نیروی هسته ای قوی:این نیرو یکی از چهار نیروی اصلی طبیعت است که باعث پایداری هسته ی اتم می شود.

چون برد این نیرو بسیار کوتاه است حوزه تاثیر آن به درون هسته اتم محدود می شود.ما هرگز نمی توانیم


درک ملموس و احساس مستقیمی که از دو نیروی گرانش و الکترومغناطیس داریم همان درک و احساس را از

نیروی هسته ای قوی هم داشته باشیم.برای این که نیروی هسته ای قوی را احساس کنیم باید به اندازه ای به

مرکز هسته اتم نزدیک شویم تا به فاصله یک میلیون میلیاردم متری
() آن برسیم.محدوده تاثیر این

نیرودر این فاصله برابر است با شعاع هسته اتم و از این فاصله به بعد این نیرو هیچگونه تاثیری بر داخل اتم

یعنی مدارات و الکترون ها نمی گذارد.




















چند نکته مهم
این نیرو به این منظور قوی نامیده میشود که هم کوارک ها را کنارهم نکه میدارد تا نوگلئون ها یعنی پروتون

ها ونوترون ها ساخته شوندو هم نوگلئون ها (پروتون ها+نوترون ها) را کنار هم نکه می دارد تا هسته اتم ها

ساخته شوند.


این نیرو، قوی تر از سه نیروی بنیادی دیگر طبیعت می باشد. به طوری که () مرتبه از نیروی گرانش،

() مرتبه ازنیروی هسته ای ضعیف و 137 مرتبه از نیروی الکترومغناطیس قوی تر است.


اگر در هسته یک اتم هرچقدر تعداد نوترون های آن بیشتر از پروتون هایش باشد با همان آهنگ هسته آن

اتم را ناپایدارتر می کند.


هر چقدر که تعداد نوترون ها و تعداد پروتون های یک هسته به هم نزدیگتر باشد آن هسته پایدارتر استو نمی

گذراد هسته اتم متلاشی شود.


اگر تعداد نوترون های هسته یک اتم بیشتر از تعداد پروتون های آن باشد، آن اتم را ایزوتوپ می نامند.


اگر تعداد نوترون های هسته یک اتم زیادتر از تعداد پروتون های آن باشد پایداری هسته با تبدیل تعدادی از

نوترون های به پروتون ها تامین می شود و الکترون های تولید شده از این تبدیل چون جایی در هسته ندارند به

صورت تشعشع بتا به خارج از هسته منتشر می شوند ااز این تبدیل ذره دیگری به نام آنتی نوترینو (پاد نوترینو)

تولید می شود. این واکنش را از نوع تجزیه بتای منفی می نامند.















اگر در هسته اتم تعداد پروتون های آن زیادتر از تعداد نوترون هایش باشد بخشی از پروتون ها با تشعشع

الکترون مثبت (پوزیترون یا همان پاد الکترون) تبدیل به نوترون می شوند. و پایداری هسته اتم را تضمین می

کنند.این واکنش را از نوع تجزیه بتای مثبت می نامند. از این تبدیل ذره دیگری به نام نوترینو حاصل می شود


این نیرو در داخل هسته اتم باعث جمع شدن نوکلئون ها(پروتونها+نوترونها)درکنار هم میشود و هسته پایدار

را بوجود می آورد.


این نیرو در داخل هسته اتم عامل تبدیل پروتون ها به نوترون و نوترون ها به پروتون است.



جزئیات برهم کنش نیروی هسته ای قوی میان کوارک ها

وگلئون ها با نظریه کرومودینامیک کوانتومی()

 توصیف می شود.



اگر یک نوترون پرانرژی وارد یک هسته سنگین مانند


 اورانیوم 235 شود ، نیروی الکترومغناطیس بر نیروی


هسته ای قوی چیره خواهد شده و این عمل باعث متلاشی شدن


هسته اتم اورانیوم می گردد و با این عمل انرژی فراوانی آزاد می شود.


این پدیده را شکافت هسته ای می نامند که در ساختن بمب اتم از همین قاعده ساده استفاده می شود.



پروتون و نوترون که خود از ذراتی کوچک تر به نام کوارک ساخته شده، تحت نفوذ این نیروی قوی قرار دارد.


این نیرو مخصوص ترکیبات کوارکی است که میان کوارک ها بر قرار است. لازمه برقراری این نیرو آن است که

سه کوارک با سه رنگ مختلف در کنار هم قرار بگیرند، همانطور که لازمه برقراری نیروی الکتریکی آنست که دو

ذره باردار در کنار هم باشند. به همین دلیل است که کوارک ها به تنهایی در طبیعت یافت نمی شوند. این نیرو از

پرت شدن کوارک ها در درون پروتون و نوترون جلوگیری می کند. این نیرو توسط گلئون ها، بین کوارک ها

منتقل می شود. البته این نیرو فقط در فواصل کوتاه می کند.


                            

نیروی پر قدرت كوارك : كه نیروی رنگ نیز نامیده می شود از جدا شدن بیش از حد كواركهای داخل هسته از

یكدیگر و یا حتی از پرت شده آنها به خارج جلوگیری می كند . نیرونی پر قدرت كوارك یا نیروق قوی از طریق

ذرات مبادله كننده یا به اصطلاح گلوئون ها انتقال می یابدكه بین كواركها در پرواز هستند این نیرو مانند چسب

پیوستگی بین كواركها را تضمین میكند.



نیروی هسته ای كه پروتونها و نوترونها را در هسته اتم به هم پیوسته نگاه می دارد در واقع نیروی بنیادی

نیست بلكه نیرویی است كه از نیروی رنگ كواركها(یعنی قویترین نیرویی كه به آن اشاره می شود) به دست

 می آید. 











شکافت هسته‌ای (Nuclear Fission)فرض می شود نوترون منفردی به یک قطعه ایزوتوپ 235U نفوذ کند در

اثر برخورد به هسته اتم 235U ، اورانیوم به دو قسمت شکسته می‌شود، مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد می‌گردد.

در حدود (200Mev) اما مسئله مهمتر اینکه نتیجه شکستن هسته 235U آزاد شدن دو نوترون است که

می‌تواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را بوجود آورد.

این چهار نوترون نیز چهار هسته 235U را می‌شکند چهار هسته شکسته شده تولید هشت نوترون می‌کنند که

قادر به شکستن همین تعداد هسته اورانیوم می‌باشند، سپس شکست هسته‌ای و آزاد شدن نوترونها بصورت

زنجیروار به سرعت تکثیر و توسعه می‌یابد.

در هر دوره تعداد نوترونها دو برابر می‌شود، در یک لحظه واکنش زنجیری خود بخودی شکست هسته‌ای شروع

می‌گردد. در واکنشهای کنترل شده تعداد شکست در واحد زمان و نیز مقدار انرژی به تدریج افزایش یافته و پس

از رسیدن به مقداری دلخواه ثابت نگهداشته می‌شود.