منتديات ورد للفنون  

Go Back   منتديات ورد للفنون > منتديات عامة > منتدى الحوار العام

منتدى الحوار العام منتدى الحوار العام ,النقاش الهادف والبناء للموضوعات الانسانيه بما يتوافق مع المبدأ القائل : انت حر ما لم تضر

بحث مدرسي عن النشاط الإشعاعي

بحث مدرسي عن النشاط الإشعاعي
Reply
 
Thread Tools
Old 04-18-2010, 06:18 PM   #1
Mona Nour
شريك متألق
ward2u
 
Join Date: Feb 2010
Location: مملكة خاصة
Posts: 884
Mona Nour is on a distinguished road
Default بحث مدرسي عن النشاط الإشعاعي

ward2u

بحث مدرسي عن النشاط الإشعاعي



أعددت هذا البحث لإحدي قريباتي وها أضعه ليحقق فائدة للطلاب الراغبين في الإستفادة والله الموفق


مقدمة

تطورت الحياة على الأرض بوجود دائم للخلفية الإشعاعية وهذا ليس شيئاً جديداً اخترعه ذكاء الإنسان الإشعاع هو طاقة تتحرك خلال الفضاء وتعتبر أشعة الشمس أحد أكثر الأشكال المشهورة للإشعاع فهي تحرر الضوء والحرارة نستطيع أن نتحكم بتأثيرها علينا بوسائل متعددة مثل المظلات والمكيفات والنظارات.
والحقيقة أن الحياة على الأرض تتطلب وجود ضوء الشمس ولكننا أدركنا أن سقوط كمية كبيرة من هذه الأشعة على الأفراد ليس شيئاً جيداً وقد يكون خطيراً لذلك يجب التحكم في كمية التعرض لها تمتد الأطوال الموجية الصادرة عن الشمس من الأطوال تحت الحمراء إلى فوق بنفسجية ويوجد أنواع أخرى من الإشعاع تحمل طاقة أكبر من الأشعة فوق البنفسجية تستخدم في الطب ونتعرض لها من الفضاء والهواء والأرض تسمى الأشعة المؤينة تسبب ضرراً للمادة وبخاصة الخلايا الحية لذلك يجب التحكم في هذا التعرض.
تتعرض الكائنات الحية لمستويات مختلفة من الأشعة المؤينة الطبيعية بالإضافة إلى الصناعية التي تدخلت في شؤون حياتنا وخصوصاً النواحي الطبية سواء للفحص أو العلاج مثل أشعة X والمواد المشعة.



إكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي



اكتشفت ظاهرة النشاط الاشعاعي عام 1896 عن طريق عالم فرنسي كان مهتما بالاشعةالسينية التي كانت مكتشفة في حينه حديثا ويدعى هنري بيكوريل. وضع بيكوريال لوحافوتوغرافيا مع معدن اليورانيوم في خزانة مظلمة وترك الفلم الفوتوغرافي مدة اربعةايام, وبعد ان قام بتظهير الفلم لاحظ تكون صورة على الفلم الفوتوغرافي





استنتج منذلك ان معدن اليورانيوم قام بإطلاق اشعة غير مرئية اثرت على اللوحالفوتوغرافي.سميت ظاهرة اطلاق بعض العناصر للأشعة بظاهرة النشاط الاشعاعي.. تعرف اليوم ظاهرة النشاط الاشعاعي على انها ظاهرة الانبعاث التلقائي للدقائق اوالطاقة من انوية الذرات.وقاد اكتشاف بيكوريل الى بدايات النظرية الذريةالحديثة, والى اكتشاف عناصر جديدة. درس العالم ارنست رذرفورد طبيعة النشاط الاشعاعيللعناصر فتبين ان العناصر المشعة تعطي ثلاثة انواع من الاشعة والدقائق والتي تعرفحاليا بأول ثلاثة حروف من الأبجدية الاغريقية وهي الفا, بيتا, غاما.اليوم تعرفدقائق الفا بأنها نواة ذرة الهيليوم والمكونة من بروتونين ونيوترونين, وتعرف دقائقبيتا على انها الكترونات ذات طاقة عالية, وتعرف اشعة جاما بأنها اشعةكهرومغناطيسية.وبمقارنة الشحنة نلاحظ ان دقائق الفا موجبة الشحنة بينما دقائقبيتا سالبة الشحنة, بينما اشعة جاما شحنتها تساوي الصفر.عند وضع مادة مشعة فيمجال كهربائي, تنحرف دقائق الفا ناحية القطب السالب للمجال دلالة على كونها موجبةالشحنة, وتنحرف دقائق بيتا ناحية القطب الموجب دلالة على كونها سالبة الشحنة, بينمالا تعاني اشعة غاما من اي انحراف لأنها امواج كهرومغناطيسية فهي تسلك سلوكالضوء.
قامت مدام ماري كوري على ضوء اكتشاف ظاهرة النشاط الاشعاعي بالبحث عنمزيد من العناصر المشعة.وعلى ضوء ذلك اكتشفت عنصرين جديدين هما البلوتونيوموالراديوم, ومنذ ذلك الوقت تم اكتشاف عدد اكبر منها, وفي الحقيقة فان كل نظائرالعناصر التي يزيد عددها الذري على 83 هي نظائر مشعة.
وان عملية الاشعاع النوويخاصة اشعاعي الفا وبيتا ويرافقهما تحول لنوع العنصر وان جميع العناصر المشعة تقعبين العددين الذريين 83 و92 وتنحل هذه العناصر تلقائيا وبدون اية مثيرات خارجية, وذلك نتيجة لنقص الاستقرار الداخلي للنواة.وعادة ما يكون انحلال هذه الانوية, بجسيمات الفا او بيتا, الى نواة اخرى غير مستقرة, ويكون الناتج هو سلسلة من الأنويةالمشعة والتي تنتهي بنواة مستقرة, وقد جمعت هذه العناصر في ثلاث سلاسل وهذه السلاسلتشمل انبعاث الفا وبيتا, وتلك السلاسل هي سلسلة الثور يوم 232 وسلسلة اليورانيم - 238 وسلسلة اخرى لليوارنيم - 235, ويوجد على رأس كل سلسلة نظير طويل العمر في حينتنتهي كل منها بنظير مستقر للرصاص, فسلسلة اليورانيم - 238 على سبيل المثال, الناتجالنهائي للانحلال هو ذرة الرصاص المستقر.ونجد في بعض المواد المشعة انها تقومبانحلالات متلاحقة فمثلا اذا كان لدينا نظير معين فانه يتحول الى نظير آخر ثم يتحللالأخير الى اخر.. وهكذا حتى تتوقف السلسلة عند عنصر مستقر.




فإذا اخذنا نظيرالراديوم - 226 - نجد انه يتحلل الى الرادون - 224 الذي يتحلل بدوره الى البولونيوم - 218 الذي يتحلل الى الاستاتين - 218 وهكذا تستمر السلسلة حتى تتوقف عند عنصرالرصاص المستقر اما من حيث تطبيقات النظائر المشعة, فقد اتسع نطاقاستعمال النظائر المشعة في العديد من مجالات الحياة الطبية والزراعية والصناعية, ويمكن ايجاز بعض هذه الاستعمالات:
فقد استخدمت النظائر في علاج السرطان حيثتخترق اشعة جاما الأنسجة وتقتل الخلايا الحية, ولذلك يسلط على الاورام السرطانيةشعاع عالي التركيز من مصدر للكوبالت - 60 والذي يعمل على قتل الخلايا السرطانية فيالورم, وقد استخدم نظير الفسفور المشع في علاج سرطان الدم, وذلك بإعطاء المريضجرعات خاصة تحتوي على نظير الفسفور المشع, حيث يحد من انتاج كرات الدم الحمراء. امامن حيث المجال الزراعي فقد تمكن العلماء الايطاليون من انضاج القمح في مدة لاتتجاوز 64 يوما, بينما هو في الحالة الطبعيية ينضج في 7 اشهر, وقد استخدم اشعاعالكوبالت في تغيير لون البلاستيدات الملونة, وذلك بتعريض النبات لفترات مختلفةللاشعاع, مما يتيح وجود ازهار بألوان مختلفة على النبات نفسه, وقد استخدم اشعاعالكوبالت المسلط على طعام الماشية لزيادة السمنة فيها وزيادة ادرارهااللبن.



ظاهرة اطلاق بعض العناصر للأشعة بظاهرة النشاط الاشعاعي



تعرف اليومظاهرة النشاط الشعاعي على أنها ظاهرة الانبعاث التلقائي للدقائق أو الطاقة من أنويةالذرات .
وقاد اكتشاف بيكوريل الى بدايات النظرية الذرية الحديثة ، والى اكتشافعناصر جديدة .
درس العالم ارنست رذرفورد Ernest Rutherford طبيعة النشاطالاشعاعي للعناصر فتبين أن العناصر المشعة تعطي ثلاثة أنواع من الأشعة والدقائقوالتي تعرف حاليا ً بأول ثلاثة حروف من الأبجدية الاغريقية وهي الفا ( α ) ، بيتا (β ) ، غاما ( γ )

اليوم تعرف دقائق الفا بأنها نواة ذرة الهيليوم والمكونة منبروتونين ونيوترونين ، وتعرف دقائق بيتا على أنها الكترونات ذات طاقة عالية ، وتعرفأشعة غاما بأنها أشعة كهرمغناطيسية

النشاط الإشعاعي الطبيعي : The Natural Radioactivity

إن الإلكتروناتالمدارية للذرة ، تستطيع أن تمتص طاقة وإن تغير من مستواها ، وفي بعض الأحيان قدتكون الطاقة الممتصة كبيرة لدرجة تسمح للإلكترون بعمل ( قفزة نهائية) وبأن يتخلص منجاذبية النواة . والنتيجة هي تولد الأيون ( أي ذرة ينقصها إلكترون ) . ونستطيعالقول بأنه في هذه الظروف الاستثنائية ، تفقد الذرة كل إلكتروناتها أو معظمها - وتبقى عبارة عن نواة معزولة . ولذلك فإن الذرات ، ليست غير قابلة للانقسام بعكسالاعتقاد الذي ظل سائداً لفترة طويلة مهما يكن من أمر فإن التأين ليس مجرد ظاهرةعرضية . فكل ذرة متأينة متصلة بالمادة ، لن تلبث أن تستعيد إلكتروناتها وتقومبامتصاصها من الوسط المحيط بها فتعود إلى تكوينها الأصلي . ولتقسيم ذرة بصفة نهائيةيحتاج الأمر لأجراء إضافي : ذلك هو تفتيت نواتها . ذلك ما يمكن أن نتوقعه بالنظرإلى تعقد تكوين النوى . وليس فقط يمكن تفتيت النوى ولكن بعضها يتفتت تلقائياًوتنبعث منها إشعاعات ثم تتحول بعد ذلك إلى نوى مختلفة .



أنواع الأشعة المنبعثة من المواد المشعة طبيعياً

قام رذر فورد بدراسة خواص الإشعاعات المنبعثة من العناصر المشعة وذلك بوضعمصدر الراديوم ( مادة مشعة ) داخل حافظة من الرصاص ذات ثقب اسطواني صغير القطريمكننا من الحصول على حزمة ضيقة من الإشعاعات وذلك باستخدام مجال مغناطيسي قوىكمحلل .

فلاحظ أن الحزمة بعد اختراقها لمجال تنقسم إلى ثلاثة أقسام :

1- تنحرف أحدها في الاتجاه العمودي على المجال المغناطيسي ، ويدل اتجاهانحرافها على أنها مكونة من جسيمات مشحونة بشحنة موجبة . كما يدل مقدار الانحرافعلى ثقل هذه الجسيمات وباستعمال مجال مغناطيسي قوي ومجال كهربي قوي تمكن رذر فوردمن إثبات أن هذه الجسيمات التي سميت جسيمات الفا مشحونة بشحنة موجبة تساوي ضعف شحنةالإلكترون . وهي عبارة عن نواة ذرة الهيليوم وكذلك اثبت رذر فورد أن جسيمات ألفاأقل أنوع الإشعاعات نفاذاً في الأجسام وتنطلق بسرعة تتراوح ما بين
10/1 إلى 100/1 من سرعة الأمواج الكهرومغناطيسية . ولها قدرة على تأيين الغازات .

2- أشعة بيتا وهي تنحرف كذلك في الاتجاه العمودي على المجال المغناطيسي ويدل اتجاهانحرافها على أنها مكونة من جسيمات مشحونة بشحنة سالبة ، كما يدل مقدار الانحرافعلى أنها جسيمات خفيفة سالبة الشحنة وهي أكثر نفاذاً في الأجسام من جسيمات ألفا . وهي في الواقع إلكترونات ذات سرعات فائقة تصل في بعض الأحيان إلى ما يقارب من .998من سرعة الضوء ، كما أن لها قدرة على تأيين الغازات ولكن بدرجة أقل من جسيمات ألفا .


3- أشعة جاما :- وتتميز أشعة جاما بميزات الأشعة السينية فهي ذاتطبعة موجيه وليس لها وزن أو شحنة ، وطول موجتها صغير جداً يتراوح بين . 10-8 إلى 10-10 وهي شديدة النفاذية إذا ما قورنت بغيرها من الإشعاعات الطبيعية أو حتى الأشعةالسينية

ولأشعة جاما القدرة على تأيين الغازات ولكن بدرجة أقل من تأيينجسيمات ألفا أو بيتا . ويمكن القول أن ذلك مرجعة إلى قوة نفاذيتها التي تفوق كل منأشعة بيتا وألفا حيث تتناسب قوة النفاذية للإشعاعات الثلاثة عكسياً مع قوة تأينها .

المصادر الطبيعية للإشعاع الذري

الإشعاعالذري موجود قبل خلق الأرض بزمن طويل . وله ثلاث مصادر رئيسية على الأرض هي





الأشعة الكونية :-
Cosmic rays

المصدرالرئيسي لهذه الأشعة ناتج عن الحوادث النجمية في الفضاء الكوني البعيد ومنها مايصدر عن الشمس خاصة خلال التوهجات الشمسية التي تحدث مرة أو مرتين كل 11سنة ، مولدةجرعة إشعاعية كبيرة إلى الغلاف الغازي للأرض . وتتكون هذه الأشعة الكونية من 87% منالبروتونات و 11 من جسيمات ألفا ، وحوالي 1% من النوى ذات العدد الذري ما بين 4 و 26 وحوالي 1% من الإلكترونات ذات طاقة عالية جداً وهذا ما تمتاز به الأشعة الكونية، لذلك فإن لها قدرة كبيرة على الاختراق . كما أنها تتفاعل مع نوى ذرات الغلافالجوي مولدة بذلك إلكترونات سريعة وأشعة جاما ونيوترونات وميزونات .ولا يستطيع أحدتجنب الأشعة الكونية ولكن شدتها على سطح الأرض تتباين من مكان لأخر .

