اكتشاف الاشعاع
يوجد الاشعاع في كل مكان في الهواء الذي نتنفسه والارض التي نمشي عليها والمساكن التي نسكنها وكذلك التربة والأمياه التي نشربها والغذاء الذي نأكله . ان 20 % من الاشعاع مصرة المصادر الطبيعية بينما 0 . 1% من الاشعاع مصرة الصناعة النووية . ان العاملين في الصناعات النووية يتعرضون لمخاطر الاشعاع وهناك بعض التعليمات الواجب تاخاذها لمواجهة هذه المخاطر ومنها الفحوصات الدورية .
لكن ما الذي حدث في عام 1895 عندما اكتشف العالم الالماني وليم رونتجن الاشعة السينية ؟
لقد كان يجري تجربة على انبوبة اشعة المهبط فاحظ وجود آثار ضوء على لوحة بها مادة " سياني الباريوم " لقد اكتشف اشعة غير مرئية تستطيع ان تخترق الاشياء المصمطة وتاثر في الاوراق الفوتوغرافية الحساسة . لقد اطلق وليم رونتجن على هذه الاشعة اسم " الاشعة السينية " وقد اوضحت صورة يد زوجته العالم التي في الكف . لقد اصبح هذا الكتشاف في غاية الاهمية في التشخيص والعلاج وكذلك في مجال الصناعة .
في العالم الثاني عام 1898 بدات العالمة مدام كوري فحص العناصر المشعة باستخدام جهاز الكتروميتر لتتعرف على قيمة التيار المنبعث منها . لقد اكتشفت مام كوري عنصر الريوم الشيد الاشعاع وبعده اكتشفت عنصر ابولونيوم . ايضا في عام 1898 بدا اعام الكبير ارنست رذرفور دراسة الاشعاع المنبعث من اليورانيوم فتعرف على جسيمات الفا الموجبة الشحنة وجسيمات بيتا السالبة الشحنة . اما العالم وبلار فقد تعرف عى اشعة جاما وهي موجات كهرومغاطيسية ليست لها شحنة كهربية . وبهذا تعرف العلماء ان العناصر المشعة ينبعث منها اشعة الفا وبيتا وجاما .
في بداية القرن العشرين لم يكن تركيب الذرة معروفا وقد كان ضروريا معرفة التركيب الذري للمادة . ان الذرة غير مصمطة فيوج باخها فراغ ويوجد بمركزها نواة موجبة الشحنة ويدور حولها الكترونات السالبة الشحنة وهي تتشابه مع المجموعة الشمسية في حركة الكواكب حول الشمس . ان الذرات متحدة مع بعضها وتكون جزيئات . اما نواة اذرة فهي تتكون من بروتونات موجبة ونيوترونات متعادلة الشحنة . ان ذرة الكربون بها نواه تحتوي على : 6 بروتون و6 نيوترون ويوج حول النواه 6 الكترون سالبة الشحنة الموجبة داخل الذرة . بعض الذرات مثل ذرة البوتاسيوم وذرة اليورانيوم ليست مستقرة هذه الذرات ينبعث منها اشاعة الفا وبيتا وجاما ويطق على هذا " النشاط الاشعاعي " .
عنما ينبعث من الذرة اشعة تتحول الى ذرة اخرى غير مستقرة فمثلا ذرة اليورانيوم 238 تتحلل الى سلسة من العناصر المشة هي :
- يورانيوم238 ← ثوريوم234 ← بروكاكتينيوم234 ←
- يورانيوم 234 ← ثوريوم 230 ← راديوم 266 ←
- رادون 222 ← بولونيوم 218 ← بزموث 214←
وهذه السلسة الاشعاعية تنتهي بالرصاص 210 ان عملية الانحلال تستمر في ثوان وفي بعض الاحيان تستمر ملايين والاف الملايين من السنين حتى تستقر نواة الذرة في اخر السلسة . ان الاشعة الصادرة من هذه الذرات عندما تصطدم ببعض الذارت يمكن ان تفصل الالكترون الخارجي وتحول الذرة الى ايون موجب الشحنة لذلك تسمى هذه الاشعة بالاشعة امؤية . ان جسيمات الفا تسير فقط عدو سنتيمترات قليلة فالهواء ويمكن ايقافها بواسطة قطعة من الورق . اما جسيمات بيتا فماها في الهواء اكبر من اشعة الفا ويمكن ايقافها بواسطة قطعة من البيرسبكس او الزجاج او الماء . اما اشعة جاما فهي موجات كهرومغناطيسية تشبه اشعة اكس وهي غير مرئية ويمكن ايقافها بواسطة قطعة من الرصاص او بمادة الخرسانة .
وانيوترونات هي جسيمات متعادلة اشحنة وها مقرة عى اختراق الذرات ان العناصر المشعة او النظائر المشعة لا ينبعث منها اشعاع بصفة دائمة ولكن لكل عنصر مشع فترة محدودة تختلف من عنصر لاخر تسمى هذه الفترة فترة عمر النصف . في فترة واحة لعمر النصف ينحد نصف عدد الذرات المادة امشعة , في فترتين لعمر انصف ينحل الربع المادة المشعة ويتبقى ربع المادة في . ثلاث فترات لعمر النصف ينحل نصف الربع المتبقي اي الثمن , وهكذا ينحل دائما نصف المادة المتبقية حتى يتم انحلال العنصر باكمله . ان العنصر المشع فترة عمر النصف وهي تتراح بين جزء من الثانية الى الاف ملايين السنين مثال :
اراديوم226 فترة عمر انصف له تساوي 1600 سنة فلو افترضنا وجود ميون نواه فبعد 1600 سنة سوف ينح نصفها ويتبقى 500 الف نواه غير منحلة .
- وبعد3200 سنة ينح 250 الف نواه زيتبقى 250 الف نواه
- وبعد 4800 سنة ستبقى 125 الف نواه غيرمنحلة .
- وبع 16000 سنة سيتبقى 976 نواه غير منحلة .
- وبعد 32000 سنة لن يتبقى شئ .
وبهذا يكون مليون نواه من الرايوم 226 تحولت بعد 32 الف سنة الى مليون ذرة رادون 22 , والان بينا يكون مليون نواه غير مستقرة من الرادون 222 بعد 6 ايام ينحل الراون تماما اى بوونيوم 218 ويصل عدده الى صفر ان هذه السلسلة الاشعاعية تنحل تريجيا حتى تنتهي عند الرصاص 206 المستقر , ان هذه السلسلة تستغرق في انحلالها 32446 سنة . معنى ذلك ان عناصر السلسلة الاشعاعية كل عنصر ينحل عدد ذراته طبقا لفترة عمر النصف وتنتهي هذه السلسلة الى عنصر الرصاص المستقر .
المراجع
learnchemistry12.com
التصانيف
المشاكل البيئية بيئة الطاقة والمخلفات النووية العلوم البحتة