية (طاقتها أقل من 0.1eV) لإتمام التفاعل. لهذا، نجد أن المفاعلات السريعة لا تحتاج مثبطا لإبطاء النيوترونات عكس المفاعلات الحرارية. وتُستعمل االمفاعلات الحرارية عادة في إنتاج الطاقة الكهربائية. بينما يكثر استعمال المفاعلات السريعة في إنتاج الوقود النووي [1].

المثبط

بالنسبة للمثبط، فإن الشرط الذي يقوم على قابليته لإبطاء الإلكترونات بكفاءة، يحد من المواد التي يمكن اختيارها. إذ إنها لا تتعدى ثلاث مواد: الهيدروجين والكربون والبيريليوم. ويتم استخدام الماء كمثبط باعتباره غنيا بالهيدروجين وهو الأكثر انتشارا في المفاعلات النووية. أما الكربون فيُستخدم على شكل غرافيت. وبالنسبة للبيريليوم، فإنه يكون على شكل أوكسيد البيريليوم، وقد كان شائعا في المفاعلات القديمة، لكنه تراجع بسبب سُمِّيته و تكلفته الباهضة [2].

المُبرِّد

يحدد المُبرِّد -الذي ينقل الحرارة الناتجة عن الانشطار النووي خارج قلب المفاعل- عادة نوعَ المفاعل. ويكون المُبرِّد إما سائلًا أو غازًا، وتستخدم أغلب المفاعلات الماء كمُبرِّد نظرًا لقلة كلفته، لكننا نجد أيضا الماء الثقيل وغاز ثنائي أكسيد الكربون والهليوم غيرها. وفي بعض الأحيان، يكون المبرد هو نفسه المثبط كما في الماء. لكن في حالة كان المبرد غازا، فإن كثافته لا تسمح بإبطاء الإلكترونات، لذلك نستعين في بالغرافيت كمثبط [2].

الوقود النووي

يختلف الوقود النووي في المفاعلات النووية حسب نوع النظير المستعمل وحسب درجة التخصيب التي تتراوح عادة بين 3% و 4%، ولا تتعدى العناصر الطبيعية التي يمكن استخدامها كوقود عنصري اليورانيوم والثوريوم. أما اليورانيوم، فيحتوي على نظير «انشطاري -Fissile»-أي القابل للانشطار- هو اليورانيوم-235، وآخر « خصب-fertile» –أي يمكن تحويله إلى عنصر انشطاري- هو االيورانيوم-238. ويستخدم اليورانيوم الانشطاري مباشرة كوقود نووي، بينما تمتص نواة اليورانيوم الخصب نيوترونا لتتحول إلى البلوتونيوم-239 الانشطاري. بالنسبة للثوريوم، فإنه يعتبر أيضا وقودًا خصبًا، لذلك يتم تحويله لليورانيوم-233 الانشطاري [2].

تركيبة المفاعل

يمكن تصنيف المفاعلات حسب تركيبتها إذا كانت متجانسة أو غير متجانسة. ونقصد بهذا، ما إذا كان الوقود النووي والمبرد  يمتزجان معا ليشكلا خليطا متجانسًا، أم أن الوقود منفصل عن المبرد في وحدة خاصة به. وأغلب المفاعلات اليوم هي من النوع غير المتجانس، وذلك ضمانا لعدم تسرب الوقود النووي خارج قلب المفاعل. لكننا نجد أيضا المفاعلات المتجانسة كمفاعلات الملح المصهور على سبيل المثال، وهذا النوع من المفاعلات لا يستخدم لإنتاج الطاقة الكهربائية [1][2].

أنواع المفاعلات النووية

يمكن أن نقسم المفاعلات حسب أي من التصنيفات التي ذكرناها في الفقرة السابقة. وقد درج أهل الاختصاص على تصنيفها حسب نوع المبرد. فنجد: المفاعلات المبرَّدة بالغاز، وتلك المبرَّدة بالماء الثقيل، والمفاعلات المبرَّدة بالماء العادي، والمفاعلات المبرَّدة بالغرافيت، وأخيرًا المفاعلات السريعة.

المفاعلات المبرَّدة بالغاز

 يمثل صنف المفاعلات المبردة بالغاز أقدم جيل من المفاعلات، ويستخدم هذا النوع الغرافيت كمثبط وأحد الغازات كمبرد. ونجد في هذا الصنف ثلاثة أنواع: « المفاعل ماجنوس-MagnoxReactors» ونسخته المطورة «ا المفاعل المتقدم المبرد بالغاز-Advanced Gas-Cooled Reactor»، وأخيرا « المفاعل المرتفع الحرارة المبرد بالغاز – High Temperature Gas cooled Reactor».

المفاعل ماجنوس

يعتبر المفاعل ماجنوس من أقدم تصميمات المفاعلات. وقد بُنيَت أول منشأة نووية في العالم بهذا التصميم سنة 1956 في بريطانيا، وبلغت قدرتها 60MWe. وترجع تسمية المفاعل إلى سبيكة المغنيسيوم التي تغلف وقوده النووي. يتشكل هذا الأخير من اليورنيوم الطبيعي غير المخصب ويحيط به الغرافيت كمثبط. ويتم تبريد المفاعل بغاز ثنائي أكسيد الكربون (CO₂)، حيث يقوم الغاز الساخن القادم من قلب المفاعل بتحويل الماء إلى بخار في محول حراري، ليحرك البخار عنفة (طوربين) لتوليد الكهرباء [1].

المفاعل المتقدم المبرد بالغاز

تم تطوير المفاعل المتقدم المبرد بالغاز كجيل محَسَّن من مفاعل ماجنوكس وذلك بهدف رفع مردودية المفاعل. فتم استبدال الوقود بثنائي أكسيد اليورانيوم المخصب (من 2.5% إلى 3.5%) الذي غُلِّف بالفولاذ المقاوم للصدإ بدل سبيكة المغنيسيوم. مما أدى إلى ارتفاع درجة الحرارة في قلب المفاعل إلى درجات قد تصل إلى 650°C، وبالتالي إلى زيادة الطاقة الحرارية المستخرجة من المفاعل. بالإضافة إلى هذا، فقد وُضِعت أداة جديدة للتحكم في سير الانشطار إلى جانب أعمدة التحكم، حيث أصبح من الممكن إلقاء مادة النيتروجين في المبرد من أجل إيقاف المفاعل [3][4].  

المفاعل المرتفع الحرارة المبرد بالغاز

يعتبر المفاعل المرتفع الحرارة المبرد بالغاز النسخة الأحدث من المفاعلات المبردة بالغاز. ويتميز بفاعليته التي تفوق بقية مفاعلات هذا الصنف، خصوصًا مع استبدال المثبط بغاز الهليوم الأكثر كفاءة. ويستعمل المفاعل الثوريوم واليورانيوم المخصب بالكامل كوقود نووي، حيث تم حشو كرات من الغرانيت (المثبط) بحبيبات صغيرة تحتوي الثوريوم-232 (الذي يستخدم كمنتج للوقود الانشطاري) واليورانيوم-235 [1].

مفاعلات الماء الخفيف

تمثِّل «مفاعلات الماء الخفيف-Light Water Reactor» الصنف الأكثر انتشارًا في العالم. ويشمل نوعين من المفاعلات: «مفاعلات الماء المضغوط-Pressurized Water Reactor» و«مفاعلات الماء المغلي-Boiling Water Reactor». ويستعمل كلا المفاعلان اليورانيوم المخصب (بنسبة 3.2%) كوقود نووي والماء العادي  (H₂O) كمبرد ومثبط [3].

ويختلف المفاعلان في طريقة استعمال الماء للتبريد. إذ يخضع الماء في مفاعلات الماء المضغوط  لضغط عال حتى يحافظ على حالته السائلة في ظل درجات الحرارة العالية في قلب المفاعل، ويحمل هذه الحرارة إلى مولد للبخار منفصل عنه. وهكذا، فإن القناة التي يسري فيها المبرد الرئيسي (الذي يمر بقلب المفاعل) منفصلة تمامًا عن قناة مولد البخار –والتي يتحول فيها الماء إلى بخار من أجل تحريك العنفة (انظر الشكل 1). بينما نجد أن مفاعلات الماء المغلي، لا تحتوي إلا على قناة واحدة، حيث يتحول الماء نفسه الذي يدخل قلب المفاعل إلى بخار لتحريك العنفة (انظر الشكل 2) [2].

يمكن أيضا أن نضيف إلى هذا التصنيف مفاعلات RBMK  بما أنها تُبرّد بالماء المغلي، لكنها عادة تُكوِّن صنفًا لوحدها. وقد طور الاتحاد السوفييتي هذا النوع من المفاعلات من أجل تصنيع البلوتونيوم لأغراض عسكرية قبل أن يتم تعديله لإنتاج الكهرباء. ويتكون قلب المفاعل من كتلة من الغرافيت المثبط تتخلله قضبان الوقود النووي، والتي تتكون بدورها من ثنائي أكسيد اليورانيوم المخصب. وقد تسبب هذا النوع من المفاعلات في حادثة تشيرنوبل الشهيرة  [4].