تصل إلى الأرض كمية من الإشعاع المؤين قادمة من الفضاء الخارجي ومن الشمس، وتحتوي هذه الأشعة على كميات مختلفة من الإشعاعات المؤينة التي منها النيوترونات، البروتونات وجسيمات‑الفا ونسبة قليلة من الأنوية الخفيفة مثل الكربون والأكسجين وكذلك الفوتونات والإلكترونات. وعند مرور هذه الإشعاعات المؤينة عبر الغلاف الجوي المغلف للأرض فإنها تتفاعل مع مكوناته فتتغير محتوياتها وتضعف كمياتها إلى أن تصل إلى الأرض بكميات ضئيلة جداً ليس منها ضرر على الإنسان أو بيئته ولهذا يُعتبر الغلاف الجوي واقياً من هذه الإشعاعات. وتـتغير الجرعة الإشعاعية التي يتعرض لها الإنسان من هذا المصدر من الإشعاع بتغير موقعه على الكرة الأرضية. فالأشعة الكونية تقل عند خط الاستواء وتزداد باتجاه القطبين وعند الارتفاعات العالية من سطح البحر.
فعندما تخترق الأشعة الكونية الغلاف الجوي تتفاعل النيوترونات الكونية مع غاز النيتروجين- 14طبقاً للمعادلة:



وبهذا ينتشر الكربون-14 المشع المتكون في الغلاف الجوي حتى يصل إلى سطح الأرض بفعل الأمطار فيدخل في تركيب المواد الحية الموجودة على سطح الأرض

النشاط الإشعاعي الطبيعي في القشرة الأرضية :-

Natura radioactivity in The earth Sheff :-

إن من أهم العناصرالمشعة في صخور القشرة الأرضية هي ( البوتاسيوم 4-0- ) و(الروبيدوم 87- ) وسلسلتاالعناصر المشعة المتولدة من تحلل ( اليورانيوم -238 ) و(الثوريوم -232 ) . وهناك مايقارب الأربعين من النظائر المشعة . وأعمار النصف للعناصر المشعة الأساسية في صخورالقشرة الأرضية طويلة جداً ، لهذا بقيت في الأرض إلى الآن منذ خلقها ، فعمر النصف ( للبوتاسيوم -40 ) يزيد على ألف مليون سنة وعمر النصف ( الروبيدوم -87) يزيد علىأربعين ألف مليون سنة وهذه النظائر المشعة تبعث أنواعاً مختلفة من الإشعاع الذريكجسيمات بيتا وألفا وأشعة جاما .

ومستوى النشاط الإشعاعي الطبيعي في القشرةالأرضية متقارب جداً في معظم الأماكن ، حيث لا يوجد اختلاف يذكر عن مكان وآخر بصفةعامة . إلا أن هناك أماكن على الأرض يزداد فيها الإشعاع الطبيعي بشكل كبير نتيجةوجود تركيزات عالية من العناصر المشعة طبيعياً في صخور القشرة الأرضية .


المواد المشعة‑طبيعياً والموجودة في القشرة الأرضية منتشرة على مدى واسع منها. فقد وُجِدَ أن الأنوية المشعة طبيعياً تـتمركز في نوع من الصخور مثل صخور الجرانيت. أما الأحجار الجيرية والرملية فهي قليلة الإشعاع ولكن بعض أنواع من الطـَّـفل تكون مشعة بكثافة عالية.
وقد وُجِد أنَّ اليورانيوم- و الثوريوم- من أوسع العناصر المشعة‑طبيعياً انتشارا في القشرة الأرضية. وعمر النصف لهذه العناصر يُقدر بملايين السنين وعند الاضمحلال فإنها تـُنتج مواداً مشعة أصغر عمراً منها. ومما يزيد الأمر سوءاً أنَّ هذه المواد الصخرية والرملية لا يمكن الاستغناء عنها خصوصاً في البناء.
وتختلف المواد المشعة الموجودة في الطبيعة باختلاف المكان وارتفاعه عن سطح البحر وطبيعة التربة ونوع المسكن.

النشاط الطبيعي داخل جسم الإنسان :-

يشع جسم الإنسانمن الداخل عن طريق كل من الهواء الذي يتنفسه والغذاء والماء الذي يصل إلى جوفه ،فالهواء هو المصدر الرئيسي للجرعة الإشعاعية الطبيعية التي تصل إلى داخل جسمالإنسان ومصدرها الأساسي غاز الرادون الموجود في جو الأرض والمتولد عن التحللالتلقائي لنظير « اليورانيوم -238 » الموجود طبيعياً في صخور قشرةالأرض.

وكذلك فإن كلا من الغذاء الذي يتناوله الإنسان والماء الرئيسي لتلكالمواد المشعة في النبات هو التربة التي تمتص منها النباتات تلك المواد مع غيرها منالمواد الطبيعية فتدخل في بنائها . كما أن بعض الغبار الذي يتساقط على النبات يحويآثاراً من تلك المواد المشعة ، وتصل المواد المشعة إلى داخل جسم الإنسان عن طريقتناوله النباتات أو لحوم الحيوانات التي تتغذي على النباتات وتدخل المواد المشعةأيضاً مع الماء الذي نشربه حيث تحتوى المياه على آثار قليلة جداً منها .

لذلك تكون أجسامنا مشعة قليلاً من الداخل نظراً لوجود بعض العناصر المشعةفيها مثل البوتاسيوم - 40 ) و الكربون 14, وتسلك المواد المشعة - عادة - طرقاً معقدة قبل دخولها جسم الإنسان
يحتوي جسم الإنسان على كميات ضئيلة من العناصر المشعة مثل الكربون- والبوتاسيوم- إضافة إلى ذلك فقد يتواجد كلاً من غَازَيْ الراديوم والثوريوم المشعين في جسم الإنسان (الناتجين عن تفكك أو اضمحلال الراديوم والثوريوم الموجودين في التربة طبيعياً) وذلك عن طريق الجهاز التنفسي. وكذلك يمكن دخول بعض المواد المشعة إلى جسم الإنسان عن طريق الغذاء الذي قد يكون حاوياً على كمية ضئيلة من المواد المشعة.




الانحلال الاشعاعي


Radioctive Decay

نظرية الانحلال الإشعاعي :-

تقدم رذر فوردوسودي سنة 1905 بنظرية الانحلال لتفسير ظاهرة النشاط الإشعاعي الطبيعي . وتقضيالنظرية بأن ذرات العناصر المشعة تنحل نتيجة لما ينبعث منها من جسيمات الفا أو بيتاالتي هي في حد ذاتها جسيمات مادية ، أي أن جزءاً محدد من نواة الذرة ينطلق بسرعةفائقة تارك وراءه ذرات عنصر جديد يختلف تماماً في خواصه الطبيعية والكيميائية عنالعنصر الأصلي . ويكون العنصر الجديد أو المولود مشعاً أيضاً فتنطلق من نوى ذراتهجسيمات مادية ينتج عن انطلاقها أن تتحول ذرات هذا العنصر الجديد إلى ذرات عنصر ثالثجديد وهكذا نتابع عملية التحول من عنصر مشع إلى عنصر آخر مشع حتى ينتهي الانحلالعند عنصر مستقر وجدير بالذكر أنه فيما عدا حالات نادرة جداً فإن نوى عنصر معين تنحلبانبعاث نوع واحد من الجسيمات ، أما جسيمات الفا أو جسيمات ( بيتا ) فلا تنبعثالجسيمات من نواة واحدة ، ومعنى هذا أن النواة التي يحدث انحلالها بجسيمات الفا لاينبعث منها جسيمات بيتا ، ألا أن انبعاث جسيمات الفا أو جسيمات بيتا قد يكونمصحوباً بانبعاث أشعة جاما .

وتسمى العناصر الناتجة من عملية التحولالمتتابع بالمتسلسلة الإشعاعية ويتوقف الوزن الذري للعنصر الوليد بعد أي تحول علىنوع الأشعة المنطلقة في عملية التحول فعندما ينطلق جسيم الفا ( وزنه a ) من ذرةالراديوم ( وزنها الذري 226 ) تتكون ذرة عنصر جديد وزنه الذري 222 ، ويعرف هذاالعنصر الجديد بالرادون وهو ذو نشاط إشعاعي وتنطلق منه جسيمات الفا تتحول ذرته إلىعنصر آخر هو الراديوم ( وزنه الذري218 ).
وحدة قياس النشاطية الاشعاعية

تقاس النشاطية الاشعاعية بوحدة بكرل. البكرل هو عدد الاشعاعات التي تصدرها العينة المشعة في الثانية ما معنى أن النشاطية الاشعاعية لعينة واحد بكريل ؟ المعنى : نشاطية العينة تصدر اشعاعا واحدا في الثانية. هل هناك وحدات أخرى لقياس النشاطية الاشعاعية ؟ نعم توجد وحدة انحلال / ثانية ووحدة الكوري Ci وفي بعض المراجع Cu وأيضا توجد وحدة ثالثة هي الرذرفورد Rd وهو نشاط يناظر مليون انحلال / ثانية
الكوري هو نشاط عينة تنحل فيها في الثانية الواحدة 3.7x1010 من الأنوية المشعة.

الاستخدامات

في مجال الطب كما في النشاط الإشعاعي الطبيعي ، ولكن هنا نحدد نوع العنصر الذي نريده واستخدامه ووقت الحاجة له .



ما الفرق بين الانحلال الاشعاعي والتحولالكيميائي ؟

يختلف الانحلال الاشعاعي عن التحول الكيميائي في:
1- الانحلالالاشعاعي عملية تلقائية مستمرة
2- يعتمد على العنصر المشع ولا يرتبط بالمركبالكيميائي
3- لا يتوقف على الظروف الفيزيائية ( الضغط ، درجة الحرارة )
4 -تنطلق منه طاقة هائلةوحدة قياس النشاطية الاشعاعية تقاس النشاطية الاشعاعيةبوحدة البكريل البكريل هو عدد الاشعاعات التي تصدرها العينة المشعة في الثانية مامعنى أن النشاطية الاشعاعية لعينة واحد بكريل المعنى : نشاطية العينة تصدر اشعاعاواحدا في الثانية هل هناك وحدات أخرى لقياس النشاطية الاشعاعية ؟ نعم توجد وحدةانحلال / ثانية ووحدة الكوري Ci وفي بعض المراجع Cu وأيضا توجد وحدة ثالثة هيالرذرفورد Rd وهو نشاط يناظر مليون انحلال / ثانية عرف الكوري ؟ الكوري هو نشاطعينة تنحل فيها في الثانية الواحدة 3.7x1010 من الانوية المشعةعمر النصف Half - Life عمر النصف هو الزمن الذي يحتاجه العنصر المشع لكي ينحل نصف عدد ذراته ما معنىأن عمر النصف لليورانيوم 238 ( 4.49x109 yr ) المعنى أنه لكي ينحل نصف عدد ذراتاليورانيوم يلزم 4.4x109سنة


النواة غير المستقرة والتحلل الإشعاعي:

تعتبر الأنوية ذات أغلبية مستقرة حيث تبقى كما هي إلى ما لا نهاية في حين أن بعضها غير مستقرة (مشعة) بسبب وجود طاقة داخلية زائدة. تقوم النواة بعمل تغيرات تلقائية (التحلل الإشعاعي) حتى تصبح نواة مستقرة.
ذرات المادة المشعة تنحل بطريقة عشوائية ولكن بمعدل زمني ثابت ، فترة نصف العمر هو الوقت اللازم لكي تنحل نصف ذرات المادة المشعة أو لكي ينخفض النشاط الإشعاعي إلى النصف وبعد مرور ضعفي فترة نصف العمر ينخفض النشاط للربع وبعد مرور ثلاثة أضعاف فترة نصف العمر ينخفض النشاط الإشعاعي للثمن وهكذا.


معدلالتحلل

تسير عملية التحلل بمعدل ثابت ، فإذا كان لدينا عينة من مادةمشعة ، يكون عدد التحللات dN التي تحدث في فترة زمنية مقارها dt متناسبا مع عددالذرات الكلي .فإذا كان عددالذرات الكليN، يكون احتمال التحلل (−dN/ dt ) متناسبا تناسبا طرديا مع dt ، أيأن:
وكلعنصر من العناصرالمشعة يتميز بمعدل تحلل خاص به ويسمى(λ). وتعني الإشارة السالبة في المعادلة أنNتنقص مع كل حدث للتحلل . ويمكن حلتلك المعادلة التفاضلية من الدرجة الأولى ونحصل على:
حيث :
N0 هي العددNعند الزمن (t = 0).
وتبين المعادلة الثانية أن ثابت التحللλله وحدة 1/الزمن ، وبالتالي يمكن صيغتها في صورةτحيث تعطيτنصف العمرأوعمر النصف لتحللالعنصر.
وعلاقةτب λ كالآتي :
وتمثل الدالة الأسية لأساسالثابت الطبيعي e معدل التحلل في المعادلة الثانية. وفي العادة يكون عددذرات العينةكبير جدا مقاربلعدد أفوجادرو بحيث يكون وصف تلك المعادة لمعدل التحلل وصفا جيدا.




نفترض الآنأن لدينا ثلاثة عناصر مختلفة مشعة :
  • الأخضر : عنصر مشع ، ذو نصف عمر 3 سنوات ،
  • الأزرق : عنصر مشع ، ذو نصف عمر 2 سنة،
  • الأحمر : عنصر مشع ، ذو نصف عمر 1 سنة.
يبين الرسم البياني المجاورمعدل تحلل الذرات للثلاثة عناصر ، أي أنه يبين عدد الذرات التي لم تتحلل بعد كدالةللزمن . وكما نري يتناقص عدد الذرات التي لم تتحلل بعد بمعدل ثابت مميز لكل عنصروذلك طبقا للمعادلة الثانية أعلاه . ونري أن العنصر ذو النصف عمر طويل (الأحمر) هوالذي يتميز بمعدل صغير للتحلل .
مثال عنالتحلل

إذا كان لدينا عينة مشعة تحتوي على 400.000ذرة مشعة وتتميزبنصف عمر قدره 10 أيام ، فإنه بعد مرور 10 أيام يصبح عدد الذرات التي لازالت مشعة 200.000 ذرة . وبعد مرور 10 أيام أخرى ثانية ينخفض عدد الذرات المشعة إلى 100.000ذرة وبعد مرور 10 أيام تالية يصبح عدد الذرات التي لم تتحلل 50.000 وهكذا . لذلك نتحدث عنt1 / 2 ونسميهاعمرالنصف.
عمرالنصف

عمر النصف للمادة مشعة هو الزمن الذي تنخفض فيه الكمية المشعة إلىالنصف . ويسمى هذا الزمن الثابت المميز للعنصرعمر النصف ،ويرمز له بالرمزt1 / 2. ويمكن كتابة عمر النصف كدالة لثابت التحلل أو (متوسط العمر) كالآتي:


وبالتعويض عنها في المعادلةالأسية أعلاه نحصل على:
أي أن جزء المادة التي لا زالتمشعة :
2 − 1 = 1 / 2
وهذا يعني أنه بعد مرور 3 فترات من فترات نصف العمر ،يبقي في العينة الكمية المشعة التالية :
1 / 23 = 1 / 8
أي أن متوسط العمر τ يساويعمر النصف مقسوما على اللوغاريتم الطبيعي ( ln( 2 :

.
ويبلغعمر النصف = 138 يوم لمادة البولونيوم-210 ، فحين أن يكون متوسط عمرها 200 يوم .





قانون التفكك الإشعاعي :-
Radioactiue decag law :-

تعتبر ظاهر التفكك الإشعاعيظاهرة إحصائية ، أي أنه لا يمكن التكهن بزمن
تنحل عند نواة بعينها ، ولكن عندوجود عدد كبير جداً من أنوية النظير المشع ، فإنه بمتابعة معدل تغير كمية الأشعةالمنبعثة يمكن معرفة الكثير عن نوعية التحول .

هناك احتمال محدد للتفكك فيوحدة الزمن لأي نظير مشع ، وهذا الاحتمال يعرف بثابت مميز لكل نظير مشع بغض النظرعن حالته . الكيميائية أو الفيزيائية ( من سائله أو صلبه أو غازية )

أنواع التفكك الإشعاعي :-



تفكك الفا:-

في هذه العملية تفقد النواة المشعة ( حيث X رمز النظير ) جسيمالفا المكون من بروتونين ونيوترونين وهو عبارة عن نواة ذرة الهيلوم . وهذا يعنينقصان العدد الكتلي بمقدار أربع وحدات والعدد الذري بوحدتين وبذلك تكون النواةالناتجة مختلفة تماماً عن النواة الأم .

تفكك بيتا B-Decay

تصدر نوبات بعض النظائر جسيمات تعرف بجسيمات بيتا ( B-Particles) وهذه الجسيمات عبارة عن إلكترون أو بوزيترونات والبوزيترون ( Positron) عبارة عنجسم كتلة مساوية لكتلة الإلكترون ولكن شحنته موجبة . ويحدث هذا النوع من التفككللأنوية ( المعروف باسم تفكك بتيا ) في كثير من النظائر سواء كانت ثقيلة أم خفيفة .

أنواع تفكك بيتا :- Types of B-decay

أ ) التفكك الإلكتروني Eelectron decay

يلاحظ أن إصدار إلكترون من النواة ناتج عن تحولنيوترون من نيوترونات النواة إلى بروتون وذلك لكي تصبح النسبة بين النيوتروناتوالبروتونات هي نسبة الاستقرار




ب ) التفككالبوزيتروني Positron decay

في بعض الأحيان تكون نسبة النيوتروناتإلى البروتونات في النظير المعين أقل من النسبة التي تحقق الاستقرار . وفي هذهالحالة يتحول أحد بروتونات النواة إلى نيوترون وينطلق نتيجة لذلك بوزيترون يحملشحنة البروتون الموجبة ويعرف تفكك بيتا في هذه الحالة بالتفكك البوزيتروني



جـ ) الاسر الالكتروني : Electron Capture

يمكنأن يحدث تحول أحد بروتونات النواة إلى نيوترون بطريقة أخرى يتم ذلك بأن تأسر النواةإلكترون من إلكترونات المدارية القريبة من النواة ( أي المدار k وفي أحيان قليلة منالمدار ) ويتحد هذا الإلكترون المأسور مع أحد البروتونات فيتكون النيوتون . ويعرفتفكك بيتا في هذه الحالة بالأسر الإلكتروني

وهكذا فإنهيوجد ثلاثة أنواع لتفكك بيتا هي التفكك الإلكتروني ( - B- ) والبوزيتروني ( +B ) والاسر الإلكتروني ( Electron Copture ) . وفي حالة الأسر الإلكتروني لا تصدرالنواة أياً من جسيمات بيتا ولقد ثبت فيما بعد أنه عند حدوث أي نوع من تفكك بيتاينطلق من النواة جسيمات تعرف باسم النيوترينو ( neatrino) - V نيو



اضمحلال جاما :

إشعاعات جاما هي عبارة عنموجات كهرومغناطسية ذات طاقة عالية . وتصدر إشعاعات جاما إذا تكونت النواة الوليدةالناتجة عن تفكك الفا أو تفكك بيتا في حالة مثارة فتفقد النواة إثارتها عن طريقالتخلص من الطاقة في شكل إشعاعات جاما وبذلك فإنه بالنسبة لاضمحلال جاما تكونالنواة الوليدة هي نفسها النواة الأم ولكنها أكثر استقراراً .
وتجدر الإشارةإلى أن بعض النظائر المشعة تتفكك إلى نظائر غير مستقرة يكون النظير الناتج مشعاًبدوره وبالتالي يتفكك إلى نظير آخر .

وهكذا نجد أن هناك العديد من النظائرالتي لها نشاط إشعاعي طبيعي وتتفكك هذه النظائر مصدره إما جسيمات الفا أو بيتا أوكليهما معاً وقد يتبع ذلك مباشرة أو خلال فترة زمنية معينة إشعاعات جاما الصادرةنتيجة انتقال النويات الوليدة من الحالات المثارة إلى الحالات الأرضية .





النشاط الإشعاعي(Radioactivity):

يُعَرَّفْ النشاط الإشعاعي بكمية الاضمحلال الحاصل في المصدر المشع في الثانية الواحدة. لكل مصدر مشع من هذه المصادر ما يسمى بفترة نصف العمر الزمني ويرمز له بالرمزT1/2 وهذه الفترة الزمنية هي من خصائص المصدر المشع.ويمكن تعريف نصف العمر الزمني بالفترة الزمنية التي ينقص فيها العدد الأصلي للأنوية المشعة إلي النصف. الجدول التالي يعطي تصوراً لأنصاف أعمار بعض المصادر المشعة.

أنصاف أعمار بعض العناصر المشعة

ولمعرفة مقدار الذرات المتبقية هناك معادلة يطلق عليها معادلة الاضمحلال النووي وهي تأخذ الشكل التالي:
N(t)=N0e-λt
حيث (N(t تمثل عدد الأنوية المشعة المتبقية عند الزمن t .
N0 العدد الأصلي للأنوية.
λ ثابت الاضمحلال Decay Constant وهو يعطى بالعلاقة λ=0.693/ T1/2 ووحداته (وحدة زمن-1 ).
و t هي الزمن الحالي.

الجرعة الإشعاعية (Radiation Dose):

نفرض أن هناك مصدراًمشعاً يبعث أشعة، وكمثال على ذلكالمصدرالمشع السيزيوم-

(137Cs)137

الذي يبعث أشعةبطاقة
أحادية مقدارها Eγ = 662 keV وله نصف عمر زمني قدره 30 سنه. فإذا وضعت كتلةً منالماء على شكل مكعب في مسار هذه الأشعة ولمدة معينة فستحصل تغيرات في هذه العينة منالماء.

هذه التغيرات ناشئة بسبب امتصاص كتلة الماء جزءاً من الطاقة الساقطة عليها في خلال تلك الفترة الزمنية. وبمعنى آخر وبكلمات أكثر وضوحاً نستطيع أن نـُـعَبـِّرْ عن ذلك بأن مكعب الماء قد أخذ جرعة إشعاعية. وعلى هذا الأساس يمكن تعريف الجرعة الإشعاعية بأنها الطاقة الممتصة من الشعاع الساقط لكل وحدة كتلة من المادة.
أما إذا كان الوسط الماص هو الهواء فلا تسمى بالجرعة الممتصة ولكن تعرف بالتعرض الإشعاعي.

وحدات الإشعاع (Radiation Units):

لأي كمية فيزيائية وحدات و أبعاد تصفها. فالوحدات هي التي تعطي تصوراً عن طبيعة هذه الكمية. ولابد من الأخذ في الاعتبار نظام هذه الوحدات فالأنظمة المتبعة ‑غالباً‑ في الوحدات هي النظام الدولي للوحدات SI ونظام cgs، فلا يخلط بين نظامين أو أكثر في عملية حسابية واحدة.
Mona Nour is offline   Reply With Quote
Old 04-18-2010, 06:19 PM   #2
Mona Nour
شريك متألق
ward2u
 
Join Date: Feb 2010
Location: مملكة خاصة
Posts: 884
Mona Nour is on a distinguished road
Default

متسلسلات النشاطالإشعاعي الطبيعي :-

إن جميع العناصر ذات النشاط الإشعاعي الطبيعيتقع إعدادها الذرية بين Z = 81 وZ = 92 وهناك ثلاث مسلسلات في الطبيعة ، وتعتبرمعظم النويدات المشعة في الطبيعة نواتج انحلاليه لها . وكل متسلسله تبدأ بنويدة أمتمر بسلسلة من التحويلات التي تشمل انبعاث جسيمات الفا وبيتا لتكوين نويدات وليدة . وشكل رقم (1) يتضمن اسماء المتسلسلات الثلاثة والأعمار النصفية للنويدات الأموالنويدات الوليدة النهائية المستقرة لكل متسلسلة .


متسلسلات النشاط الإشعاعي

أ ) متسلسلة اليورانيوم :

تبدأ هذهالمتسلسلة بعنصر اليورانيوم Ui ويبلغ نصف العمر لليورانيوم4.5X109 yer . ويمراليورانيوم بسلسلة من التحولات التي يصاحبها انبعاث جسيمات الفا أو بيتا حتى ينتهيبالرصاص المستقر
ب ) متسلسلة الأكتيوم :-

هذه المتسلسلة يرجع أصلها إلى الأكتيويورانيوم وهوالنظير لليورانيوم
والذي يبلغ نصف العمر 7.1X108 yer ويمرالأكتيويورانيوم بسلسلة من التحولات حتى ينتهي بنظير الرصاص المستقر ويمكن التعبيرعن الوزن الذري لعناصر هذه المجموعة بالرمز 4ن + 3 حيث تترواح قيمة ن بين 51 ، 58 .

جـ ) متسلسلة الثوريوم :-

تبدأ بعنصر الثوريوم يمر بسلسلة منالتحولات ثم يتحول بعد إشعاع ست من جسيمات الفا وأربعة من جسيمات بيتا إلى نظيرالرصاص المستقر
ويمكن التعبير عن الوزن الذري لعناصر هذه المجموعة بالرمز 4نوتتراوح قيمة ن في هذه المجموعة بين 52، 58 .

د) مجموعة النبتونيوم :-

كان من الطبيعي أن يتجه التفكير إلى احتمال وجود متسلسلة رابعة منالعناصر الطبيعية المشعة يعبر عن 1.8 أوزانها الذرية بالرمز (4ن+1) ولم يكن معروفاًمن عناصر هذه المجموعة سوى سبعاً موجود بكميات ضئيلة جداً في الغلاف الصخري ( القشرة الأرضية ) وكذلك الناتج النهائي البزموث ( وزنه الذري 209) .

وفي أثناء الحرب العالمية الثانية استخدم العلماء النشاط الإشعاعيالصناعي لإنتاج نظائر مختلفة لكل العناصر وامكنهم بذلك تحضير عناصر المجموعةالرابعة التي لم تكن موجودة في الطبيعة . ويعتبر البلوتونيوم العنصر الوالد لهذهالمجموعة ولذلك فهي تعرف بمجموعة البلوتونيوم أو المجموعة 4ن+1 حيث تتراوح قيمة نبين 52،60 .

وهي تبدأ بـ التي لها عمر نصفي مقداره لليورانيوم2 .25X106ger وهذه المتسلسلة تنهي بعد انحلالها بنظير البزموث .