مفاعلات الماء الثقيل

تشبه مفاعلات الماء الثقيل -أو CANDU كما يطلق عليها أحيانًا- مفاعلات الماء المضغوط في طريقة العمل. وقد تم تطويرها من أجل تجنب تخصيب اليورانيوم، حيث تستعمل اليورانيوم الطبيعي كوقود. ولتعويض نسبة اليورانيوم المخصب، تستعمل هذه المفاعلات الماء الثقيل (D₂O) ذي الكفاءة العالية في إبطاء النيوترونات، وبالتالي زيادة نسبة الانشطار في الوقود. أما من حيث التصميم، فإن أعمدة الوقود النووي تجمع على شكل أفقي داخل ما يسمى ب كالاندريا calandria على عكس الأعمدة العمودية في باقي المفاعلات. ويسمح هذا التصميم بإعادة شحن المفاعل بالوقود النووي دون حاجة لإزالة الأعمدة من قلب المفاعل (انظر الشكل 3)[4].

المفاعلات السريعة

لا تزال المفاعلات السريعة في طور التخطيط والتطوير، ذاك أن كل مفاعلات هذا النوع واجهت مشاكل أثناء تشغيلها. ويُعد إنتاج الوقود النووي الهدف الرئيس لهذه المفاعلات. وقد تم الأخذ بعين الاعتبار أن تكون كمية المادة الانشطارية المنتجة أكبر من تلك المستهلكة. لهذا، فإن الوقود النووي سيكون غنيا بالبلوتونيوم الانشطاري الذي يحيط به اليورانيوم الخصب، حيث سيسهم البلوتونيوم في خلق نيوترونات يمتصها اليورانيوم الخصب ليتحول إلى البلوتونيوم بدوره. وبما أن هذه المفاعلات لا تملك مثبطا، فإن أفضل مبرد لها هو سائل الصوديوم نظرا لأنه موصل حراري ممتازقادر على منع ارتفاع درجة حرارة قلب المفاعل. ولأن الصديوم يصير مشعا عند تعرضه للنيوترونات، وجب التأكد من أنه لن يتسرب خارج المفاعل. لذلك فإن نظام التبريد فيه يتكون من دورتين منفصلتين كما في مفاعلات الماء المضغوط [1], [3], [4].

في النهاية، كانت هذه أهم أنواع المفاعلات المنتشرة في العالم. ورغم أننا تناولنا مكوناتها وطرق عملها، فلا يزال الجانب الفيزيائي يحتاج إلى مزيد من الشرح. لذلك، سنخصص المقالات القادمة لفيزياء المفاعلات النووية. 

المصادر

[1]  £An Introduction to the Concepts, Systems, and Applications of Nuclear Processes

[2] Nuclear Energy: Principles, Practices, and Prospects

[3] Nuclear Reactor Types

[4] Physique des Réacteurs Nucléaires

هناك الكثير من العلماء الذين أبدعوا في مجالاتهم وأعطوها أيما عطاء، ولكن في النهاية لم يحصلوا على جائزة نوبل ولم يحظوا حتى على أدنى درجات التقدير والعرفان، بل وطوى التاريخ صفحاتهم. ولا يسمع عن أولئك العظماء سوى المهتمين بالعلوم أو من مروا عليهم بالصدفة البحتة. واليوم، سنتحدث عن أحد أبرز الأمثلة على هذه الفئة المدحورة من العلماء؛ سنتحدث عن العالمة البريطانية جوسلين بيل بورنيل.

من هي جوسلين بيل؟

جوسلين بيل بورنيل هي عالمة فلك بريطانية وُلدت في الخامس عشر من يوليو عام 1943 في عاصمة أيرلندا الشمالية، بلفاست. كان أبواها متعلمان وأرادا لابنتهم أن تتخذ من طريق العلم سبيلًا للنجاح والتفوق، ولهذا شجعاها وحاولا إشباع فضولها بكتب كثيرة عن العلوم وبرحلات قصيرة إلى المراصد الفلكية. وعلى الرغم من حبها المبكر للعلوم وشغفها الواضح، إلا أنها تعرضت إلى إخفاق مبكر في أحد الامتحانات المطلوبة للالتحاق بسلك التعليم العالي.

لم ييأس والداها لأنهما آمنا بها، وبدون أدنى درجات الشك أرسلاها إلى إنجلترا، وبالتحديد إلى مدرسة هناك تُسمى “كويكر”، لتثبت الفتاة نفسها وقدرتها على الالتحاق بالتعليم العالي. وبالفعل، التحقت الفتاة بجامعة غلاسكو وحصلت على درجة البكالوريوس في الفيزياء عام 1965.

في نفس العام الذي تخرجت فيه جوسلين بدرجة البكالوريوس، بدأت دراساتها العليا في علم الفلك الراديوي في أحد أعرق جامعات العالم، ألا وهي جامعة كامبريدج. وتحت إشراف الدكتور أنتوني هيويش، ومارتن رايل، ساعدت جوسلين في بناء تليسكوب لا سلكي ضخم مُصمم لمراقبة النجوم الزائفة بحلول عام 1967 بعد أن عملت طويلًا على تحليل البيانات والرسومات البيانية وملاحظة النجوم الزائفة والأنماط الشاذة.

احتجاج العلماء لأنها لم تحصل على نوبل

ما وصلت إليه جوسلين نُشر في أحد أعداد مجلة نيتشر العلمية، وسلطت الصحف الضوء عليها وعلى ما وصلوا إليه باستخدام التليسكوبات وأطلقوا على الفريق اسم النجوم النابضة.

على الرغم من ذلك ظلمت جوسلين وحصل هيويش ورايل فقط على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1974. احتج الكثيرون في الوسط العلمي وطالبوا بإعطاء الجائزة لبطلة قصتنا اليوم.

حتى بدون جائزة نوبل، حازت جوسلين على احترام الجميع بسبب مساهماتها العلمية منقطعة النظير. فما وصلت إليه في مجال الفيزياء، وخصوصًا في الطيف الكهرومغناطيسي أعطاها مكانتها المرموقة في الوسط العلمي ورسخ اسمها كأحد أبرز الأكاديميين في التاريخ. وبعدما حصلت على الدكتوراه من جامعة كامبريدج، درّست علم فلك أشعة جاما أو gamma ray astronomy في جامعة ساوثهامبتون الإنجليزية. وبعد ذلك قضت حوالي 8 سنوات كأستاذة في الجامعة لندن الملكية، وهناك ركزت على فلك أشعة إكس أو x-ray astronomy.

وفي نفس الوقت، بدأت رحلتها في جامعة أخرى، وهي الجامعة المفتوحة، والتي بدأت معها كأستاذة في الفيزياء وكانت في نفس الوقت تدرس مجالين مختلفين تمامًا، وهما: الخلايا العصبية والنجوم الثنائية. ليس هذا فحسب، بل أجرت أبحاثًا أيضًا في علم الفلك باستخدام الأشعة تحت الحمراء في المرصد الملكي في إدنبرة. بعد ذلك، شغلت جوسلين منصب عميد العلوم في جامعة باث من عام 2001 وحتى 2004، وكانت أستاذة زائرة في مؤسسات مرموقة مثل جامعة برينستون وجامعة أكسفورد.

جوائز وإنجازات

عرفانًا بما قدمته من إنجازات علمية، حصلت جوسلين بيل بورنيل جوائز لا تُعد ولا تحصى. حصلت على وسام الإمبراطورية البريطانية في 1999 و2007، وجائزة أوبنهايمر عام 1978، وميدالية هيرشل من الجمعية الفلكية الملكية عام 1989، ورئيس الجمعية الملكية في إدنبرة منذ 2014، والعديد من الدرجات الفخرية والجوائز الأخرى.

وبعد مسيرة طويلة وحافلة بالعلم، أنتجت لها الـ BBC فيلمًا وثائقيًا عن حياتها عام 2007، ننصحكم بمشاهدته.

المصادر

1. Biography
2. Britannica

ما نعرفه عن عمل المفاعلات النووية، هو أنها تُنتج الطاقة الكهربائية من خلال تفاعلات نووية. لكن ما الذي يحدث بالضبط داخل المفاعل النووي؟ هذا ما نحاول كشفه في هذا المقال.

مبادئ عمل المفاعلات النووية

تقوم المفاعلات النووية على عدة مبادئ فيزيائية من أجل القيام بدورها في إنتاج الطاقة الكهربائية. فتستغل الطاقة الناتجة عن الانشطار النووي، وتتحكم بها من خلال الإبقاء على استمرار عملية الانشطار ثابتة، فلا هي تتزايد فيحدث انفجار ولا هي تخمد فيخرج المفاعل عن العمل. و من أبرز الظواهر التي تتظافر من أجل النهوض بهذه المهمة، نجد الطاقة النووية الناتجة عن التفاعل التي هي أساس العمل كله، ثم التفاعل التسلسلي وإبطاء النيوترونات والتخصيب، التي تحافظ مجتمعة على إمدادات الطاقة النووية.

الطاقة النووية

تنتج الطاقة النووية التي تستخدم في المفاعلات النووية عن ظاهرة الانشطار النووي (انقسام نواة إلى نواتين أخف منها). وتحدِّد معادلة أينشتاين الشهيرة كمية الطاقة المحررة أثناء التفاعل، حيث تكتب على الشكل التالي:

وبعبارة أخرى، تساوي الطاقة الناتجة عن التفاعل ΔE فرق كتل المتفاعلات عن النواتج Δm. وتمثل الثابتة C سرعة الضوء في الفراغ [1].