لماذا الطاقة النووية:
إن الذي يشجع على ترشيح المصادر النووية هو الطاقة الهائلة التي يولدها احتراق كمية ضئيلة من الوقود النووي. فعند احتراق (نقصد بالاحتراق هنا هو التفاعل النووي لانشطار الذرات، والوقود النووي هو المواد الانشطارية) غرام واحد من اليورانيوم تحرر طاقة مقدارها (20) مليون كيلو سعرة أو (23000) كيلوواط. ساعة وهي أكثر من مليوني ضعف الطاقة التي تتحرر من احتراق نفس الكمية من النفط والفحم، وهذا يعني أن الطاقة التي تتحرر من احتراق طن واحد من اليورانيوم تكافئ الطاقة المتحررة من اكثر من (2) مليون طن من أجود أنواع الفحم.
إن المحطة الكهربائية التي تحتاج الى ملايين الأطنان من الفحم أو النفط سنويا يمكن أن تكتفي ببضعة أطنان من اليورانيوم. ويعني ذلك توفير إمكانيات كبيرة بسبب الاستغناء عن مناجم الفحم وآبار النفط ومعامل الاستخراج والتصفية والتكرير. ثم نقل كميات هائلة بواسطة آلاف العربات في قطارات كثيرة أو ناقلات نفط ضخمة هذا اضافة الى الاستغناء عن الخزانات والمستودعات الكبيرة لخزن الوقود وتأمين اشتغال المحطة لفترة معينة من الزمن.
لذلك بدأ الإنسان يفكر بالاستفادة من هذه الطاقة التي تخلصه من مصاعب شتى، فتوصل الى صنع الجهاز الذي يمكنه من ذلك ألا وهو المفاعل النووي (Nuclear Reactor) الذي يشكل جزءأً اساسياً من مكونات المحطات النووية لتوليد الطاقة (Nuclear Power Station) التي بدأت تنتشر بشكل واسع وكبير في مختلف أقطار العالم حيث بلغ عددها أكثر من (1000) محطة لكنها تختلف في النوع والقدرة؛ اولهما محطة الطاقة النووية في (كالدرهول) في بريطانيا التي انشات عام (1956)
اليورانيوم / خصوصيته:
إن الثروات الطبيعية الهائلة المخزونة في الأرض غالبا ما تشكل الدعامة الأساسية لاقتصاد بلد ما. ولقد استخدم الإنسان عبر مسيرته الحضارية المعادن بدرجات متفاوتة تتناسب والتقدم العلمي الذي أحرزه، وتمكن من توظيف ثرواته الطبيعية بما يخدم متطلبات بناء حضارته، وضمن هذا الإطار استمرت فتوحات الإنسان العلمية الى أن توجه الى اكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي (Radioactivity) ثم استعمال المواد المشعة لتوليد الطاقة النووية الهائلة والتي أصبحت سمة من سمات حضارة الإنسان المعاصر.
ومع تزايد الحاجة للكشف عن مكامن خامات العناصر المشعة، تم توظيف جوانب من علم الفيزياء النووية في توجيه عمليات التنقيب الجيولوجية في الكشف عن مواقع تواجد هذه الخامات في مختلف صخور القشرة الأرضية بالاعتماد على صفة الإشعاع التي تنفرد بها العناصر المكونة للمعادن المشعة، وتم تصميم أنواع كثيرة من أجهزة الكشف عن الإشعاع سهلة الحمل لأغراض التحريات الميدانية ولقياس شدة الإشعاع المنبعثة من مختلف الصخور في أماكن تواجدها وتثبيت مناطق الشذوذ الإشعاعي وتحديد العناصر الباعثة لهذه الإشعاعات بواسطة تحديد طاقاتها المختلفة.
ولقد تم التركيز في عمليات التحري والتنقيب على ترسبات خامات عنصر اليورانيوم (U235) هو العنصر الوحيد الموجود في الطبيعة الذي يتميز بخاصية الانشطار النووي الطبيعي تحت ظروف خاصة.

ما المقصود بالتفاعلات النووية Nuclear Reactions:
التفاعلات النووية هي العمليات التي يحدث فيها بعض التغير في خواص النواة سواء حدث هذا التغير تلقائيا كما في ظاهرة النشاط الإشعاعي أو نتيجة لقذف النواة بجسيمة او بالأشعة.
في عام 1934 وصل الى لندن الفيزيائي الهنكاري ليو سبلارد (Leo Szilard). وحال وصوله بدأ يروج لفكرة مفادها. "امكانية وجود مادة تستطيع النترونات فيها إحداث تفاعل متسلسل، وانطلاق كميات هائلة من الطاقة نتيجة لذلك، وبالرغم من عدم معرفة سيلارد بتلك المادة فقد تمكن من تسجيل براءتي اختراع في بريطانيا احداهما علنية وتتضمن أفكار لبناء ما يعرف الان بالمفاعل النووي (Nuclear Reactors)، أما الأخرى فكانت سرية وتتناول كيفية صنع قنبلة ضخمة بالاعتماد على تفاعل نووي متسلسل .

ما المقصود بالانشطار النووي:
في عام 1938 تم الإعلان عن اكتشاف ظاهرة الانشطار النووي
(
Nuclear Fission) من قبل كل من الالمانيين اوتوهان (Ottohn) وفريتز شتراسمان (Fritzstrassman) في معهد القيصر (فيلهالم) في برلين، وقد وجدا: "ان قصف نوى ذرة اليورانيوم بنيترون يؤدي الى انشطارها الى جزئين متساويين تقريبا مع تحرر كمية كبيرة من الطاقة واحتمال تولد نترونات اضافية بامكانها من حيث المبدأ تكرار عملية الانشطار في نوى يورانيوم اخرى.، بعد اكتشاف كل من هان وشتراسمان ظاهرة الانشطار النووي قامت ليزامايتنر وابن اخت لها يدعى اوتوفريش وهي نمساوية فيزيائية كانت تعمل معهما في نفس المعهد وفدت الى انكلترا، قاما بوضع تفسير منطقي للنتائج التي توصل لها هان وشتراسمان في برلين وهو انشطار نواة ذرة اليورانيوم وهو من العناصر الثقيلة بعد قصفها بالنترونات وانتاج نواتين اقل وزنا مصحوبا بتحرر كمية كبيرة من الطاقة. والجدير بالذكر ان ليزامايتنر قد التقت مع انريكوفيرمي أثناء حضوره الى السويد عام 1938 لتسلم جائزة نوبل في الفيزياء، ومن هناك هاجر الى الولايات المتحدة الامريكية حيث ساعدت دراساته على تصنيع اول قنبلة ذرية في العالم .

خواص اليورانيوم الكيميائية:
ينتمي عنصر اليورانيوم الى مجموعة الاكتينيدات (Actinides)، وهي مجموعة من العناصر التي يوجد تقارب في أحجامها الأيونية، فمثلا قيمة نصف قطر ايون اليورانيوم هو (°1.05A) ونصف قطر ايون الثوريوم هو (°1.1A). وكنتيجة لهذا التقارب في أنصاف الأقطار الأيونية وعدد من الصفات والخواص الطبيعية الأخرى نلاحظ ترافق وجود العنصرين في الطبيعة باستمرار ويعتبر عنصر اليورانيوم من الناحية الجيوكيماوية من مجموعة عناصر اللثيوفايل (Lithophile Element) وتعرف كذلك بعناصر الاوكسيفايل (Oxyphile Element) وهي العناصر التي تنتمي الى الطور
السليكاتي في صخور القشرة الارضية، وهي عناصر تتميز بقابليتها العالية للأكسدة بالمقارنة مع عنصر الحديد. عادة يتواجد اليورانيوم في الطبيعة على هيئة ثلاثة نظائر غير مستقرة، وتكون نسب تواجد هذه النظائر كالاتي:

1- U 238 بنسبة 99.28%
2- U 235 بنسبة 0.715%
3- U 234 بنسبة 0.005%
هذه النظائر الثلاثة تتحلل طبيعيا، ومن اهم نتائج تحلل النظائر في هذه السلسلة التي تدعى بالبنات (daughters) هو عنصر الراديوم (Ra)، ان معادن اليورانيوم المعروفة كثيرة جدا ومتباينة فيما بينها من ناحية الخواص الفيزيائية (اللون، والصلابة، والكثافة، والهيئة البلورية). وكذلك في التركيب الكيماوي الذي تصنف بموجب تلك المعادن الى مجاميع عديدة مثل الاكاسيد (Oxides)، والسلكات (Silicates) والفوسفات (Phosphtes) والفاندات (Vanadate) والكاربونات (Carborates) وغيرها (15، ص4). يقع اليورانيوم في الحقل الأخير من الجدول الدوري ويبلغ عدده الذري (92).

معادن اليورانيوم:
يتواجد في صخور الغرانيت والبجماتايت وكذلك في العروق المعدنية وفي الصخور الرسوبية والترسبات المنقولة القديمة. ويعد اليورانايت (Uuranite) المعدن الرئيسي لليورانيوم، ويشكل مع الثورانايت (Thoranite) والسريانايت (Cerianite) مجموعة من المعادن تسمى مجموعة اليورانيات (Uranite)، وهذه المجموعة هي من أكسايد اليورانيوم الثنائية؛ التي تتشابه في خواصها الفيزيائية ويمكن تمييزها بواسطة اشعة الحيود السينية.
يتميز اليورانايت بلونه الأسود أو الرمادي الفولاذي، وبأن مسحوقه أسود، ويذوب معدن اليورانايت بسهولة في حامض النتريك، وهناك معادن ثانوية لليورانيوم كثيرة ومنشرة بشكل واسع ولها ألوانها المميزة الصفراء والخضراء والبرتقالية والحمراء، وتميز خاصية النشاط الاشعاعي لهذه المعادن عن معادن اخرى ذات الوان مشابهة مثل معادن كبريتات الحديد الصفراء وكربونات النحاس الخضراء وزرنيخات النيكل الخضراء أيضا. ومن الحالات الشائعة التواجد المشترك لمجموعات من المعادن الثانوية لليورانيوم، وتتمثل هذه الحالة في التكشفات الصغيرة على شكل خليط من الألوان التي تعقد عملية التعرف عليها في الطبيعة .

مناطق وجوده في العالم:
ينتشر الوقود النووي (اليورانيوم) في مناطق مختلفة من العالم حيث يوجد مع الفوسفات والنحاس والذهب وغيرها. يوجد معها بنسب مختلفة فهناك اليورانيوم النقي كما هو الحال مع الفوسفات في البرازيل حيث تصل نسبته 3% كما يوجد بنسب أقل من هذا بمئات المرات. وهذا يعني أن استخراج طن واحد من اليورانيوم قد يتطلب استخراج آلاف الأطنان من الخامات الأخرى. يكثر اليورانيوم في أمريكا وفي جنوب أفريقيا والبرازيل واستراليا والسويد، وكذلك في الجزائر وفي فرنسا أيضا، ولكن يستخرج بصورة رئيسية في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا وجنوب افريقيا وفرنسا.
يوجد اليورانيوم الطبيعي على شكل نظيرين أساسيين هما اليورانيوم 235 واليورانيوم 238 ونسبتهما كنسبة (140:1) تقريبا بالإضافة الى كميات ضئيلة جدا من نظير اليورانيوم 234، ويجب الإشارة هنا إلى أن اليورانيوم 235 يصلح للاستعمال كوقود نووي ولقد لاحظ هنري بيكرل (Henri Beequere) عام 1896 انبعاث نوع خاص من الإشعاعات من خامات اليورانيوم له القدرة على اختراق عدة طبقات من ورق غير شفاف وإحداث ضباب في المستحلب المستخدم لاكساء الأفلام المستخدمة في التصوير الفوتوغرافي

حقائق عن الطاقة والوقود النووي:
في حقيقة الأمر فانه من الصعوبة بمكان أن يتم تعريف الطاقة، فهي لا توجد بشكل ملموس كما في حالة المواد وكذلك لا تشغل حيزا في الفراغ المحيط بنا، ولكنها السبب الرئيسي في بعث الحركة والحياة في هذا الكون، فهي مطلوبة لإحداث أي حركة أو حدث مهما كان بسيطا، والطاقة عموما لا توجد بشكل حر فهي مخزونة في بعض المواد التي يطلق عليها اسم (الوقود)، وقد عرف الإنسان الطاقة لأول مرة منذ مئات الآلاف من السنين، والوقود أنواع عدة كالخشب والفحم والنفط وهو ما يدعى (بالوقود الاحفوري)، أما النوع الآخر من الوقود فهو (الوقود النووي)، وهناك عدد من المسلمات الأساسية التي تستند عليها الطاقة النووية وهي:
1- في جميع استعمالاتنا لأنواع وأشكال الوقود المختلفة (عدا النووي) فاننا نلامس سطح الذرة فقط، وبواسطة عمليات كيميائية نحصل على الطاقة من التفاعلات الكيميائية التي تلعب فيها الالكترونات الموجودة على سطح تلك الذرات الدور الرئيسي.
2- تتكون كافة الذرات من جزء مركزي يدعى النواة التي تضم تقريبا كافة محتويات الذرة (الكتلة والطاقة) وتكون طاقة الذرة مركزة في هذه النواة بالإضافة الى عدد الالكترونات تدور حولها في مدارات مختلفة.
3- تحتاج ذرات بعض العناصر وخاصة الكبيرة والثقيلة مثل اليورانيوم الى طاقة معينة لكي تفقد هذه الذرات أواصرها وتتجزأ الى شظايا من الذرة تتحرك بسرعة كبيرة تصل حوالي (6000) ميل في الثانية مع تحرر طاقة هائلة جدا ناتجة عما يعرف بالانشطار النووي.
4- تكون هذه الشظايا على الأكثر نويات لذرات صغيرة تلتقط الالكترونات لتكون ذرات بعض العناصر الكيميائية. كما أن بعضا من هذه الشظايا تكون في منتهى الصغر وهي تشكل حجر الأساس الذي تبنى منه كافة النويات المسماة(بالنيوترونات)، ومن المحتمل أن يترك النترون النواة بسرعة معينة ويصطدم مع نواة أخرى مسببا انشطا ر لها، وهكذا يحدث عدد هائل من الاصطدامات والانشطارات وهذا ما يعرف بالتفاعل المتسلسل.
5- لو أخذنا كتل جميع هذه الأجزاء الناتجة من الانشطار وجمعناها مع بعضها لوجدنا أن الكتلة الناتجة من عملية الجمع أقل من كتلة النواة الأصلية قبل الانتشار، ونفسر ذلك بأن الكتلة الناقصة من المادة قد تحولت إلى طاقة طبقا لمعادلة اينشتاين (Esmc2) وبحساب بسيط من هذه المعادلة نجد ان غراما واحدا من المادة الانشطارية المفقودة تولد طاقة تعادل ما يولده حرق عشرين مليون طن من الفحم الحجري.
6- عندما يبدأ التفاعل النووي فان جزءا من الطاقة المنبعثة، وأن كان صغيرا يظهر على شكل إشعاع يشابه الأشعة السينية ولكن بطاقة أكبر منها ولديها قابلية على النفاذ خلال الأجسام الحية والحواجز الصلبة قليلة السماكة، وتدعى بـ(اشعة كاما). ويعد أخطر ما في عملية التفاعل النووي هو انبعاث النترونات السريعة التي لديها قدرة كبيرة على النفاذ عبر معظم الأجسام والحواجز تقريبا؛ ولغرض ايقافها تستخدم حواجز محسوبة من الماء أو من شمع البرافين.
7- هناك عنصران موجودان في الطبيعة يمكن استخدامهما في التفاعل النووي هما اليورانيوم والثوريوم، وهما اساس صناعة الوقود النووي إذ أن نويات ذرات هذين العنصرين من أثقل وأعقد النويات على الاطلاق