وتساوي الطاقة الناتجة عن التفاعل النووي ما يعادل 200MeV. ولتخيل هذه الكمية الهائلة من الطاقة، فإن غراما واحدًا من اليورانيوم المنشطر يعادل طُنين من الفحم الحجري [1].

التفاعل التسلسلي

يحفِّز نيوترون ظاهرة الانشطار النووي عند اصطدامه بنواة اليورانيوم، فتنشطر هذه الأخيرة محرِّرة معها بضعة نيوترونات (2 أو 3)  تدخل بدورها في انشطارات جديدة، وهذا ما يدعى ب «التفاعل التسلسلي-Chain Reaction». ومن أن أجل ألا يخرج هذا التفاعل عن السيطرة في المفاعلات النووية، يتم التحكم به من خلال إدخال مواد تمتص النيوترونات الزائدة، فلا تسمح إلا ببقاء نيوترون واحد بعد كل تفاعل.  

ولوصف حالة التفاعل التسلسلي، نستعمل «معامل التضاعف الفعال-effective multiplication factor» الذي يحدد ما إذا كان عدد النيوترونات، بين كل انشطار والذي يليه، يتزايد أو يتناقص.  ويُعَرّف بالشكل التالي:

حيث يمثل n_i عدد النيوترونات في جيل ما، وn_i+1 عددها في الجيل الذي يليه [1].

إبطاء النيوترونات

بعد انبعاثها من التفاعل النووي، تكون النيوترونات سريعة جدا (20000km/s) بحيث لا تستطيع ذرات اليورانيوم التقاطها من أجل بدء تفاعل جديد. لهذا، يتم إبطاء هذه النيوترونات حتى تصير «نيوترونات حرارية-Thermal Neutrons» (تقل سرعتها عن 2km/s)، وذلك بإخضاعها لسلسلة من التشتتات تُفقدها طاقتها الحركية. وتتجلى ظاهرة «التشتت Scattering-»  في ارتطام النيوترون بالجسيمات التي تعترض طريقها مع الانزياح عن مساره في كل اصطدام. ويصحب هذا التصادم انتقال جزء من طاقة البروتون إلى الجسيم الذي يرتطم به [2].

وتُستعمل لإنجاز مهمة الإبطاء هذه الذرات الخفيفة، لأن كل تصادم للنيوترون معها يفقده كمية مهمة من الطاقة (على عكس الذرات الثقيلة)، فيكون عدد التصادمات اللازمة لجعل النيوترون حراريًا صغيرًا. وبالتالي تقل احتمالية امتصاصه بشكل كلي من قبل أحد الجسيمات التي يتفاعل معها. وتستعمل المفاعلات النووية الهيدروجين الموجود في الماء عادة من أجل إبطاء النيوترونات رغم أنه يمتص بشكل كلي عددا لابأس به منها. وفي بعض الأحيان، يتم استبداله بالديوتيريوم الموجود في الماء الثقيل رغم كلفته الباهضة. وقد تم استعمال الغرافيت (الكربون) أيضا كمثبط للنيوترونات في بعض المفاعلات. لكن تبقى كفاءة هذا الأخير أقل بكثير من سابقيه، حيث يحتاج نيوترون بطاقة 2MeV إلى 120 تصادما مع ذرات الغرافيت ليصبح حراريًا مقابل ما يقارب 30 تصادما مع الهيدروجين أو الديوتيريوم [3].

و يتم قياس قدرة الذرات على إبطاء النيوترونات (في حالة التشتت المرن) بواسطة «معامل التباطؤ- Slowing-down Parameter» ξ، الذي يحدد نسبة الطاقة (المتوسطة) المفقودة لكل اصطدام إلى الطاقة الكلية للنيوترون. ويعتبر الهيدروجين، حسب هذا المعامل، أفضل مثبط، حيث تبلغ النسبة  فيه 100%. مما يعني أن النيوترون يفقد كل طاقته خلال تصادم واحد فقط. وللذكر فقط، فالمعامل لا يأخذ بعين الاعتبار نسبة النيوترونات التي يمتصها الهيدروجين كليًا [4].

التخصيب

من بين جميع نظائر اليورانيوم، فإن اليورانيوم-235 هو وحده القادر على الانشطار داخل المفاعلات النووية. وللأسف لا تشكل نسبته سوى 0.7% من اليورانيوم الطبيعي، بينما تشكل  نسبة اليورانيوم-238 غير القادر على الانشطار حوالي 99.3%. وهنا يأتى دور عملية التخصيب التي تقوم على رفع نسبة اليورانيوم-235 مقارنة باليورانيوم-238. ويتم حساب نسبة التخصيب بقسمة عدد ذرات اليورانيوم-235 على العدد الكلي لذرات اليورانيوم في عينة ما [2].

 وتكون نسبة التخصيب في المفاعلات عادة بين 3% و5%. وقد تتعداها إلى 20% في بعض الأحيان. أما بالنسبة للقنابل النووية فتفوق نسبته 90%.

ولا يمكن للوقود النووي أن يُفَعِّل سلسلة الانشطار النووي حتى تفوق كتلة اليورانيوم-235، في حجم معين من هذا الوقود، ما يسمى ب «الكتلة الحرجة-Critical Mass». ذاك أن باقي مكونات الوقود النووي قد تمتص كل النيوترونات التي تغدي التفاعل التسلسلي في حالة كانت كتلة اليورانيوم-235 أقل من المطلوب. وبالتالي، تمنع المفاعل عن العمل [2].

مكونات المفاعلات النووية

تقوم المفاعلات النووية بتحويل طاقة الانشطار إلى طاقة كهربائية بفضل تركيبته المعقدة والتي تسمح بخروج الطاقة دون أي تسرب للمواد المشعة. وتتضمن هذه المكونات قلب المفاعل الذي يحوي الوقود النووي، وأعمدة التحكم التي تسيطر على التفاعل التسلسلي والمحولات الحرارية التي تعمل على نقل الطاقة إلى خارج قلب المفاعل.

قلب المفاعل

يتركز الوقود النووي في قلب المفاعل النووي. ويتم جمع هذا الوقود على شكل أقراص صغيرة من ثنائي أكسيد اليورانيوم (UO₂) يتم ضغطها في أعمدة طويلة. ويتخلل هذه الأعمدة ما يسمى ب «المُبرِّد -Coolant»، وهو سائل يعمل كناقل للحرارة (عادة ما يتم استعمال الماء). بالإضافة إلى « المُثبِّط -Moderator»، الذي يقوم بإبطاء النيوترونات. ويحيط بقلب المفاعل وعاء مضغوط يحفظ المواد المشعة من التسرب خارجه [1].

أعمدة التحكم

تتحكم أعمدة التحكم (أو ذراع التحكم كمافي الشكل) في التفاعل التسلسي. ذاك أنها تحوي مواد تمتص النيوترونات الناتجة عن الانشطار النووي كالكاديوم والبورون. ويتم إدخال الأعمدة في قلب المفاعل أو رفعها حسب الطاقة المراد استخراجها. ففي حال تشغيل المفاعل، تُرفع مجموعة من الأعمدة من القلب، فيضل عدد النيوترونات يتزايد مع كل انشطار حتى تصل الطاقة إلى الحد المرغوب. ويكون المفاعل هنا في حالة «فوق حرجة-Supercritical» (k_eff >1). أما في الحال الطبيعي، فيكون المفاعل في الحالة «الحرجة-Critical» (k_eff = 1) حيث يظل عدد النيوترونات ثابتا بمرور الوقت. وفي حال أردنا إيقاف تشغيل المفاعل، نُنزل جميع الأعمدة إلى القلب. فيظل عدد النيوترونات يتناقص إلى أن ينعدم كليًا. ويصير المفاعل في حاالة  «دون حرجة-Subcritical»(k_eff <1) [1].

محولات حرارية

تقوم المحولات الحرارية بضمان تحويل الطاقة النووية إلى طاقة كهربائية. وتتضمن نظامين للتبريد: نظام التبريد الأساسي الذي يوجد داخل وعاء المفاعل النووي ونظام التبريد الثانوي، حيث يتحول السائل إلى بخار يعمل على تحريك توربين مرتبط بمولد كهربائي (انظر الشكل) [5].

داخل نظام التبريد الرئيسي، يتلامس السائل (الماء) مع الوقود النووي فترتفع درجة حرارته كثيرًا. وحتى لا يتبخر السائل يخضع نظام التبريد لضغط عال، ففي أغلب الأحيان، يكون المبرِّد هو نفسه المثبِّط، وهذا الأخير لا يستطيع إبطاء النيوترونات في الحالة الغازية. وتضمن إحدى المضخات حركة السائل داخل وعاء المفاعل [5].

بالنسبة لنظام التبريد الثانوي، فإنه يقوم باستقبال الحرارة من النظام الرئيسي، فيتحول الماء الذي يُضخ داخله إلى بخار. يقوم هذا الأخير بتحريك توربين مرتبط بمولد كهربائي، ثم يعود إلى الحالة السائلة بفضل مكثف للماء (انظر الشكل) [5].

ختامًا، فإن عمل المفاعلات النووية أعقد من أن يغطيه مقال كهذا. ففيزياء المفاعلات النووية تشكل لوحدها فرعًا من فروع الفيزياء لها علماؤها ومختبراتها. لكننا نحاول قدر الجهد تسليط الضوء على ما يحدث داخل المفاعلات النووية. وفي المقال التالي سنركز على أنواع المفاعلات النووية الموجودة في العالم وكيفية تطورها.