أسباب الاهتمام بالطاقة النووية:
في منتصف عقد السبعينيات وبالذات بعد أزمة النفط الاولى، بدأت الانظار تتوجه نحو الطاقة النووية في العديد من البلدان الصناعية كبديل مرغوب به لانتاج الطاقة الذي يعتمد على المصادر التقليدية التي تتمثل بالوقود الاحفوري (النفط والغاز والفحم الحجري ومشتقاته) وكذلك الاستعاضة عن البدائل الأخرى لإنتاج الطاقة من المصادر الكهرومائية. حيث تم تكثيف العمل في برامج الطاقة النووية من أجل خفض الاعتماد على النفط باعتباره أهم الوقود الاحفوري مع بداية إنشاء عدد كبير من محطات الطاقة النووية، ونلاحظ بان الطلب على اليورانيوم قد تضاعف منذ السبعينيات.
ان صعوبة التنبؤ بمستقبل الطلب على اليورانيوم توازي الصعوبات الفنية التي تتعرض لها القطاعات الاقتصادية الأخرى في حسابات الطلب المستقبلية هذا بالرغم من حقيقة كون اليورانيوم سلعة ذات جدوى تجارية واحدة هي استخدامه كوقود للمفاعلات النووية من أجل إنتاج الطاقة الكهربائية تعتمد جميع نشاطات الكائنات الحية على الطاقة، حيث يمكننا التحقق من ذلك عندما نأخذ بنظر الاعتبار مشكلة الطاقة العالمية، فالإنتاج الكفوء للغذاء يتطلب معدات وأسمدة وماء، وكل منها يستخدم الطاقة بطرق مختلفة، فالطاقة حيوية بالنسبة للنقل وللوقاية من التقلبات المناخية ومن تصنيع جميع البضائع، ولهذا السبب فان مصدرا مناسبا لتوفير الطاقة على المدى البعيد يكون ضروريا وأساسيا لبقاء الإنسان، ان لمشكلة الطاقة أو لازمة الطاقة حيث اصبحت اكثر ندرة والتأثيرات على السلامة وعلى الصحة الناتجة من النواتج الثانوية لاستهلاك الطاقة والتوزيع غير المنصف لموارد الطاقة بين المناطق وبين الامم والتناقض بين الاستخدام الحالي وبين الزيادة المتوقعة في سكان العالم ان مستقبل الجنس البشري لا ينفصل عن الطاقة النووية، وبسبب الزيادة في عدد سكان العالم ولضمان استقراره في آخر الأمر، فان الطلبات على الطاقة لتأمين ظروف معاشية ملائمة سوف تستنزف بشكل خطير الموارج المتوفرة حاليا خاصة الأنواع المختلفة من وقود المحروقات، لهذا سيكون من الواجب الكشف عن مصادر جديدة ومتنوعة للطاقة وكذلك إتباع طرق جديدة ومختلفة لتحويل الطاقة من شكل لآخر وجعل استعمالها عمليا، إن الاستخدام المعقول للطاقة النووية، المبني على أساس فهم كل من المخاطر والفوائد، سيكون مطلوبا لمواجهة هذا التنافس من أجل البقاء على قيد الحياة



النشاط الإشعاعي الصناعي

هو تحول نواة مستقرة « غير مشعة » إلى نواة مشعة « غير مستقرة » . عن طريق إحداث تغيير في مكونات النواة أي تغيير في نسبة عدد نيوتروناتها إلى بروتوناتها .
لإحداث هذا التغيير لا بد من تقريب مكونات النواة من بعضهما مسافة يبدأ عندها تأثير القوى النووية ولعمل ذلك يتم تسريع إحداهما لإكسابها طاقة حركية كافية تمكنها من الإقتراب من النواة الأخرى ويتم تسريعها باستخدام أجهزة خاصة يطلق عليها اسم المسارعات النووية .
التفاعلات النووية والتفاعلات الكيميائية
إن الخصائص الكيميائية للعناصر تعتمد على العدد الذري وبخاصة عدد الإلكترونات في مستويات الطاقة الخارجية ، أما الخصائص النووية فتعتمد على عدد البروتونات وعدد النيوترونات فيها .
Mona Nour is offline   Reply With Quote
Old 04-18-2010, 06:20 PM   #3
Mona Nour
شريك متألق
ward2u
 
Join Date: Feb 2010
Location: مملكة خاصة
Posts: 884
Mona Nour is on a distinguished road
Default

نموذج التجربة

قام به العالم رذرفورد ( 1919 م ) وكان لأول مرة .
إذا تم قذف نوى النيتروجين بجسيمات ألفا فإن عدد النيوكليونات في النيتروجين سيتغير ونتج من ذلك نوى أكسجين وبروتونات


جهاز الاختبار

غرفة مفرغة من الهواء مملوءة بغاز النيتروجين تحتوي الغرفة على مصدر لجسيمات ألفا ، لها فتحة جانبية مغطاة بشريحة من الفضة وإلى جانب الفتحة كاشف « للكشف عن أي إشعاعات تخرج من الغرفة » .
أي أن جسيمات ألفا المنبعثة من المصدر تصطدم بنوى النيتروجين وتستقر داخلها مكونة نواة جديدة هي نواة عنصر الفلور الغير مستقرة وذات طاقة عالية وحتى تعود إلى استقرارها فإنها تشع بروتونـاً سريعـاً فتتحول النواة إلى عنصر آخر هو الأكسجين .

العوامل التي تؤثر في حصول التفاعل النووي

نوعية النواة المقذوفة : لأنه لو قذفنا أنوية النيتروجين والباريليوم بواسطة جسيمات ألفا نحصل على نتائج مختلفة ويعود ذلك إلى أن أنوية العناصر في التفاعلات النووية يحدث لها تغيير في عدد النيوكليونات ويختلف ذلك من نواة عنصر إلى آخر .
نوع القذيفة: يؤثر نوع القذيفة على نتائج التفاعل النووي حتى إذا كان العنصر المقذوف نفسه عند قذف نواة نيتروجين بنيوترون ينتج نظير الكربون وبروتون . أما عند قذف نواة نيتروجين لجسيم ألفا نحصل على نظير الأكسجين وبروتون .
طاقة القذيفة :تتحكم سرعة القذيفة « الطاقة التي تحملها » في نواتج التفاعل النووي عند قذف نواة عنصر الليثيوم بالبروتونات السريعة تنتج دقيقتان من دقائق ألفا .

بعض الإشعاعات النووية


ومما لا يدركه البعض أننا قد نتعرض للإشعاع خصوصاً المؤين منه من بيئتنا التي نعيش فيها وذلك عن طريق الهواء الذي نستنشقه أو الماء الذي نشربه والطعام الذي نأكله. حيث يوجد البعض من العناصر المشعة مثل البوتاسيوم Potassium (K) والرادون Radon (Rn) والراديوم Radium (Ra) إلى ما غير ذلك من المصادر التي ربما كان للإنسان سبباً في وجودها. وعلى هذا فيمكننا تقسيم الإشعاع المؤين إلى قسمين، إشعاعات طبيعية وإشعاعات صناعية. وقد أصبح لهذه الإشعاعات (النووية والذرية) تطبيقات واسعة في مجالات عديدة منها الصناعي مثل صناعة الأسلحة وحفظ الأغذية، ومنها الطبي بفرعيه التشخيصي والعلاجي ومنها الزراعي حيث تحسين المحاصيل الزراعية. وجميع هذه التطبيقات تعتمد على تفاعلات الأشعة المؤينة التي تحدث في المادة. والكائن الحي معرض للمجال الإشعاعي المؤين عن طريق المصادر الإشعاعية خصوصاً الطبيعي منها وبالتالي سيتعرض لجرعات إشعاعية دون الشعور بذلك ولذا وجب معرفة كمية الإشعاع المؤين وذلك عن طريق قياس وتحديد هذه الجرعات باستخدام الأجهزة والكواشف الإشعاعية الخاصة بذلك. وعلى الرغم من انتشار استخدام الأشعة المؤينة إلا أن لها أضراراً بالغة في الخطورة منها الداخلي ومنها الخارجي وقد يتطور الضرر الإشعاعي ويؤدي إلى استثارة الخلايا السليمة وتحولها إلى خلايا سرطانية أو ربما أدى إلى موتها وتلفها.

العدد الكتلي والعدد الذري (Atomic Mass & Atomic Number):
Mona Nour is offline   Reply With Quote
Old 04-18-2010, 06:22 PM   #4
Mona Nour
شريك متألق
ward2u
 
Join Date: Feb 2010
Location: مملكة خاصة
Posts: 884
Mona Nour is on a distinguished road
Default

النظائر( Isotopes):هي العناصر التي لها نفس العدد الذري(Z) ولكنها تختلف في كتلتها الذرية(A) أي تختلف بعدد النيوترونات(N) الموجودة في النواة.
مثال ذلك: للمزيد من الأمثلة.
أيزوبارات (Isobars):هي العناصر التي لها نفس العدد الكتلي (A) وتختلف في العدد الذري (Z) أي تختلف بعدد البروتونات (p) الموجودة في النواة.
مثال ذلك:
أيزوتونات (Isotones):هي العناصر التي لها نفس عدد النيوترونات (N) وتختلف في العدد الذري (Z) .
مثال ذلك:

أنواع الإشعاعات

علمنا مما سبق أن الإشعاع النووي له عدة أنواع، وبصفة عامة فإنه يمكن تقسيم الإشعاع إلى قسمين رئيسين:
الإشعاع المؤين :
سمي بذلك لأن هذا النوع من الإشعاع له القدرة على تأيين الذرات التـي يمر خلالها وذلك بإخراج جسيم (أو عدة جسيمات) ذو شحنة معينة من الذرة (المتعادلة الشحنة) وتبقى بقية الذرة تحمل شحنة معاكسة لهذا الجسيم (أو الجسيمات) المنطلق من الذرة.
الإشعاع الغير مؤين:
ليس لديه المقدرة على تأيين الذرات.
جسيمات ألفا Alpha Particles (α)

إن جسيماتما هي إلاعبارة عن نواة ذرة الهيليوموالتي تحتوي علىنيوترونين و بروتونين .وبالطبع تكون هذه
الجسيمات مرتبطة مع بعضها البعض بشدة بحيث تعامل كجسيم واحد كتلتهU حيث U وحدة الكتلة الذرية. وقد اعتبرت وحدة الكتلة
الذرية الواحدةتساوي


1/12

من كتلة ذرة الكربون- الغير مستثارة والمكونة من النواة وستة إلكترونات.

(1 amu=1.6605655×10-27 kg)



هذه الجسيمات تحمل وحدتيشحنة موجبة. وهي ذات مدى قصيـر جداً، فهي تسير مسافة قصيـرة جداً في الهواء لاتتـعدى بعض
السنتيميترات تحت الظروفالقياسية من الضغط ودرجة الحرارة

،(0oC and 760 mm Hg)

في حين أنها تسير بضعميكرونات من
المتر في النسيج الحيوي،وتكفي الورقة العادية لإيقافها. ويرجع السبب في ذلك لكتلتها الثقيلة التي تجعلهاتسير ببطء مما يمكنها من تأين المادة بشكل كبير، إضافةً لشحنتها العالية التي تساعدعلى التأيين بشكل كبير أيضاً، الأمر الذي يؤدي إلى فقدانها للطاقة فتتوقف بسهولةبعد مسافة قصيرة من مرورها في المادة.


جسيمات بيتا Beta Particles (β)
وهي جسيمات ناتجة عن انحلال أنوية بعض الذرات الغير مستقرة وتحولها. فتنطلق منها جسيمات إما سالبة الشحنة وتسمى جسيمات بيتا السالبة أو النيقاترونات (إلكترونات نووية) ورمزها ( ) أو جسيمات موجبة الشحنة وتسمى جسيمات بيتا الموجبة ويطلق عليها مسمى البوزيترونات ورمزها (( .
هذه الجسيمات سريعة جداً لها كتلة تساوي كتلة الإلكترونات الذرية وتحمل وحدة واحدة من الشحنة السالبة في حالة جسيمات بيتا السالبة و الأمر ذاته بالنسبة للبوزيترون لكنه يحمل وحدة واحدة من الشحنة الموجبة. وبالطبع تتفاعل جسيمات بيتا مع المادة، وقابليتها للتأيين أقل من قابلية جسيمات-α، مما يجعل مداها في الوسط أكبر من مدى جسيمات-α.