المصادر

[1] Physique des Réacteurs Nucléaires

[2] Principes fondamentaux des réacteurs CANDU
[3] https://www.laradioactivite.com/site/pages/Moderateurs_Neutrons.htm

[4] The Physics of Nuclear Reactors

[5] https://www.irsn.fr

تفسر الكهرباء الساكنة الخصائص الكهربية للأجسام دون مرور أي تيار كهربي خلالها. والحث الكهروستاتيكي هو واحد من الظواهر الهامة التي تفسر العديد من السلوكيات الكهربية للأجسام وكيف تتأثر بالشحنات الخارجية. ومن أشهر الظواهر الحياتية التي تفسرها تلك الظاهرة هي الصعق الكهربائي بالبرق. فما هو الحث الكهروستاتيكي؟ وكيف يفسر ذلك النوع من الصواعق الكهربية؟

حركة الشحنات الكهربية

تتكون الأجسام الكبيرة من جسيمات صغيرة لها خواص كهربية حيث تنقسم تلك الجسيمات إلى جسيمات موجبة الشحنة وجسيمات سالبة الشحنة. والجسيمات المتشابهة في الشحنة تتنافر أما المختلفة في الشحنة تتجاذب. تسمى الأجسام التي تحتوي على شحنات سالبة أكثر من الموجبة بجسم سالب الشحنة، والعكس للأجسام الموجبة الشحنة.[1]

وتتحرك الشحنات الكهربية في أي جسم حركة تساعدها للوصول إلى حالة اتزان كهروستاتيكي. والاتزان الكهروستاتيكي هو أن تترتب الشحنات ترتيب ما بحيث يكون الجسم متعادل كهربيًا. ولكن يتغير ترتيب الشحنات مع اقتراب أي مؤثر كهربي خارجي في ظاهرة تسمى الحث الكهروستاتيكي.

الحث الكهروستاتيكي

تتغير توزيعة الشحنات في الأجسام عند اقتراب جسم مشحون بشحنة ما من الجسم. فمثلًا اقترب جسم سالب الشحنة من جسم متعادل، فتترتب شحنات الجسم بحيث تكون الجسيمات الموجبة فيه في اتجاه الجسم السالب.  ومعنى أن تكون ترتيب الشحنات الموجبة أكثر من السالبة في مكان ما في الجسم يترتب على التكوين الداخلي الجسم.[1]

تسمي الجسيمات المكونة للأجسام بالذرات وتتكون الأجسام بترتيب معين لتلك الذرات. وتحتوي الذرة على نواة موجبة وإلكترون سالب الشحنة، ولكن الإلكترون له حرية الحركة داخل الجسم. فعندما يقترب جسم سالب من الجسم المتعادل فتتنافر الإلكترونات وتبقى النوى كما هي فيكون مجموع الشحنات في تلك المنطقة موجب. أما إذا اقترب من الجسم المتعادل جسم موجب تنجذب الإلكترونات تجاه ذلك الجسم وتكون شحنة تلك المنطقة سالبة.[1]

الشحن بالحث الكهروستاتيكي

يمكن استغلال الحث الكهروستاتيكي لشحن جسم متعادل كهربيًا بشحنة أما موجبة أو سالبة. فمثلًا عند اقتراب جسم سالب من جسم متعادل فالشحنات الموجبة تتجمع تجاه الجسم السالب. فإذا وصل الجسم عندها بالأرض موجبة الشحنة فستمتص الشحنات السالبة التي نفرت في اتجاه واحد من الجسم، وسيصبح عنده الجسم مشحونًا بشحنة موجبة. تظهر الفكرة أوضح في سبب الصعق بالبرق مثلًا أو تطبيقات مماثلة لنفس الفكرة.[1]

الصعق الكهربائي بالبرق

يفقد الإنسان شحنته السالبة عندما يسير على الأرض موجبة الشحنة ويتحول جسمه لجسم موجب الشحنة. أما البرق فهو عبارة عن تفريغ كهربي للجسيمات سالبة الشحنة في السحب إلى الأرض موجبة الشحنة. ولكن عندما يكون جسم ما مشحون بشحنة موجبة، ولكنه أقرب للسحب من الأرض، كالإنسان في تلك الحالة، فإن التفريغ الكهربي يكون أقرب إلى أن يحدث بين السحب وذلك الجسم.[2]

وتلك هي فكرة صنع أجسام تمتص الصواعق، حيث توجد في معظم البيوت مثل تلك الأجسام بمقاومة عالية حتى إذا ضربت صاعقة المنزل يحمي ذلك الجسم المنزل من أي ضرر. وبالتالي أولى خطوات تجنب الصواعق هي الابتعاد عن الأشجار أو الاجسام المعزولة الطويلة نسبيًا.

المصادر

[1] Fundamentals of physics / David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. —9 th ed. Section 23 (GAUSS’ LAW).

[2] The Lightning Discharge

كثيرًا ما تتردد كلمة CPU على آذاننا عند الحديث عن العالم الداخلي للحاسوب ومكوناته. ونسمع الكثيرين يوصون بأهمية الاختيار الحريص للحاسوب بناءً على نوع ال CPU. فماذا تعني تلك الكلمة؟

ما هو ال CPU؟

«وحدة المعالجة المركزية-central processing unit» أو اختصارًا ال CPU هو مركز المعالجة الرئيسي في الحاسوب. والجزء الأساسي المسؤول عن تنفيذ الأوامر البرمجية. حيث تتلقى الأوامر البرمجية وتقوم بتنفيذها وتنظيم التفاعلات بين المكونات الأخرى للحاسوب. توجد رقاقة ال CPU في قلب الحاسوب على لوحة الدائرة الرئيسية (اللوحة الأم-motherboard).
[1]

لا يقتصر وجود الCPU أو المعالج على الحاسوب فقط، ولكن أي جهاز قابل لاستقبال الأوامر البرمجية أو تشغيل برنامج فهو يحتوي على CPU. سواء كان ذلك حاسوب مكتبي أو محمول أو حتى هاتف ذكي.

يوجد المعالج في الحاسوب المكتبي والعديد من الحواسيب المحمولة منفصلًا عن ذاكرة الوصول العشوائية RAM و شريحة الرسوميات GPU.

ولكن في العديد من أجهزة الحاسوب الحديثة، وبالأخص الهاتف الذكي، توجد رقاقة ال cpu مع العديد من المكونات الأخرى في رقاقة واحدة. حيث أنه في الهاتف الذكي، يمكن للرقاقة الحاملة لل cpu معالجة وظائف أخرى مثل المكالمات الهاتفية أو ال wi-fi أو حتى خدمات تحديد المواقع GPS. تعرف تلك الرقاقة متعددة الأغراض ب SoCs (System-on-a-chip).
[2]

مما يتكون المعالج cpu؟

تُبنى وحدة المعالجة المركزية (CPU) عن طريق وضع بلايين من الترانزستورات المجهرية على شريحة كمبيوتر واحدة. تسمح له تلك الترانزستورات بإجراء الحسابات التي يحتاجها لتشغيل البرامج المخزنة على ذاكرة النظام. حيث أن تلك الترانزستورات بكل بساطة هي بوابات دقيقة يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها. وبالتالي تُنتج الآحاد أو الأصفار التي تترجم كل ما تفعله بالجهاز. سواء كان ذلك مشاهدة مقاطع الفيديو أو كتابة بريد إلكتروني.
وبعبارة أخرى، يقوم المعالج عن طريق الترانزستورات بترجمة أي سطر برمجي إلى سلسلة من الآحاد أو الأصفار يمكن التعامل معها وفهمها وتنفيذها.

أحد أكثر التطورات شيوعًا في تقنية ال cpu هو جعل تلك الترانزستورات أصغر وأصغر. وقد أدى ذلك إلى تحسين سرعة وحدة المعالجة المركزية على مدى عقود، وغالبًا ما يشار إلي ذلك التطور باسم قانون مور. [3]

كيف يعمل ال cpu؟

يقوم المعالج بشكل أساسي بتلقي التعليمات البرمجية وإجراء العمليات الحسابية ومن ثم تنفيذ تلك التعليمات.
تحتوي وحدة المعالجة المركزية على أربع وظائف: جلب التعليمات وفك تشفيرها وتنفيذها وتخزينها.

في البداية، يقوم بجلب التعليمات من ذاكرة الحاسب RAM. بعد ذلك، يقوم بفك تشفيرها أو ترجمة هذه التعليمات إلى تعليمات ثنائية (أو سلسلة من 1 و 0) حتى يتمكن الكمبيوتر من فهم التعليمات. وأخيرًا ، ينفذ هذه التعليمات ويخزن المخرجات في ذاكرته. [4]

مصطلحات هامة خاصة بال cpu

التردد أو (سرعة الساعة-clock speed)

يتم التعبير عن سرعة الساعة بالجيجا هرتز (GHz). وهي مؤشر تقريبي على عدد العمليات الحسابية التي يمكن للمعالج إجراؤها في كل ثانية. فكلما زاد الرقم، زادت العمليات الحسابية.
ولكن يجب علينا الوضع في الاعتبار سنة إصدار ال cpu أو ما يعرف بجيل المعالج. حيث أنه على سبيل المثال، المعالج الصادر عام 2008 لا يمكن اعتباره متساوٍ في الأداء مع المعالج الصادر عام 2018 بافتراض امتلاكهما نفس التردد.
حيث أن التردد المتساوي لهما لا يمكن أخذه كمعيار عند اختلاف سنة الاصدار أو الجيل.

الأنوية- cores

تتأثر أيضًا سرعة معالجة ال cpu للبيانات بعدد الأنوية التي تحتوي عليها. كل نواة هي في الأساس وحدة معالجة مركزية في حد ذاتها. ويتم كتابة العديد من البرامج بحيث يمكن أن يعمل cpu متعدد الأنوية على معالجة البيانات التي يتطلبها البرنامج في نفس الوقت. مما يزيد بشكل كبير من سرعة تشغيل هذا البرنامج.
تحتوي وحدات المعالجة المركزية الحديثة على نواتين على الأقل. والعديد منها يحتوي على أربعة أو ثمانية أو أكثر. وجود أنوية متعددة يؤدي بالتأكيد إلى زيادة في السرعة، ولكن ذلك يعتمد على نوع البرنامج الذي تقوم بتشغيله. حيث يمكن للمعالج رباعي النواة أداء بعض المهام مثل تحرير الفيديو بسرعة تبلغ ضعف سرعة الشريحة ثنائية النواة. لكن إضافة أكثر من أربعة أنوية لن يؤدي بالضرورة إلى تحسين أداء الألعاب بشكل أكبر.

المسارات أو الخيوط- threads

خيوط وحدة المعالجة المركزية هي في الأساس نسخة افتراضية من النواة. وتساعد على جعل أداء المعالج أكثر كفاءة.
وبشكل أوضح، يتم تقسيم وحدة المعالجة المركزية الكلية للجهاز إلى عدة أنوية مستقلة بذاتها تعمل كوحدة معالجة متكاملة. ويتم تقسيم النواة الواحدة إلى عدة مسارات افتراضية لتعمل بشكل متوازٍ لتحقيق أعلى سرعة للأداء.

في هذه الأيام، تحتوي المعالجات الصادرة من مختلف الشركات عادةً على خيطين أو مسارين لكل نواة.
وتمامًا مثل الأنوية، يعد وجود عدد كبير من المسارات أو الخيوط للنواة أمرًا مهمًا عندما يكون جهاز الكمبيوتر متعدد المهام أو يتعامل مع أعباء عمل ثقيلة.

مصادر:

[1] Wikipedia.
[2] Trusted Reviews.
[3] digitaltrends.
[4] hellotech.

في ظل ظروف الدخل المنخفض، فإن التفاوت في معدلات البقاء على قيد الحياة حول العالم قد تكون صارخة. وبالتالي فإن بعض الأطفال الخدج يفقدون حياتهم بسبب عدم وجود رعاية صحية فعالة بالنسبة لهم. فعلى الصعيد العالمي، الخداج هو السبب الرئيسي للوفاة بين الأطفال دون سن الخامسة، وتشير التقديرات إلى أن حوالي 15 مليون طفل يولدون مبكرًا كل عام، وأن ما يقرب من مليون طفل يموتون سنويًا بسبب مضاعفات الولادة المبكرة و يواجه العديد من الناجين إعاقة مدى الحياة، بما في ذلك صعوبات التعلم ومشاكل بصرية وسمعية.[1]

ما هي الولادة المبكرة؟

 تعرف الولادة المبكرة بأنها الولادة التي تحدث قبل الموعد المتوقع للولادة بنحو ثلاثة أسابيع أو أكثر، أو هي التي تحدث قبل بداية الأسبوع السابع والثلاثين من الحمل.

في الغالب يعاني الأطفال المبتسرين، خاصة أولئك الذين يولدون في أوقات مبكرة، من مشاكل طبية خطيرة. عادة ما تختلف مضاعفات الخداج، ولكن كلما وُلد الطفل مبكرًا، كلما زاد خطر حدوث مضاعفات.[2]

لماذا تحدث الولادة المبكرة؟

لسوء الحظ، لم يستطع الأطباء تحديد السبب الرئيس لحدوث الولادة المبكرة، لكن توجد العديد من العوامل المختلفة التى تزيد بشكل كبير من فرص حدوث الولادة المبكرة والتي منها:

1. العدوى: يمكن أن يتسبب أي نوع من أنواع الالتهابات أو العدوى الجهازية، في إنجاب الأم لطفلها مبكرًا، بما في ذلك التهابات الفم (مثل أمراض اللثة) والمهبل والرحم والكلى.
2. مشاكل عنق الرحم:  فعنق الرحم القصير أو غير الكافي  يزيدان من خطر حدوث الولادة المبكرة، خاصة إذا كانت الأم تعاني من أعراض المخاض.
3. التدخين:  فاستخدام أي نوع من أنواع التبغ يزيد من خطر الإصابة بالولادة المبكرة. فالنيكوتين الذي يدخل في صناعتها يتسبب في تقلص الأوعية الدموية في الرحم، مما قد يمنع وصول العناصر الغذائية والأكسجين إلى الجنين.
4. الإجهاد: يمكن أن يؤدي الضغط النفسي المزمن عالي المستوى إلى بدء المخاض مبكرًا.
5. الوقت القصير بين فترات الحمل: حيث أن خطر الولادة المبكرة  يكون أعلى بمعدل مرتين عن المعدل الطبيعي إذا كانت فترات الحمل أقل من ستة أشهر.
6. الحمل بتوأم أو بثلاثة توائم وأكثر: يؤدي الحمل بأكثر من جنين إلى زيادة تمدد الرحم، وبالتالي يزيد من خطر حدوث الولادة المبكرة.
7. تسمم الحمل: وهي حالة تهدد حياة الأم وتتسبب في ارتفاع ضغط الدم وحدوث نوبات، وبالتالي فالعلاج الوحيد لتسمم الحمل هو ولادة الطفل مبكرًا.
8. ضعف نمو الجنين: من الممكن تواجد العديد من الأسباب التى تجعل الطفل لا ينمو بشكل طبيعي داخل رحم أمه كمشاكل المشيمة أو الحمل في توأم أو التشوهات الجينية التى تعمل على تقييد النمو داخل الرحم، وبالتالى في بعض هذه الحالات، قد يحتاج الطفل إلى الولادة المبكرة.
9. انفصال المشيمة: في بعض حالات الحمل، تبدأ المشيمة بالانفصال عن الرحم قبل ولادة الطفل، ويسمى هذا بانفصال المشيمة المفاجئ، ويمكن أن يتسبب هذا في فقدان شديد للدم لدى الأم والطفل، وبالتالى فالولادة الطارئة للطفل تكون ضرورية جدًا للغاية.
10. العوامل الوراثية[3]

أين ومتى تحدث الولادة المبكرة؟

الولادة المبكرة مشكلة عالمية، فحوالى60٪ من الولادات المبكرة تحدث في إفريقيا وجنوب آسيا، وفي البلدان منخفضة الدخل، يولد حوالى 12٪ من الأطفال مبكرًا مقارنة بحوالي 9٪ في البلدان ذات الدخل المرتفع، وبالتالي يموت أكثر من 90٪ من الأطفال الخدج المولودين في البلدان منخفضة الدخل خلال الأيام القليلة الأولى من ولادتهم، مقارنة بنحو 10٪ في البلدان مرتفعة الدخل.[4]

المخاطر الصحية التي تسببها الولادة المبكرة على الأم

 النساء اللواتي يتعرضن للولادة المبكرة يكن أكثر عرضة للإصابة بما يلي:

1. القلق.
2. اكتئاب ما بعد الولادة.
3. اضطراب ما بعد الصدمة.
4. مشاكل الترابط مع طفلهما.

المشاكل الصحية التي يمكن أن يعاني منها الطفل الخديج

يحتاج الأطفال إلى فترة كاملة في رحم الأم لكى ينمون بشكل طبيعي ولكن مع الولادة المبكرة فمن الممكن أن يعانوا من مشاكل صحية خطيرة أبرزها مشاكل في القلب أو الدماغ أو الرئة أو الكبد.

وفيما يلي العديد من الأعراض التي تؤثر على الأطفال المبتسرين والتي منها:

1. انقطاع النفس، أو توقف مؤقت في التنفس أثناء النوم.
2. خلل التنسج القصبي الرئوي.
3. نزيف في المخ.
4. التهاب الأمعاء والقولون.
5. عدوى الدم.
6. تدفق الدم غير الطبيعي في القلب.
7. اعتلال الشبكية.

كما أن الأطفال الخدج قد يعانون من مشاكل صحية أخري في وقت لاحق من حياتهم، بما في ذلك:

1. الشلل الدماغي .
2. مشاكل السمع والبصر.
3. صعوبات التعلم.
4. ضعف النمو.[5]

كيف يمكن منع حدوث الولادة المبكرة

الحصول على الرعاية الصحية الجيدة قبل الولادة قد يقلل بشكل كبير من فرص حدوث الولادة المبكرة، كما يمكن اتباع العديد من التدابير الوقائية الهامة الأخرى والتي منها:

1. اتباع نظام غذائي صحي: يجب التأكد من تناول الكثير من الحبوب والبروتينات الخالية من الدهون والخضروات والفواكه، كما يوصى بشدة بتناول مكملات حمض الفوليك والكالسيوم.
2. شرب الكثير من الماء كل يوم.
3. الإقلاع عن التدخين أو استخدام العقاقير غير المشروعة أو الإفراط في استخدام بعض الأدوية الموصوفة، فقد تؤدي هذه الأنشطة أثناء الحمل إلى زيادة المخاطر كحدوث العيوب الخلقية أو الإجهاض.[6]

المصادر

(1),(4)who

(2)mayoclinic

(3)verywellfamily

(5)clevelandclinic

(6)healthline

image source:biomedcentral.