النيوترونات Neutrons (n)
أكتشف العالم تشادويك Chadwick في عام 1932م النيوترون وذلك عن طريق دراسته لارتداد البروتون في طبقة البارافين (C6H12) عند قصفها بالإشعاع المتولد من مصدر الـPo/Be (البولونيوم/بريليوم) حيث وجد أن هناك انبعاث لدقائق (جسيمات) متعادلة الشحنة أطلق عليها اسم النيوترونات. هذه الجسيمات ذات سرعة كبيرة تتفاعل مع المادة وتؤينها كسابقتيها α وβ ولكن هذا التأين هنا هو تأين غير مباشر. وهي ذات مدى كبير وذلك ناتج عن تعادل شحنتها فلا تفقد طاقتها بشكل سريع كأشعة-α عند التأين، حيث أنها عند تصادمها مع أنوية الذرات يتحرر نيوكلون أو أكثر (بروتونات، نيوترونات أو جسيمات-α) وبما أن هذه النيوكلونات مشحونة (ماعدا النيوترونات) فهي تقوم بدورها بإحداث التأين في المادة خلال مسارها، وتسمى هذه العملية بعملية التأين الثانوي (الغير مباشر).
وللنيوترونات عدة طرق لإنتاجها نذكر منها ما يلي:
(1) استخدام المصادر المشعة، والذي يتم فيه استخدام مصدر يبعث جسيمات-α مختلط مع مسحوق من عنصر آخر يعمل كهدف لهذه الجسيمات ليتم فيه إحداث تفاعل من نوع (α,n) والذي يطرد فيه أحد نيوترونات العنصر الهدف-الضعيفة الارتباط،
وكذلك الحال يمكن استخدام تفاعل آخر من نوع (γ,n) لإنتاج النيوترونات وتسمى النيوترونات في هذه الحالة بالنيوترونات الضوئية (مثال ذلك: D(γ,n)، حيث D ترمز لنظير ذرة الهيدروجين وهي تحتوي بالإضافة للبروتون نيوتروناً وتكتب أحياناً على الصورة وتسمى ديوترون ، وهذا التفاعل يتم عند طاقة دنيا للفوتون الساقط، Eγ = 2.23 MeV
البروتونات Protons (P)
وهي جسيمات موجبة الشحنة كتلتها تساوي (تقريباً) كتلة النيوترونات. وهي موجودة داخل النواة (مع النيوترونات) وهي التي تكسب النواة الشحنة الموجبة وشحنتها الموجبة تكافئ الشحنة السالبة للإلكترونات خارج النواة مما يجعل الذرة متعادلة كهربائياً. وفي الذرة المتعادلة، دائماً يكون عدد البروتونات يساوي عدد الإلكترونات ويرمز له بالرمز Z ويسمى العدد الذري. وللبروتونات استخدامات عديدة منها إنتاج بعض العناصر (مثال: ) أو طرد بعض الجسيمات النووية (مثال: وقد سبق شرحه في الفقرة السابقة).
أشعة جاما Gamma Rays (γ)
وهي عبارة عن أشعة كهرومغناطيسية ‑وهي تحمل أثناء انتشارها مجالين متعامدين، أحدهما كهربي والآخر مغناطيسي‑ تنبعث على شكل فوتونات (وهي عبارة عن كمات من الطاقة ليس لها كتلة ولها خواص تشبه خواص الضوء العادي). وتتكون هذه الأشعة من جيوب من الطاقة المنتقلة على شكل حركة موجية، وتختلـف هذه الأشعة من ناحية تأثيرها وكيفية تفاعلها مع المواد، وذلك ناتج عن اختلاف الترددات (ν) مما يجعل الطاقات (E) مختلفة تبعاً للقانون:
E = hν
أشعةX- (الأشعة السينية) X-Ray
هذه الأشعة تشبه أشعة-γ ولكن هناك فرق أساسي بينهما، من حيث المنشأ، وهو مصدر كلاً منهما حيث أن أشعة-γ تصدر عن التغيرات الحادثة في النواة في حين أن أشعة-X تصدر أو تنبعث من خارج النواة بسبب تفاعلات الإلكترونات في الذرة وتنقلاتها الداخلية. هذه التفاعلات إما أن تكون (1) ذاتية أي أن ينزل أحد إلكترونات المدارات العليا ليملأ فجوة تركها أحد إلكترونات المدارات الداخلية إثر تفاعله مع فوتون أو إلكترون خارجي. وفي هذه الحالة تسمى أشعة-X الناتجة بأشعة-X المميزة وذلك لأنها تميز كلاً من المدار والذرة الباعثة لهذا الإشعاع، أو تكون(2) ناتجة بسبب تبطئ الإلكترونات السريعة القادمة من خارج الذرة وتفاعلها مع المجال النووي مما يؤدي إلى فقدانها السريع للطاقة بسبب تغير مسارها الفجائي وهذا هو الأسلوب المتبع في إنتاج أشعة- X في عدة مجالات ومنها المجالات الطبية.وهذا النوع من أشعة- X يطلق عليه اسم أشعة الفرملة (أو الكبح)، أشعة بريمشترالونج أو الأشعة البيضاء أو الأشعة المستمرة.
مصادر الإشعاع المؤين
يمكن الحصول على الإشعاع المؤين إما طبيعياً أو صناعياً
Mona Nour is offline   Reply With Quote
Old 04-18-2010, 06:26 PM   #5
Mona Nour
شريك متألق
ward2u
 
Join Date: Feb 2010
Location: مملكة خاصة
Posts: 884
Mona Nour is on a distinguished road
Default

المصادر الصناعية للإشعاع المؤين
يتضح مما سبق أن المصادر الطبيعية للإشعاع المؤين إنما هي مصادر محدودة لا تفي بحاجة الإنسان وذلك من عدة نواحي مثل:
1. توافرها في الطبيعة
2. اختلاف المصادر المشعة من حيث الطاقة، نصف العمر الزمني...الخ.
3. كثافة الإشعاع.
4. حالة المصدر المشع (غاز، سائل، صلب)
5. سهولة الاستعمال.
فتزايد الحاجة للإشعاع المؤين واختلاف وتعدد التطبيقات الحديثة له أكدت ضرورة الحصول عليه من مصادر أخرى غير الطبيعة. فمن المصادر الحديثة للإشعاع المؤين ما يلي:
المفاعل النووي
يعتبر المفاعل النووي من أغنى المصادر الصناعية بالإشعاع المؤين خصوصاً النيوترونات ذات الطاقات العالية والتي يمكن تحويلها إلى نيوترونات منخفضة الطاقة وذلك بعد تمريرها خلال مادة تعمل على إفقادها للطاقة من خلال التصادمات مع أنوية هذه المادة والتي عادة تكون ذات عدد ذري منخفض. هذه النيوترونات المنخفضة الطاقة أو النيوترونات البطيئة أصبحت ذات تطبيقات واسعة في مجالات عديدة.
وقد تم إنتاج العديد من المصادر المشعة والمستعملة حالياً في الصناعة والطب وغيرها من مجالات مختلفة بالاستعانة بالمفاعل النووي فعلى سبيل المثال تم إنتاج الكوبالت- المشع عن طريق تشعيع الكوبالت- في المفاعل النووي بالنيوترونات الحرارية وفقاً للمعادلة التالية:
أجهزة إنتاج الأشعة السينية
بعدما أُثبِتتْ كفاءة الأشعة السينية في إظهار المحتوى الداخلي لجسم الإنسان حيث كانت كبداية للاستخدام التشخيصي الطبي لهذه الأشعة والتي نتج على إثرها تطورات عريضة في كلاً من التصوير المقطعي (CT) و أجهزة تصوير الثدي، وأجهزة إنتاج الأشعة السينية بطاقات عالية جداً للاستخدام العلاجي. وبعد دراسات طويلة وأبحاث واسعة تم التوصل إلى أجهزة إنتاج الأشعة السينية بطاقات مختلفة.
المعجلات الخطية
معظم استخدامات الأشعة السينية السابق ذكرها تكون محصورةً في التشخيص الطبي والصناعة والأمن والسلامة ولهذا ففي مجال العلاج الإشعاعي تم التوصل إلى تصميم جهاز يعمل على تعجيل الإلكترونات إلى طاقات عالية جداً تصل إلى 25 MeV أو أكثر. ويمكن استخدام هذه الأشعة الإلكترونية مباشرة في العلاج الإشعاعي أو بعد تسليطها على الهدف المناسب ليتم إنتاج الأشعة السينية بطاقات عالية جداً تكون مناسبة للعلاج الإشعاعي وبنفس طريقة أجهزة إنتاج الأشعة السينية.
سر النشاط الاشعاعي الطبيعي للأنوية الثقيلة كاليورانيوموالبلوتونيوم

يعتبر اليورانيوم من أثقل العناصر الكيميائية في الكون فا نواته تحتوي على عدد هائلمن وكتير
من البروتونات والنترونات المكدسة في مساحة ضيقة جدا يعني في النواة. وهدا الامر ينطبق على كل العناصر التقيلة كالبلوتونيوم والبلونيوم والتريتريوموالنبتونيوم .
فنحن نعلم جميعا من تجربة رذوفورد وقدفه للدرات معدن الذهببجسيمات موجبة الشحنة والمتمتلة بالاشعة الفا )درات الهليوم المتشردة مرتين He++ . فقد لا حظ ردفورد ان اغلب الاشعة الفا المشحونة تجتاز الدرات وتنفد دون ان تتعرضلانعراج اوحتى انعكاس ولكن في المقابل لا حظ فعلا بانه بعض هده الاشعة قد غيرتمسارها وانحرفت بل وجد ان بعض هده الاشعة انعكست انعكاسا كليا والانعكاس الصادر كانمصدره بالضبط في وسط الذرة.وقد فسر هدا الامر بوجود جسم متناهي في الصغر ( يعنيالنواة) في وسط الذرة يملك شحنة موجبة تجعل اقتراب الاشعة الفا منها امرا مستحيلافأغلب الاشعة الفا اما تنحرف تنعكس( خاصية التنافر).
وقد استنتج ردوفورد من كلدالك الطبيعة الفراغية للذرة. وان النواة ما هي الا نقطة صغيرة الحجم في وسط فضاءالذري الفارغ و يحضرني قول احد العلماء : لو جمعنا كل انوية سكان العالم وكدسناهامع بعضها البعض لحصلنا على حجم يد انسان واحد.
فالنواة الذرية تحتوي اكيد علىالبروتونات والنترونات وشحنتها موجبة فهي تعتمد بالدرجة الاولى على شحنة البروتوناتالموجبة وذالك لان النيترونات لا تملك شحنة فهي معتدلة كهربائيا .
فا بالنسبةللانوية العناصر الثقيلة كاليورانيوم والبلوتونيوم .فممكن ان نتصور عدد هائل منالبروتونات الموجبة الشحنة مكدسة مع بعضها البعض في نواة حجمها ضيق جدا جدا . وهداامر مستحيل ويخالف اهم القوانين الفيزيائية الدي هو التنافر فالجسيمات التى لديهانفس الشحنة يحدت لها تنافر . وعلى هدا الاساس فان اغلب انوية التقيلة التى تحتويعلى عدد كبير من البروتونات تكون نواته غير مستقرة ويكون احتمال حدوت تغيرات علىالنواة اكتر من من الانوية الخفيفة التي تحتوي نواته على عدد قليل من البروتوناتكنواة الاكسجين او النتروجين. ولعل هدا هو سر عدم تماسك واستقرار نواة العناصرالتقيلة. فا انوية العناصر التقيلة مع مرور الزمن او ما يسمى با نصف العمر ممكن انتطرء عليها تغيرات نووية او ما يسمى بالنشاط الاشعاعي الطبيعى. فاأ نوية العناصرالثقيلة تسعى دائما الى تحقيق الاستقرار وعلى هدا الاساس حتى تصبح مستقرة لا زم تشعطاقة سواء على شكل فوتونات تحمل طاقة هائلة وطول موجي صغير جدا من رتبة البيكومتركا فوتونات الاشعة غاما او ممكن ان تصدر جسيمات بمعنى تتخلى عنها كالتتروناتوالبروتونات حتى انها ممكن ان تصدر الالكترونات المشحونة سلبيا او الموجبة ما يسمىالبوزيترون
وعلى هدا الاساس اكتشف العالم هنري بيكريل صدفة النشاط الاشعاعيالطبيعي عام 1896 اتناء درلسته للخاصية الاشعاعية التي تبديها املاح اليورانيوم لديتعرضها لا شعة الضوء المختلف فاتبت ان ملح اليورانيوم الموضوع فوق علبة فيها لوحاتتصوير حساسة احدث تشويشا ظاهرا في هده اللوحات رغم انها كانت مصانة عن التأتربالاغلفة من الورق الاسود ورغم ان أملاح اليورانيوم لم تتعرض للا شعة الشمس.
وقداستطاعت العالمة كوري ان تكتشف النشاط الاشعاعي في التوريوم واكدت ان التوريوم هوعنصر مشع ايضا وقد تحققت ايضا من وجود عنصرين مشعين اخرين هما الراديوموالبولونيوم.

الأشعة المؤينة
أحد المصادر الرئيسية للأشعة المؤينة تصدر عن الأنوية في شكل أشعة موجية أم جسيمية وتنتج هذه الأشعة جسيمات مشحونة تسمى أيونات للمادة التي تصادمت معها وتسمى العملية بعملية التأيين.
الأشعة المؤينة تملك المقدرة على التأثير في الجزيئات الكيميائية للمادة الحية وتسبب تغيرات ذات أهمية بيولوجية.

أهم أنواع الأشعة المؤينة:
1- أشعة جاما والأشعة السينية:
وهي موجات كهروميغناطيسية مثل الضوء تمثل طاقة تنتقل بشكل موجي خلال الوسط ، هناك تماثل بين أشعة جاما والأشعة السينية عدا أن الأولى مصدرها النواة وطاقتها أكبر ، كل منها لها مقدرة عالية للاختراق بما في ذلك جسم الإنسان ولذلك تستعمل حواجز كبيرة من الخرسانة أو الرصاص أو الماء للحماية منها.
2- جسيمات ألفا :
جسيمات تحمل شحنة كهربية موجبة تنبعث بشكل خاص من العناصر الثقيلة مثل اليورانيوم والراديوم ، بسبب كبر حجم هذه الجسيمات فإنها تفقد طاقتها بسرعة عند تصادمها بالمادة لذلك فهي تملك قدرة اختراق ضعيفة ويمكن أن تتوقف عند الطبقة الأولى للجلد أو حتى بورقة.

3- جسيمات بيتا :
هي الكترونات تقذف من الأنوية بسرعات عالية ذات حجم صغير جداً بالنسبة بجسيمات ألفا ويمكن أن تخترق من 1 إلى 2 سم في الماء أو الجسد البشري.

4- الإشعاعات الكونية:
تتكون من جسيمات متنوعة ذات طاقة كبيرة تشمل بروتونات تقذف إلى الأرض من الفضاء الخارجي ، وتكون ذات كثافة عالية في المناطق المرتفعة عن التي في مستوى سطح البحر حيث الغلاف الجوي أكثر كثافة الذي يقوم بدور الحماية.

5- النيترونات:
وهي جسيمات ذات قدرة اختراق فائقة تصدر على الأغلب من انشطار الأنوية في المفاعل النووي أو من بعض أنوية ذات نشاط إشعاعي طبيعي وتستعمل الخرسانة أو الماء لحجز أشعة النيترونات في قلب المفاعل النووي.
ومن الجدير بالذكر أن الأشعة المؤينة لا تكسب المادة التي تصطدم بها أي نشاط إشعاعي.

قياس ومراقبة الإشعاعات المؤينة:
للأسف فإن إحساس الإنسان لا يستطيع أن يكشف عن وجود الإشعاعات التي تصدر عن المادة المشعة أو الجهاز المنتج للإشعاع ، لكن الإنسان يملك أدوات متنوعة تستطيع الكشف والقياس عن هذه الإشعاعات وبدقة عالية.

تقاس الجرعات الإشعاعية للأشعة المؤينة بوحدة الجراي (Gy) أو سيفرت (Sv).

الجراي Gray:

هي جرعة من الطاقة الممتصة مقدارها واحد جول لكل كجم من المادة.
ولكن يختلف التأثير البيولوجي في جسم الإنسان والناتج عن الجرعة الممتصة نفسها تبعاً لنوع الإشعاع حيث وجد على سبيل المثال أن التأثير البيولوجي لمجموعة من البروتونات يختلف عن تأثير نفس الجرعة من جسيمات ألفا وهكذا.
لذلك تم وضع وحدة قياس تسمى سيفرت تعتمد على عامل النوعية للأشعة الساقطة وبالتالي على مدى التلف البيولوجي الذي تحدثه الجرعة وتسمى الجرعة في هذه الحالة الجرعة المكافئة.

سيفرت Sievert:

هي وحدة للجرعة الإشعاعية التي تسبب نفس التلف البيولوجي بغض النظر عن نوعية الإشعاع الساقط.

1 مللي سيفرت = 10-3 سيفرت.
1 ميكروسيفرت = 10-6 سيفرت.
وتعتبر وحدة مللي سيفرت الأكثر شيوعاً.
الأخطار الصحية للأشعة المؤينة:




العديد من الأشياء ذات الفائدة العظيمة للإنسانيةمن المعروف لسنوات عديدة أن الجرعات الكبيرة للإشعاع المؤين وبخاصة التي تفوق مستوى الخلفية بمقدار كبير تسبب زيادات في حالات السرطان ، اللوكيميا وتحولات جينية تؤثر في الأجيال القادمة ولكن السؤال ما هي فرص نمو السرطانات للجرعات الإشعاعية المنخفضة.الواقع أن أي جرعة إشعاعية مهما كانت صغيرة تشكل إمكانية خطر لصحة الإنسان ولكن للجرعات الأقل من 50 مللي سيفرت/عام تصبح الأخطار صغيرة جداً والتأثيرات لا يمكن قياسها ويمكن إهمالها.
يوجد فرق زمن يعد بالسنوات بين تعرض الأشخاص للأسباب المحتملة للسرطان وبين ظهور المرض وهذا يجعل من الصعب التأكيد على أحد العوامل المسببة لسرطان معين ، لكن من الواضح أن استعمال الإشعاع بطريقة غير ملائمة تزيد من الأخطار الصحية.
يعتبر التعرض للمواد المشعة خطراً على العضويات الحية بسبب التأثيرات الحيوية للأشعة والتي تنجم عن التأثيرات الجسمية والوراثية
التأثيرات العشوائية
stochastic effects : إن الضرر النوعي الناجم عن الأشعة يكون متناسب بشكل مباشر مع الجرعة
التأثيرات غير العشوائية :
non – stochastic effect : يوجد هنا عتبة تحمل للأشعة وبعد تجاوزها تبدأ التأثيرات بالظهور وتكون شدة الضرر متناسبة مع الجرعة



ويمكن أن ندرك مدى خطورة الأشعة المؤينة كالتالي:
- 000 مللي سيفرت كجرعة قصيرة المدى تسبب مرض فوري يعقبه موت خلال أسابيع قليلة.
- من 2000-10,000 مللي سيفرت كجرعة قصيرة المدى تسبب مرض إشعاعي يكون مهلكاً على الأرجح بينما 1000 مللي سيفرت كجرعة طويلة المدى من المحتمل أن تسبب سرطان قاتل خلال عدة سنوات لخمس أشخاص من كل مائة يتعرضون لهذه الجرعة.
- 1000 مللي سيفرت كجرعة قصيرة المدى من المحتمل أن تسبب مرض مؤقت مثل غثيان ونقص في عدد كرات الدم البيضاء تزداد حدته بزيادة الجرعة.
- 50 مللي سيفرت/عام هي أقل معدل جرعة لا يوجد دليل كونها تسبب سرطان حيث تزداد الخطورة للإصابة بالسرطان مع زيادة الجرعة.
- 20 مللي سيفرت/عام خلال متوسط خمس سنوات هي الحد الموضوع للعمال في الصناعة النووية ومناجم اليورانيوم.
- 10 مللي سيفرت/عام تعتبر معدل الجرعة النموذجية الممتصة بواسطة مناجم اليورانيوم في أستراليا وكندا.
- 3 مللي سيفرت/عام تعتبر الخلفية الإشعاعية للمصادر الطبيعية في شمال أمريكا تشمل تقريباً 2 مللي سيفرت/عام من غاز الرادون المشع الموجود في الهواء طبيعياً.
- 2 مللي سيفرت/عام تعتبر الخلفية الإشعاعية للمصادر الطبيعية تشمل 0.7 مللي سيفرت/عام من غاز الرادون في الهواء.
- 0.3 - 0.6 مللي سيفرت/عام هي معدل الجرعة الإشعاعية النموذجية للمصادر الصناعية خصوصاً الطبية.

ويمكن القول بأن التأثيرات البيولوجية الناتجة عن المستويات المنخفضة للتعرض الإشعاعي صغيرة جداً ولا يمكن كشفها وعلى أي حال فإن مقاييس الوقاية من الإشعاع تفترض أن التأثير يتناسب مباشرة مع الجرعة حتى بمستويات منخفضة تبعاً لذلك فإن التأثير الخطي للإشعاع يعني أنه يهبط إلى النصف مثلاً إذا هبطت الجرعة للنصف ويعتقد بشكل واسع أن الجرعة الإشعاعية العالية التي تتجمع مع الوقت لا تقتل على الفور ولكن قد ينجم عنها سرطان يظهر بعد عدة سنوات من التعرض.

وبالمقابل فإن جرعات عالية من الإشعاع توجه إلى الأورام كعلاج إشعاعي لقتل الخلايا السرطانية ، وأيضاً تستخدم جرعات عالية جداً لقتل البكتريا الضارة في الغذاء وتعقيم الوسائل والأدوات الطبية وعليه فإن الإشعاع اصبح أداة ذات قيمة كبيرة في العصر الحديث.


مخاطر المواد المشعة

يدمِّر الإشعاع الخلايا الحية. ولذا تجب حماية الأفراد الذين يتعاملون مع المواد المشعة من الإشعاع. وتُمتص جسيمات ألفا وبيتا بشيء من السهولة، أما أشعة جاما فلها قدرة عالية على الاختراق. وتمتص العناصر ذات العدد الذريّ الكبير أشعة جاما بدرجة أفضل من تلك التي لها عدد ذري صغير






رسم يبين كيفية توقف النشاط الاشعاعي لجسيمات ألفا بواسطة ورقة، وجسيمات بيتا بواسطة صفيحة من الألومنيوم ، أما جسيمات جاما فليزمها حاجز أكثر سمكا مثل صفيحة من الرصاص.

ثلاثة أنواع من الإشعاع النشط: جسيمات ألفا ، وكان بكرل أول من تعرف عليها؛ وجسيمات بيتا التي تعرف عليها النيوزيلندي إرنست رذرفورد ؛ وأشعة جاما التي تعرف عليها الزوجان الفرنسيان ماري وپيير كوري.
كان العالم فيرمي ( Enrico Fermi) في العام 1934ببعض التجارب للحصول على نظائر العناصر عن طريق قذف النوى بالنيوترونات . وعندما وصل إلى عنصر اليورانيوم ( العنصر الأخير في الجدول الدوري في ذلك الوقت ) . توقع أن قذف العنصر بالنيوترونات سيؤدي إلى وجود نواة غير متسقرة تقوم بإطلاق جسيمات بيتا وبالتالي ازدياد العدد الذري من 92 إلى 93 وانتاج عنصر جديد في الجدول الدوري ، ولكنه لم يحصل على ما توقعه ولم يستطع التعّرف على نواتج التفاعل. واستمرت الأبحاث والدراسات من العام 1935 إلى العام 1938 حيث قام عالم كيميائي ألماني يسمى إدا نوداك ( Ida Noddack) بالتعرف على نواتج التفاعل وأوضح أن نواة اليورانيوم انشطرت إلى نواتين متوسطتي الكتلة . وقد أكدت الدراسات صحة ما افترضه هذا العالم . وبذلك يكون الإنشطار النووي " انقسام نواة ثقيلة إلى نواتين متوسطتي الكتلة ، وانتاج كميات هائلة من الطاقة نتيجة تفاعل نووي " ولإحداث الإنشطار تقذف النواة الثقيلة مثل اليورانيم /ذري92\ كتلي235 يوارانيوم ـ 235 بجسيمات خفيفة نسبياً مثل النيوترونات التي تعد أفضل القذائف لأنها لا تحمل شحنة. ذكرنا عندما تكلمنا عن النشاط الإشعاعي أن ناتج التفاعل المتسلسل لنظير اليورانيوم (238) ينتج عنه اشعة بيتا، يصل مدى اشعة بيتا الصادرة في الهواء عن عدد من نواتج الانشطار إلى امتار، لذلك يتعرض كامل جسم الشخص الذي يقف على أرض ملوثة إلى جرعة من أشعة كاما، والى قذف جلده بجسيمات بيتا، ويعود السبب الرئيسي للحروق الناتجة عن اشعة بيتا الى التلوث المباشر للجلد بغبار السقط الجوي. ويمكن أن يؤدي تناول الطعام والماء الملوث إلى تهديدات اشد للصحة على المدى الطويل، بالرغم من أن هذه الأخطار الناتجة عن اشعة بيتا تعتبر أقل أهمية بالمقارنة مع الآثار المباشرة للانفجارات النووية، فإنها تمثل جزءا من الاثار الكارثية المستمرة والتي يمكن أن تكون مميتة للحيوانات المجترة التي تتغذى على الحشائش يحدث الأذى الإشعاعي على الجلد والأعضاء المرتبطة به نتيجة التعرض لأشعة كاما أو جسيمات بيتا، ولا تظهر الحروق الجلدية واضحة في حالة الاشعة العالية النفاذية الا عند الجرعات التي مقدارها عدة غرامات. وتنتشر جسيمات بيتا طاقاتها في الجلد والنسيج تحت الجلد ملحقا بهما تلفا سطحيا كبيرا، بينما يمكن لاشعة كاما ذات النفوذية الجيدة ان تعبر الجلد دون ترك أي أذى جلدي، كما ويمكن للإشعاع أن يحدث حروقا جلدية تترافق مع تساقط الشعر، ويظهر احمرار جلدي (حمامي) مبكر عند الجرعات ذات القيمة المتوسطة، ويمكن لهذا الاحمرار أن يختفي وان يعود كاحمرار ثابت خلال أسبوعين أو ثلاثة، كما يمكن لمظاهر الحروق الحرارية الناتجة عن حدوث أذى في الأنسجة تحت الجلد أن تتطور إلى حالة نخر نسيجي، ويكون شفاء هذه الحروق بطيئا مؤلما، ويمكن لهذا الشفاء يتناقص مع تأثير الاشعاع على كامل الجسم ويتوقف على عمليات استبدال وترميم الأنسجة المتأثرة. ويجب تركيز الانتباه على موضوع التلوث السطحي في الحالات الناجمة عن التعرض للسقط الجوي حيث يؤدي الفشل في ازالة هذا التلوث إلى حدوث الاصابات الجلدية
أنماط الإصابات الإشعاعية
1-انماط الاصابات الاشعاعية الحادة: تنجم عن تعرض كامل الجسم للإشعاع وامتصاص جرعا عالية خلال فترة زمنية قصيرة إصابات حادة، تقع في نمطين اساسيين فبعضهما يترافق مع هبوط في الأداء لا يهدد بحد ذاته الحياة، بينما يسبب البعض الآخر اضطرابات فيزيولوجية ومناعية حادة يمكن علاجها. وتأثيرها يكون اما على الدم أو مسببا أمراض معدية معوية أو أمراضا في العصيات الوعائية
2-إحداث خلل في النظام الصحي للسكان في المناطق التي تعرضت للإشعاع مثل الآثار النفسية (السيكولوجية) السلبية الناجمة عن حالات الإجهاد والترقب.
3-زيادة في حالات الإصابة باللوكيميا والسرطانات الأخرى، ولا يمكن استبعاد احتمال ظهور زيادة في بعض الاورام الخبيثة، وتشير تقديرات جرعات الغدة الدرقية الممتصة عند الأطفال إلى احتمال ظهور زيادة في إصابات الغدة الدرقية السرطانية في المستقبل.
4-مخاطر النظائر المشعبة في الحليب: ان تلوث حليب الابقار ببعض النظائر المشعة من نواتج الانشطار النووي ذو أهمية خاصة فيما يتعلق بصحة وسلامة الأطفال الرضع وبشكل رئيسي تصل الملوثات المشعة إلى الحليب في أعقاب التجارب النووية ففي التجارب التي اجريت في الجو خلال عامي 1961 و 1962 وجد ان معظم نواتج الانشطار النووي قد انطلقت إلى طبقات الجو العليا على شكل رذاذ (Aerosols) ومن هنا تبدأ في الهبوط ببطء إلى طبقات الجو السفلى ثم تصل إلى سطح الارض نتيجة غسلها بواسطة الأمطار، وتقوم هذه الامطار المشعة المتساقطة
(
Radioactive Rainfall) بتلوث السطوح الخارجية للنباتات والتربة. إن امتصاص أو عدم امتصاص هذه النويدات المشعة على جزيئات التربة له تأثير كبير على أمكانية وصول هذه النويدات المشعة إلى الأجزاء الخضرية للنباتات نتيجة امتصاصها من قبل الجذور، ومن ثم انتقالها إلى الابقار ومنها إلى الحليب.
5-مخاطر التلوث الاشعاعي: يمثل التلوث الإشعاعي مشكلة مهمة ومعقدة لانتشار واستخدام المواد ذات النشاط الإشعاعي في مجالات مختلفة ومتنوعة كالطب والصناعة والزراعة ومجالات البحث العلمي المختلفة. والمقصود بالتلوث الإشعاعي للاسطح، ومن مصادر التلوث الإشعاعي للبيئة ما يأتي:
‌أ-التفجيرات النووية بنوعيها: الخاصة باختبارات الاسلحة النووية وتلك الخاصة بالأغراض السلمية.
‌ب- النفايات المشعة: وهي النفايات التي تنتج من عمليات استخراج ومعالجة خامات اليورانيوم وتصنيع الوقود النووي وإنتاج واستخدام النظائر المشعة في مختلف المجالات وتشغيل مراكز إزالة التلوث الإشعاعي وتفكيك المحطات والمفاعلات النووية.
‌ج-التسرب المفاجئ للمواد ذات النشاط الإشعاعي:نتيجة لحوادث المفاعلات والمصادر الإشعاعية المختلفة، وأثناء نقل المواد ذات النشاط الإشعاعي.
‌د- من خلال الاستخدامات الطبية للاشعاع.
6-يتسرب التلوث الاشعاعي من المنشآت النووية وينتشر في الجو على هيئة غازات أو غبار أو أبخرة مشعة ويكون هذا التسرب على هيئة سحابة تتحرك باتجاه الريح، ويتسرب الغبار من السحابة إلى الأرض أو تحمله الأمطار أو الثلوج إلى سطح الأرض والمقصود بالغبار هو (نظام يحتوي على جسيمات دقيقة، صلبة أو سائلة في معلق غازي) (22، ص9) والتلوث الهوائي قد ينتهي بتساقط الغبار المشع (الذري) على مناطق مختلفة مما يؤدي الى تلوث الأرض والماء في تلك المواقع، إن المصادر الأساسية التي قد تتسرب منها المواد المشعة الى البيئة هي المصادر الطبية والصناعية. وهذه تعطي أنواع قليلة من المواد المشعة التي قد تتسرب الى البيئة، ولكن الأخطر من ذلك هو تسرب المواد المشعة الناتجة من الصناعة النووية وذلك لكثرة أنواع المواد المشعة الناتجة من تلك الصناعة
7-مخاطر الاستخدامات الطبية: تتمثل في استخدامات تقنيات الطب النووي مثل النظائر المشعة ، وتحضير المركبات الكيميائية والصيدلانية ، وتشخيص أمراض القلب وأمراض الكلى والمجاري البولية وأخيرا في تصوير العظام والمفاصل وتشخيص الأمراض الخبيثة وأمراض الدماغ.
8-مخاطر التعرض للشعاع الداخلي: يحدث التعرض للإشعاع الداخلي عندما تصل المادة المشعة من الوسط المحيط إلى داخل انسجة الجسم عن طريق البلع او الاستنشاق او من خلال الجلد. وفي هذه الحالة تتعرض انسجة الجسم إلى الأشعة المؤينة، ويتم امتصاص الطاقة الإشعاعية المنبعثة من المادة المشعة داخل الجسم في كافة الاتجاهات.
9- وما يتبع ذلك من عمليات بيوكيميائية وفسيولوجية ووظيفية لجميع اجهزة الجسم وخاصة الدورة الدموية وسوائل الجسم التي يطبق عليها حيز الانتقال وكذلك الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي، وعادة يحدث الانتقال من الجهاز التنفسي بواسطة سوائل الجسم إلى الجهاز الهضمي والدورة الدموية وسوائل الجسم والغدد اللمفاوية. ومن ثم انتقالها إلى الأنسجة والأعضاء المختلفة.
جسيمات ألفا
تحمل شحنات كهربائية موجبة. ويتركب جسيم ألفا من بروتونين ونيوترونين، أي أنه يماثل نواة ذرة الهيليوم. تنطلق جسيمات ألفا بطاقات عالية، ولكنها سرعان ما تفقدها عند مرورها في المادة. وبمقدور ورقتين من أوراق هذه الموسوعة إيقافها.
جسيمات بيتا
وهي إلكترونات. تطلق بعض النوي المشعة إلكترونات عادية تحمل شحنات كهربائية سالبة. لكن البعض الآخر يطلق بوزيترونات وهي إلكترونات ذات شحنة موجبة. وتنتقل جسيمات بيتا بسرعة تقارب سرعة الضوء ويستطيع بعضها أن ينفذ خلال 13ملم من الخشب.
أشعة جاما
أشعة غير مشحونة كهربائيًا. وتشبه هذه الأشعة الأشعة السينية، إلا أنها تكون في الغالب ذات طولٍ موجي أصغر.
الأشعة السينية. وهذه الأشعة هي فوتونات (جسيمات الإشعاع الكهرومغنطيسي)، وتنتقل بسرعة الضوء. تخترق أشعة جاما الأجسام بدرجةٍ أكبر من جسيمات ألفا أو بيتا.
مخاطر التلوث باليورانيوم المنضب تربويا ونفسيا:
1- أصبح واضحا انتشا***ر مشاعر الخوف لدى كافة أفراد المجتمع العراقي من الإصابة ببعض الأمراض سيما السرطان، لارتفاع معدل الإصابة بين الأفراد.
2- الاقتران الذي يحدثه أفراد المجتمع العراقي بين حالات التشوه الخلقي لبعض الولادات وذكر مخاطر اليورانيوم التي بدأت برامج التلفزيون والقنوات الفضائية العالمية تبث التقارير الخاصة بذلك.
3- التأثير النفسي والانفعالي والإحساس بالتشوش عند قراءة بعض الحقائق أو سماع بعض الأخبار عن زيادة نسبة الإصابة ببعض الأمراض السرطانية.
4- الشعور بالغضب والحزن عند رؤية بعض الصور المؤلمة في وسائل الإعلام التي تبين الإصابات الناجمة عن استخدام الأعداء المجرمون لليورانيوم المنضب في عدوانهم على العراق.
5- تأثر العمليات العقلية المتمثلة في التفكير والتذكر بسبب حالات التشتت الذهني المستمر الذي يحدث لدى الأفراد من أجل المحافظة على الصحة العامة والخوف من الإصابة بالأمراض المنتشرة في المجتمع.
6- الجوانب الانفعالية التي ترافق المخاوف والشعور بعدم الأمن والتهديد المستمر على الصحة العامة وعلى الحياة أيضا.
7- تردد الكثير من الشباب والشابات من التفكير في الزواج بسبب ما يراه من صور عن الولادات المشوهة، وإصابات الأطفال حديثي الولادة.
8- حالة القلق والخوف التي يعيشها الأبوين عند حدوث الحمل لحين الولادة والاطمئنان على صحة الطفل.