شهد مرصد «Siding Spring» في أستراليا في أكتوبر من عام 1986 اكتشاف كويكب «كرويثن 3753-Cruithne3753» على يد العالم «دانكن والدرن-J.Duncan Waldron»، وقد حصل العالم دانكن على شرف تسميته. أسماه “كرويثن” نسبة لاسم إحدى القبائل القديمة التي سكنت الجزر البريطانية، و ذلك بين العامين 800-500 قبل الميلاد.[1][2] ولكن ما حقيقة اعتبار كرويثن القمر الثاني لكوكب الأرض ؟

ما طبيعة كرويثن؟

يقع كويكب كرويثن ضمن حزام كويكبات آتن وهي مجموعة من الكويكبات القريبة من كوكب الأرض. وينتمي كرويثن إلى حزام الكويكبات والتي تدور كقرص نجمي بين كوكبي المريخ والمشتري. ويسمى هذا الحزام أيضا باسم حزام الكويكبات الرئيسي.

يبلغ طول قطر كويكب كرويثن حوالي 5 كيلو مترات، وبكتلة تصل إلى 130 تريليون كيلوغرام. ينضم كرويثن إلى ما يقارب 90 ألف كويكبٍ آخر مشابه له في مجموعتنا الشمسية. ويستغرق كرويثن سنة أرضية واحدة ليكمل دورة كاملة حول الشمس، ويستغرق حوالي 27.31 ساعة ليدور دورة كاملة حول نفسه. تبلغ درجة حرارة الكويكب كرويثن 273 كلفن والتي تقارب درجة صفر مئوية.

يطلق على كرويثن اسمين آخرين وهما «تي أو 1986-TO1986»، و«يو إتش 1983-UH1983». ويندرج كرويثن تحت تصنيف الكويكبات الصغيرة. ويتكون في الأساس من الصخور وبعض المعادن كما الحال في أغلب الكويكبات الأخرى.[2]

كرويثن القمر الثاني للأرض

في الماضي، ظل الغموض يلاحق كرويثن، حيث لم يتمكن العلماء وقت اكتشافه من معرفة الكثير من المعلومات عنه. وظل الوضع على حاله حتى عام 1997، حيث قام مجموعة من العلماء وهم «بول ويجرت-Paul Wiegert» و«كيم إينانين-Kim Innanen» و«سيبو ميكالو-Seppo Mecalo» بكشف بعضًا من تلك المعلومات المجهولة.

نشر الفريق ورقة بحثية في نفس العام تشرح مدار هذا الكويكب. و حينها اعتقد الجميع بأن الأرض تقع في مركز مدار هذا الكويكب أي أن الكويكب كرويثن يدور حول الأرض. عندها، شاع بين الأوساط العلمية والعامة بأن الكويكب كرويثن يمكن اعتباره القمر الثاني للأرض. وقد أيّد تلك الفرضية مجموعة من الحقائق، منها تشابه الكويكب كرويثن وكوكب الأرض بالمدة اللازمة لإكمال دورة كاملة حول الشمس وهي سنة أرضية واحدة. [1] [3]

هل كرويثن هو القمر الثاني للأرض حقًا؟

الإجابة على هذا السؤال حالياً هي لا. فبعد العديد من الدراسات والأبحاث التي أجريت على كرويثن، اكتشف العلماء بأن هذا الكويكب لا يدور حول الأرض، و إنما يفصل بين مداريهما زاوية مقدارها 19.8 درجة. لذلك، فمن المستحيل أن يحدث تصادم بين كوكب الأرض وكويكب كرويثن. وتبين أيضًا أنه عند رصد كرويثن من الأرض، يظهر مدار كرويثن على شكل حدوة حصان ويحتاج إلى 770 سنة لإكمال دورة شكلها حدوة حصان كاملة.

ومن الحقائق التي دحضت نظرية كرويثن كقمرٍ ثانٍ للأرض هي أن متوسط المسافة التي تفصل بين كوكب الأرض وكرويثن هي 12 مليون كيلومتر. في حين أن متوسط المسافة التي تفصل بين الأرض والقمر هي 380 كيلومتراً فقط.

ويعد لمعان كرويثن أضعف من لمعان كوكب بلوتو، حيث تحتاج إلى منظارٍ جيد لرؤيته على عكس القمر الفعلي لكوكب الأرض الذي نراه كل يوم في سمائنا. كل هذه الحقائق و غيرها حالت بين كرويثن 3753 وبين لقب القمر الثاني للأرض.[4]

وفي النهاية، يوجد في هذا الكون الفسيح العديد من الألغاز التي لم يتمكن العلم رغم ما وصل إليه من تطور كبيرٍ وملحوظ من إيجاد حلٍ لها.

المصادر

Signitzer.com [1]
Wikipedia.org [2]
Nature.com [3]
Springer.com [4]

عندما تنطلق الحافلة فجأةً، تتحرّك قدماك معها، لكنّ الجزء العلويّ من جسمك يميل للبقاء في موضعه الأصليّ -أي في موضعه قبل الانطلاق- ممّا يجعلك تسقط للوراء. تُعرَف هذه النزعة للاستمرار في البقاء في الوضع السابق بـ«العطالة أو القصور الذاتيّ-Inertia». إنّ ذلك الموقف الذي تواجهه في الحافلة يشبه كثيرًا ما تتعرّض له المنشآت عند حدوث الزلازل. فما هي قوى العطالة الزلزاليّة وأثر الزلازل في المنشآت؟

قوى العطالة في المنشآت

يسبّب الزلزال اهتزاز الأرض، فتتعرّض المنشآت لحركة في أساساتها. ومن القانون الأوّل لنيوتن في الحركة، يميل «سقف-Roof» المُنشأة للبقاء في موضعه الأصليّ، على الرغم من أنّ أساساته تتحرّك مع الأرض. ولكن بما أنّ الجدران والأعمدة متّصلة بالسقف، فإنّها تسحبه معها عندما تتحرّك. ونظرًا لكونها «مرنة-Flexible»، فإنّ حركة السقف تختلف عن حركة الأرض.

بالعودة إلى مثال وقوفك في الحافلة؛ عندما تنطلق الحافلة فجأةً، فإنّك تُدفَع للوراء. كما لو أنّ أحدًا طبّق قوّة على الجزء العلويّ من جسمك. وبالمِثل، عندما تتحرّك الأرض، يُدفَع المبنى للوراء، ويخضع السقف لقوّة تُسمّى قوّة العطالة.

إذا كان للسقف «الكتلة-(m) Mass» وتعرّض لـ«تسارع-(a) Acceleration»، تكون قوّة العطالة F_I المؤثّرة فيه مساوية لحاصل ضرب الكتلة في التسارع؛ وذلك وفق القانون الثاني لنيوتن في الحركة. ويكون اتّجاه تلك القوة معاكسًا لاتّجاه التسارع.

من الواضح أنّ الزيادة في الكتلة تعني زيادةً في قوّة العطالة. ولذلك، تتحمّل الأبنيةُ الأخفّ اهتزازَ الزلازل بشكل أفضل.

تأثير التشوّهات في المنشآت

تنتقل قوى العطالة المؤثّرة في السقف إلى الأرض عبر الأعمدة، ممّا يسبّب تولّد قوىً داخليّةً فيها. تخضع الأعمدة أثناء الزلزال لـ«حركة نسبيّة-Relative Movement» بين نهاياتها، وهي الانتقال u بين السقف والأرض. ولكنّها قد تُظهِر نزعةً للعودة إلى وضعها الرأسيّ المستقيم؛ أي أنّها تقاوم «التشوّهات-Deformations».

لا تحمل الأعمدة قوىً زلزاليّة أفقيّة في الوضع الرأسيّ المستقيم. ولكن عندما تُجبَر على الانحناء، فإنّها تطوّر «قوى داخليّة-Internal Forces». وتزداد هذه القوى الداخليّة بزيادة «الإزاحة-Displacement» الأفقيّة النسبيّة u بين نهايَتَي العمود. كما تزداد بزيادة صلابة العمود (أي كلما زاد حجمه). ولذلك، تسمّى هذه القوى بـ«قوى الصلابة-Stiffness Forces»، وهي تساوي حاصل ضرب صلابة العمود في الإزاحة النسبيّة بين نهايتَيه u.

الاهتزاز الأفقيّ والرأسيّ

يسبّب الزلزال اهتزازًا أرضيًا في الاتّجاهات الثلاثة (X,Y,Z) عشوائيًّا ذهابًا وإيابًا. تُصمّم كلّ المنشآت بشكلٍ أساسيّ لتحمل «حمولات الجاذبيّة-Gravity Loads». أي أنّها مُصمّمَة لتحمل قوّة مساوية للكتلة m (وتتضمّن: كتلة البناء ذاته، بالإضافة إلى كتلة الحمولات المفروضة عليه كالسكّان والأثاث وغيرها) مضروبةً في تسارع الجاذبيّة الأرضيّة g. إنّ التسارع الرأسيّ أثناء اهتزاز الأرض، إمّا أن يزيد من تسارع الجاذبيّة الأرضيّة أو يُنقِصَه. وبسبب استخدام عوامل الأمان في تصميم المنشآت لمقاومة حمولات الجاذبيّة (الحمولات الشاقوليّة)، تكون معظم المنشآت مناسِبةً لمقاومة الاهتزاز الرأسيّ. لكنّها -بشكلٍ عامّ- قد لا تكون قادرةً على تحمّل تأثيرات الاهتزازات الزلزاليّة الأفقيّة بأمان. لذلك، من الضروريّ ضمان كفاية المنشآت ضدّ التأثيرات الأفقيّة.