جميع هذه المخاطر وغيرها، تؤثر بطريقة مباشرة أو غير مباشرة على:
1- عمل الفرد وإنتاجه والسعي الى تطويره.
2- الوضع الصحي العام الذي غالبا ما يؤثر على الحياة الاجتماعية للإنسان.
3- ضعف الرغبة في التواصل العلمي والمهني.
4- ضعف في القدرات العقلية والمهارية.
5- انطواء الإنسان على ذاته وقلقه وغضبه ومخاوفه المستمرة.
6- رغبة الكثير من أبناء المجتمع في السفر خارج القطر والاستقرار في أي دولة ما بعيدا عن التلوث.
7- تشكيل اتجاها سلبيا نحو العلم والأعمال المرتبطة بالطاقة والإشعاع وصناعة الأدوية في أحيان كثيرة؛ بسبب استخداماته الخطيرة والسلبية على حياة الإنسان وبيئته.
لهذا ينبغي وضع البرامج العلمية والإرشادية التي تعرض عبر وسائل الأعلام، أو إجراء الندوات العلمية في المدارس والجامعات وأماكن العمل، للحد من الآثار النفسية الناجمة عن تعرض بلدنا إلى التلوث البيئي جراء استخدام العدوان الأمريكي لأسلحة اليورانيوم المنضب، وكذلك ضرورة اهتمام وسائل الأعلام بهذا الموضوع والعمل على دعم الجانب النفسي للحفاظ على الروح المعنوية العالية لدى الأفراد، من خلال الاهتمام بعرض البرامج الرئيسية التي تؤكد على الإيمان بالله، ودور الإيمان في التخلص من المخاوف والقلق.
(قل لن يصيبنا إلا ماكتب الله لنا)...
الوقاية من الإشعاع:
إذا كان التعرض للإشعاع المؤين يحمل أخطار فيجب علينا أن نتجنبه كلياً والحقيقة حتى لو أردنا ذلك فإن تحقيقه مستحيل ، فالإشعاع موجود في البيئة وحتى في أجسامنا وعلى كل حال نستطيع أن نتجنب التعرض الغير ضروري.
وبالإضافة لوجود مجال واسع للأجهزة البسيطة والحساسة التي تستطيع اكتشاف الإشعاع الطبيعي والصناعي فإن الإنسان يستطيع أن يحمي نفسه بأربع طرق:
1- تقليل زمن التعرض:
الأشخاص الذين يتعرضون للإشعاع فوق الخلفية الإشعاعية الطبيعية خلال المهنة يمكن تقليل الجرعة وخطر الإصابة يزول تقريباً إذا تم تحديد زمن التعرض للحد الأدنى.

2- المسافة:
كما أن الحرارة التي تصل الشخص تقل بالابتعاد عن مصدرها فإن كثافة الإشعاع تقل إذا تم الابتعاد عن مصدر الإشعاع.

3- الحجز:
حواجز الرصاص ، الخرسانة والماء يمكن ان تكون حماية جيدة جداً ضد اختراق الإشعاع لذلك فإن المواد المشعة تخزن في غرف من الخرسانة سميكة أو من الرصاص أو حواجز مائية.

4- الاحتواء:
تقييد المواد المشعة وحصرها في أقل حجم وإقصاءها عن البيئة هي أحد الوسائل الناجعة للوقاية من الإشعاع. النظائر المشعة المستخدمة في المجال الطبي توزع في وسائل مخصصة بينما تعمل المفاعلات النووية داخل أنظمة مغلقة وحواجز متعددة وغرف عند ضغوط منخفضة حتى يبقى التسرب داخل الغرفة ولا يخرج منها.

· توصيات (ICRP):
أنظمة الوقاية من الإشعاع لأغلب الدول تعتمد غالباً على توصيات اللجنة الدولية للوقاية من الإشعاع (ICRP) ، تنبع سلطة ICRP من أهليتها والتوجه العلمي لأعضائها لأكثر من 50 عاماً.

النقاط الرئيسية الثلاثة للتوصيات هي:
· لا ينبغي ممارسة أي عمل لا تعطى محصلته فائدة.
· كل التعرضات الإشعاعية يجب أن تحفظ إلى أقل قيمة معقولة مع الأخذ في الاعتبار العوامل الاقتصادية والاجتماعية.
· الجرعة المكافئة للأفراد يجب أن لا تتجاوز الحدود الموصى بها من قبل اللجنة.

مقاييس الوقاية من الإشعاع في كل دولة ترتكز على توصيات ICRP لفئة الجمهور والمهنيين، حيث توصي بأن أقصى جرعة مسموحة للتعرض المهني 20 مللي سيفرت/عام كمتوسط خمس سنوات (100 مللي سيفرت) ولا تتجاوز 50 مللي سيفرت في العام الواحد ، أما تعرض فئة الجمهور فحددت ICRP 1 مللي سيفرت كأقصى جرعة مسموحة كمتوسط خمس سنوات مع الملاحظة أن المقادير المذكورة في كلا الفئتين فوق مستوى الخلفية ولا تشمل أيضاً التعرض الطبي.

المصـادر:
1- اطميش، حسن محمد (1990) : "مجلة الذرة"، ط1، دار الشؤون الثقافية العامة، بغداد، العراق.
2- الجبوري، عبد الوهاب محمد (2001): "حجم وتأثيرات الأسلحة الإشعاعية المستخدمة ضد العراق خلال العدوان الثلاثيني" مجلة أم المعارك، العدد 25، مركز أم المعارك للبحوث والمعلومات، بغداد، العراق.
3- حمزة، كريم محمد (1999): "الأبعاد البيئية للعدوان على العراق - تحليل اجتماعي"، مجلة دراسات اجتماعية، العدد 1، بيت الحكمة، بغداد، العراق.
4- الشناوي ، رفعت محمد كامل (1997) : "الوقاية من مخاطر التلوث الإشعاعي"، نشرة الذرة والتنمية، المجلد 10، العدد 1، الهيئة العربية للطاقة الذرية، تونس.
5- العطية، موسى جعفر (2000): "تصنيف المعادن المشعة وطرق دراستها"، مجلة الذرة والتنمية، العدد 3، الهيئة العربية للطاقة الذرية، تونس.
6- علي، عادل محمد (2000) : "حقائق مبسطة عن الطاقة والوقود النووي"، نشرة الذرة والتنمية، المجلد 12، العدد 2، الهيئة العربية للطاقة الذرية، تونس.
7- فريق عمل من خمسة مختصين في المعهد البريطاني الإشعاعي (1995): "الآثار الإشعاعية لحروب نووية"، مجلة عالم الذرة، العدد 36، هيئة الطاقة الذرية السورية، سوريا.
8- ليودفيك، نابوشا (1998): "دراسة مختبرية ميدانية حول آثار اليورانيوم المنضب بشريا وبيئيا"، مجلة أم المعارك، العدد 19، مركز أم المعارك للبحوث والدراسات، بغداد، العراق.
9- معروف، بهاء الدين حسين (1998) : "التلوث باليورانيوم المنضب في العراق"، مجلة أم المعارك، العدد 16، مركز أبحاث أم المعارك، بغداد، العراق.
10- موري ، ر.ل (1987) : "الطاقة النووية"، ترجمة : د. منيب عادل خليل ، دار الكتب للطباعة والنشر، جامعة الموصل.
11- ولكر ، ريتشارد (1990) : "الإصابات الإشعاعية الحادة" ، مجلة عالم الذرة ،
العدد 11.

12- نشرة الذرة والتنمية (1994) : الهيئة العربية للطاقة الذرية، العدد 3، تونس.
13- ----------- (1991) : عدد خاص عن تقنيات استخلاص اليورانيوم، المجلد 3، العدد 7، الهيئة العربية للطاقة الذرية، تونس.
14------------ (1997) : الهيئة العربية للطاقة الذرية، العدد 3، تونس.
15------------ (1993) : الهيئة العربية للطاقة الذرية، العدد 5، تونس.
16- الونداوي ، حسين (1998) : "فوائد الرضاعة الطبيعية في البيئة الملوثة
إشعاعيا"، نشرة الذرة والتنمية، المجلد 10، العدد 1، الهيئة العربية للطاقة الذرية، تونس.

17- الإنترنت .


أتمني لكم التوفيق


__________________
اخر تواجد بتاريخ 31 / 5 / 2013
Mona Nour is offline   Reply With Quote
Old 04-27-2011, 08:27 PM   #6
magdyfahim
شريك جديد
ward2u
 
Join Date: Apr 2011
Posts: 1
magdyfahim is on a distinguished road
Default

مشكوره
magdyfahim is offline   Reply With Quote
Old 05-24-2011, 12:17 AM   #7
السيلاوي
شريك شرف
ward2u
 
Join Date: May 2011
Location: بلاد العرب أوطاني
Posts: 2,029
السيلاوي is on a distinguished road
Default

الاخت
Mona Nour
اجدت وابدعت حقا
السيلاوي is offline   Reply With Quote
Reply

Bookmarks

Thread Tools

ward2u Posting Rules
You may not post new threads
You may not post replies
You may not post attachments
You may not edit your posts

BB code is On
Smilies are On
[IMG] code is On
HTML code is Off


ward2u Similar Threads
Thread Thread Starter Forum Replies Last Post
احدى فعاليات النشاط المدرسي في خانقين ياسين محمد محي الدين منتدى التصوير الفوتوغرافي 4 05-26-2010 05:04 PM


All times are GMT +2. The time now is 02:04 PM.


Powered by vBulletin® Version 3.8.8
Copyright ©2000 - 2014, vBulletin Solutions, Inc.