تدفّق قوى العطالة إلى أساسات المُنشأ

تتولّد قوى العطالة الأفقيّة في مستوى كتلة المُنشأة (تتوضّع هذه الكتلة عادةً عند مستويات أرضيّات الطوابق). تُنقَل قوى العطالة الجانبيّة بواسطة «بلاطة-Slab» الطابق إلى الجدران (إذ قد تكون الجدران مبنيّة من الخرسانة المسلّحة) أو الأعمدة، ثمّ إلى «الأساسات-Foundations»، وأخيرًا إلى «نظام التربة-Soil System» الذي يتموضع المبنى فوقه. ولذلك، يجب تصميم كلٍّ من هذه «العناصر الإنشائيّة-Structural Elements» و«الوصلات-Connections» بينها؛ بطريقة تساعد على نقل قوى العطالة عبرها بأمان.

تُعَدّ الجدران أو الأعمدة أهمّ العناصر في نقل قوى العطالة. ولكن في البناء التقليديّ، تلقى البلاطات و«الجيزان أو العوارض-Beams» اهتمامًا أكثر من الأعمدة والجدران أثناء التصميم والتشييد. هذا ما يؤدّي إلى نتائج كارثيّة عند حدوث زلزال، فالجدران عناصر رقيقة نسبيًّا، وضعيفة في مقاومة قوى العطالة الزلزاليّة الأفقيّة وفق اتّجاهها العرضيّ (أي وفق اتّجاه سماكتها). كما أنّ «الأعمدة الخرسانيّة المسلّحة-Reinforced Concrete Columns» المُصمّمَة والمبنيّة بشكلٍ سيّئ تكون خطيرةً جدًّا.

المصدر

Nicee.org: What are the Seismic Effects on Structures?

دوامة الصمت مصطلح برز في سبعينات القرن الماضي، وهو نموذج يوضح قابلية الفرد لإبداء الرأي. وما الذي يجعل العديد من الناس خائفين من إبداء رأيهم. طرحت الباحثة في العلوم السياسية إليزابيث نويل-نيومان نظريتها في نموذج التي أطلقت عليه اسم دوامة الصمت، فما هي هذه الدوامة؟

دوامة الصمت Spiral of silence

منذ أن قدمت الباحثة إليزابيث نويل نيومان نظريتها المسماة دوامة الصمت. لقيت هذه النظرية صدىً واسعًا؛ وذلك لأهميتها في شرح تكوين الرأي العام في بيئة إعلامية. تحاول هذه النظرية أن تفسر كيفية تفاعل استهلاك الجمهور للوسائط الإعلامية. ذلك بالإضافة لمحاولة شرح عملية التفاعل بين المجموعات الرئيسية، وكيف يتفاعل هذان العنصران لتشكيل الآراء في المجتمع. [1]

النموذج اللولبي أو الحلزوني Spiral model

تطرح النظرية فكرة مرادها أنه بمرور الزمن سيحدث تأثير لولبي متصاعد spiraling effect. يصبح فيه الرأي السائد أكثر وضوحًا وأهمية من آراء أقل أهمية. ساعدت هذه النظرية بشكل كبير في تفسير التفاعلات التي تتم وجهًا لوجه في وسائل الإعلام، والتي تساعد في تشكيل بنية الرأي العام. تتميز افتراضات نظرية دوامة الصمت المترسخة في علم النفس الاجتماعي، بأنها مثيرة للجدل إلى حد ما. وذلك يعود لأن افتراضات نويل نيومان تتعارض مع وجهات النظر الشائعة عن الفرد العقلاني المستقل. ولكنها من أبرز النظريات التي يتم تكرارها في العلوم الاجتماعية. [2]

كيفية تشكل دوامة الصمت

تعتمد فكرة النظرية على أنه في حالة معينة بمتلك جميع الأفراد طريقة بديهية لمعرفة الرأي العام السائد. ويتم تشكل الدوامة هذه أو تعزيزها عندما يتحدث شخص في رأي الأغلبية بثقة لدعم رأي الأغلبية. بالتالي، يبدأ الأفراد بالابتعاد عن تعبير رأيهم وذلك نتيجة للخوف من الانعزال عن باقي المجتمع، أو نتيجة الخوف من عواقب مخالفتهم للرأي العام السائد. يتم اختبار التأثير اللولبي إلى درجة أنه ينشط دوامة هبوطية حيث تتراكم باستمرار المخاوف لدى الفرد أو الأفراد أصحاب رأي الأقلية المخالف للرأي السائد، بالتالي، لا يتم التعبير عن رأي الأقلية مطلقًا. [1]

الأجزاء الأربعة الرئيسية لنظرية دوامة الصمت

سعت نويل نيومان في نظرية دوامة الصمت إلى شرح كيف يعتمد رأي الفرد على آراء الآخرين من حوله. كما وضحت التفاعل الكامن وراء كيفية كسب الاتجاهات “trends” الدعم العام والانتشار. قامت بتلخيص المبادئ الرئيسية لدوامة الصمت في أربعة افتراضات.

الافتراض الأول: الجهاز شبه الإحصائي

أول افتراض تشير فيه نويل نيومان بأن كل فرد يمتلك عضوًا أو جهازًا “شبه إحصائي” وظيفته مراقبة الرأي العام حول قضية معينة. وأوضحت أن أسهل طريقة للعثور على الرأي السائد هي عن طريق عرضه قي الأماكن العامة. يشير المعنى شبه الإحصائي أن التفاعل الاجتماعي هو جوهر هذه النظرية. البشر بشكل عام ميالون إلى تجنب الأفعال التي تجعل منهم غير محبوبين. لذلك في سعيهم إلى ضمان محبة الآخرين لهم يحاولون التمسك بالرأي العام السائد وإخفاء أو قمع آرائهم الحقيقية. [3]
يجب عرض الرأي السائد بشكل متكرر على وسائل الإعلام، ويمكن مراقبته بعدة أشكال منها التغطية الإعلامية والمراقبة البيئية أو المناقشة الشخصية للقضايا. وتجادل نويل نيومان والعديد من العلماء أن وسائل الإعلام أهم وسيلة لنشر الرأي العام. ونظرًا لأن القضية يجب أن تكون قضية أخلاقية يلعب الإعلام دورًا هامًا في نشرها كونها مثيرة للجدل وذلك من خلال جذب مشاعر الجماهير. [4]

الافتراض الثاني: الرأي العام وعملية تشكل دوامة الصمت

وفي هذا الافتراض تفحص الباحثة دور الرأي العام والتفاعل بين الآراء الشعبية في العملية المتصاعدة لتحرك الدوامة. وعرفت الرأي العام على أنه وسيلة من الشعبية؛ وهو الرأي الذي يمكن التعبير عنه دون خوف . الجدير بالذكر أن هذه النظرية تشجع الأفراد من أصحاب رأي الأقلية على التزام الصمت. بالرغم من ذلك، عند تحديد فهم القضية المطروحة بشكل صحيح، يمكن لهذه الآراء المخفية أن تبطل جزءًا من النظرية. عندما تُخفى هذه الآراء فهي تمنع تشكيل مزيج متنوع من الآراء. مثلًا إن لم يعبر الفرد عن رأي غير شعبي مدعوم بالإحصاءات قبل العملية المتصاعدة “تصاعد الدوامة”، فإن الرأي الشائع بعد عملية التصاعد لن يأخذ بعين الاعتبار الرأي غير الشائع حتى لو كان مدعمًا بإحصاءات.إن الرأي الشائع قد لا يملك حججًا قويةً، ولكنه نظرًا لشيوعه ينجذب الجمهور له. [3]
عملية التصاعد اللولبي تنظر إلى الآراء على أنها شعبية أو غير شعبية، ولا تصنفها إن كانت صحيحة أو خاطئة، وذلك يعود إلى أن القضايا تكون في مرحلة المناقشة في مرحلة ما قبل الدوامة، وحتى بعد تحديد رأي الأقلية سيبقى هناك البعض من المؤيدين لرأي الأقلية لكونها صحيحة أخلاقيًا. إن عملية التصاعد هي السمة الأساسية للنظرية ومن خلالها يتأسس الرأي السائد، وبالتالي، فإن الآراء التي تبديها الأقلية يتم دفعها لأسفل الدوامة من قبل رأي الأغلبية، وعلى مرور الزمن يتكون لدى الناس تصورًا أن هناك رأي عام سائد. آراء الأقلية سوف تبقى محبوسة في قاع الدوامة، وبمكن أن تجد لنفسها دعمًا، وبالتالي فإنها لا تختفي تمامًا. [3]

الافتراض الثالث: تهديد الانعزال

بعد انتهاء عملية تصاعد الدوامة اللولبية، يظهر رأي الأغلبية الساحق مجبرًا الناس على اتباعه. ويجد العديد من الباحثين أن إمكانية تعبير الفرد عن رأيه تزداد بزيادة الدعم الاجتماعي الذي يحصل عليه والعكس صحيح. تم تصور هذا الالتزام باتباع الرأي العام بأنه شبيه بالرقابة الاجتماعية. وإن أعرب الفرد عن رأي مخالف لرأي الأغلبية سوف يوجاه العزلة بالتأكيد، تم وصف هذه العزلة بأنها تهديد قسري يفرضه المجتمع على الأفراد. ووضح الباحثون أن تهديد العزلة هذا يأتي من من المجموعات المرجعية للفرد مثل الأصدقاء والعائلة ومجموعة الأقران. ومع تزايد استخدام الوسائط الرقمية أصبح المجتمع المعولم أكثر ارتباطًا ببعضه، وقد توحي هذه الوسائط الرقمية بانطباع بأن هناك إجماع أكثر أو أقل لقضية معينة مما هو موجود بالفعل. [3]

الافتراض الرابع: احتمالية التعبير عن الرأي

ينص الافتراض الرابع على احتمالية قيام الفرد بالتعبير عن رأيه بشكل علني، ومن المرجح أن يبقى الرأي العام هو السائد بشكل حازم. وذلك يعود لموضوع اعتياد الناس على الدفاع عن رأي معين وإدانة ما يخالفه. لذلك فإن زيادة عدد تخلق ضغطًا شديدًا للحفاظ على الوضع الراهن. بالرغم من ذلك فإن هذا لا يمنع بعض الافراد من التعبير عن آرائهم دون الاكتراث برأي المجتمع. ويتصفون هؤلاء الأفراد بقلة تأثير دوامة الصمت عليهك، وهذا لأن تفكيرهم الاستراتيجي يساعدهم على تحقيق أهدافهم بدلًا من أن يشتت اهتمامهم الرأي العام السائد. [3]

الرأي العام وعلاقته بوسائل الإعلام

إن وسائل الإعلام هي نافذة العالم لرؤية ما يحدث ومعرفة كل شيء، فمن البديهي التأثر الشديد بأي خبر يأتي من هذه الوسائل. وبمعنى آخر، إن وسائل الإعلام تصوغ طريقة تفكير المشاهدين. في إطار نظرية دوامة الصمت تشكل وسائل الإعلام أفكار المشاهدين من خلال ضخ الأفكار المختلفة. عند قيام وسائل الإعلام بدعم قضية بشكل متكرر بطريقة تراكمية ومتسقة ، فسوف تحظى هذه القضية بتأييد الجماهير، وتشكل بالتالي الرأي العام. إن الرأي العام غير محدود بمكان أو زمان إنما يعيش مع المجتمع الحالي في زمنه الراهن. ويعمل الرأي العام كآلية لتحديد الرقابة الاجتماعية، وسوف يتغير هذا الرأي العام مع تغير الزمان والمكان، كما أنه يعمل على استقرار المجتمع وتكامله لأن النزاعات سوف تحلها عملية دوامة الصمت لصالح رأي الأغلبية، وهذا ما يسمى بوظيفة التراكم للرأي العام. [1]

تأثير دوامة الصمت على وسائط التواصل الاجتماعي والوسائط الإلكترونية

تجسد وسائط التواصل الاجتماعي ثلاث خصائص وهي إنشاء ملفات عامة ضمن نظام محدود. عرض قائمة بالأشخاص الذين يتشاركون مع بعضهم بأمور معينة، ومن ثم عرض هذه الروابط واجتيازها. بشكل عام يعرف أغلبية الأشخاص من هم في قائمة أصدقائهم، وهذا له تأثير مهم في تحرك دوامة الصمت، إن كان الناس يعرفون بعضهم في الفضاء الإلكتروني. هذا يشير إلى أن تهديد الصمت أو الإسكات إنما يعود من جماعات مرجعية على عكس المجتمع ككل. بالتالي سوف تكون الجماعات المرجعية قادرة على التمييز المنطقي للأيديولوجية الفريدد للشخص وذلك لتعزيز أو معارضة رأيه. إن تأثير الإسكات قد لا يكون واضحًا في تفاعلات الأوساط الرقمية، ويمكن تخفيف تأثير دوامة الصمت في التفاعلات الإلكترونية عن طريق الترابط العالمي للإنترنت.

نقد نظرية دوامة الصمت

تحتوي هذه النظرية على عدة ثغرات أبرزها أصوات الأقليات والانترنت. فيما يخص الانترنت لا يشعر الفرد بخوفه من كون صوته من أصوات الأقليات ويمكنه التعبير عن رأيه في هذه الساحة. أما فيما يخص رأي الأقلية، يبدو أن هناك العديد من الناس الواقعين خارج تأثيرات دوامة الصمت ولن يخافوا من نشر آرائهم علنًا. [4]

إن نظرية دوامة الصمت تسلط ضوءًا مهمًا حول كيفية تشكيلنا لأفكارنا وإن كانت هذه اللأفكار هي أفكارنا حقًا أم تم خداعنا لنعتقد أنها أفكارنا. عندما نبتعد عن بيئة وسائل الإعلام والمنصات الرقمةي شديدة التحيز سوف نكون قادرين على استخلاص استنتاجاتنا الخاصة من آراء الأغلبية حولنا.

المصادر:

1- scienceabc
2- noelle-neumann.de
3- inquiriesjournal
4- masscommtheory

بالإضافة إلى المواد المشعة الطبيعية، نحتاج إلى إنتاج مواد مشعة جديدة، تتأقلم مع طبيعة الاستخدام. فالمواد المشعة المستخدمة في المجال الطبي مثلًا، يجب أن تكون آمنة للمريض، بحيث لا تبقى في جسمه لمدة طويلة. لذلك، بدأنا في اللجوء إلى تقنيات جديدة لصناعتها كالمفاعلات النووية والمسرعات. فكيف تُنتَج المواد المشعة بهذه الوسائل؟

إنتاج المواد المشعة

يتم إنتاج المواد المشعة من خلال مبدإ بسيط يقوم على تعريض نواة مستقرة إلى دفق من الإشعاعات عالية الطاقة لتحفز تفاعلًا نوويا. يؤدي هذا التفاعل إلى تحويل النواة إلى أخرى مشعة -وهو ما يسمى بالتنشيط الإشعاعي- أو إلى ظهور نويات مشعة جديدة نتيجة للانشطار النووي. وتستعمل المُسرعات التنشيط الإشعاعي من أجل إنتاج المواد المشعة. بينما تَستخدِم المفاعلات النووية لذلك الانشطار النووي (في العادة).  

المفاعلات النووية

تُنتِج المفاعلات النووية المواد المشعة كنتيجة للانشطار النووي الذي يخضع له الوقود النووي في قلبها. وتُستخدم المفاعلات النووية كوسط مهيَّئ لتحفيز الانشطار النووي. حيث يبعث مصدر مشع نيوترونا يمتصه الوقود النووي (اليورانيوم أو البلوتونيوم) فينشطر هذا الأخير إلى نويات مشعة جديدة. ينشأ عن الانشطار أيضا نيوترونات ذات طاقة عالية، تدخل بدورها في عملية انشطار جديدة [1].

يمكن أيضا أن تَنتج المواد المشعة في المفاعلات النووية عن طريق «التنشيط النيوتروني -Neutron Activation» . في هذه الحالة، تقصف حزم من النيوترونات الناتجة عن الانشطار النووي النواة الهدف من أجل تحويلها إلى مادة مشعة [1].

المسرعات

تستخدم المسرعات التنشيط الإشعاعي كمحفز لإنتاج المواد المشعة. ولكل نوع معين من المسرعات، نجد نوعًا محددًا من التنشيط. فالمسرعات الدورانية (تتسارع الجسيمات فيه باتباع مسار لولبي حيث يتسارع الجسيم كلما ابتعد عن المركز)، تُنتِج البروتونات التي تنبعث بسرعات عالية لتقصف النواة الهدف، وهو ما يطلق عليه «التنشيط البروتوني-Proton Activation». بينما تًصدر المسرعات الخطية (في هذا النوع تسلك الجسيمات أثناء تسارعها مسارًا مستقيميًا) فوتونات تصدم النواة الهدف من أجل تحفيز التفاعل النووي، ويدعى هذا ب «التنشيط الفوتوني-Photon Activation» [1].

وتختلف كمية المواد المشعة المصَنّعة حسب عدة عوامل نذكر منها: زمن القصف -أي الفترة الزمنية التي تتعرض لها النواة الهدف لحزمة الإشعاعات- وعدد النويات التي تتعرض للقصف، بالإضافة إلى احتمالية نشوء التفاعل بين الإشعاعات والنواة الهدف [2].

وتُستخدم المواد المشعة الناتجة عن التنشيط الإشعاعي أو الانشطار النووي عادة لأغراض طبية، حيث يتم حقن المريض بجرعة من هذه المواد بهدف التشخيص أو العلاج. لكن هذا لا ينفي الاستخدامات الأخرى لها (حتى إن الأمر وصل إلى استخدامها في اغتيالات سياسية) التي ستكون مدار المقالات القادمة.

المصادر

[1]  Nuclear Medicine Physics: A Handbook for Teachers and Students

[2] Handbook of Radiotherapy Physics