البحث عن التحلل الإشعاعي عبارة عن مجموعة من المعلومات القيمة والشاملة حول هذه الظاهرة الكيميائية، تجمع بين العديد من العلوم ومجالات الحياة، حيث يبدو للوهلة الأولى أنه مصطلح علمي بحت، ولكنه يستخدم بشكل يومي وغير مباشر في العديد من الأعمال، والتي سيتم تقديمه في هذه المقالة مقدمًا تحقيقًا علميًا يتكون من مقدمة ونواة موضوعية وتنتهي باستنتاج حول هذا المفهوم الكيميائي.
محتويات
مقدمة لأبحاث الاضمحلال الإشعاعي
وهي مكونة من أجزاء صغيرة، والذرة، أو في اللغة الإنجليزية “أتوم”، هي أصغر وحدة للمادة. اكتشف العلماء أن كل ذرة تتكون من نواة تدور حولها مجموعة من الإلكترونات موزعة في مدارات مختلفة. مع تطور العلم والتكنولوجيا، تمكن العلماء من الخوض في تكوين النواة الذرية، حيث تتكون كل نواة من نيوترونات بدون شحنة، ويطلق عليها اسم محايد، بينما البروتونات مكونات ذات شحنة موجبة، و يؤدي اختلاف النيوترونات إلى تكوين النظائر، وهي ذرات من نفس العنصر الكيميائي تشترك في نفس العدد الذري وتختلف في الكتلة الذرية، مثل نظائر الكربون 14 و 12.
البحث عن الاضمحلال الإشعاعي
تتضمن مناقشة التحلل الإشعاعي البدء بملخص موجز وتذكير مبسط حول مفهوم الذرة وتحديد مكوناتها المختلفة، والتي توجد استخدامات لها في العديد من المجالات والصناعات.
حدد الاضمحلال الإشعاعي
إن نمط التحلل الإشعاعي، أو النشاط الإشعاعي الطبيعي، هو تحول كيميائي طبيعي يحدث على مستوى نواة الذرة، حيث تفقد كمية وتنتج إشعاعات مختلفة، وتجدر الإشارة إلى أن هذا التحلل تلقائي. عملية تسعى من خلالها الذرة إلى تحقيق الاستقرار دون تغيير الكتلة أو عدد البروتونات. تشمل هذه العملية النواة الأم، التي تصبح نواة ابنة، وتنتج نوكليدات، وهي البروتونات والنيوترونات. ينقسم الإشعاع الناتج إلى ثلاثة أنواع رئيسية، وهي كالتالي
- إشعاع جاما يطلق عليه باللغة الإنجليزية “جاما”، ويرمز له بالحرف “γ”، وهو إشعاع كهرومغناطيسي يتميز بتردده العالي.
- جسيمات بيتا يطلق عليها “جسيمات بيتا” باللغة الإنجليزية، ويُشار إليها بالحرف اللاتيني “β”، وتشمل كلا من البوزيترونات.
- إشعاع ألفا بالإنجليزية “Alpha”، يرمز له بالحرف “α”، ويتضمن تحلل عنصر الهيليوم المشع.
تاريخ النشاط الإشعاعي الطبيعي
مقارنة ببعض الاكتشافات العلمية، يعتبر الإشعاع النووي اكتشافًا حديثًا، حيث يعود الفضل في هذه المعجزة العلمية إلى العالم الفرنسي أنتوني هنري بيكريل، الذي قام عام 1896 بتصوير الأشعة السينية وعرضها على لوحات فوتوغرافية مغطاة بالكبريتات، ولاحظ أن أصبحت الصفائح مشعة في الظلام بعد رشها باليورانيوم، أطلق عليها إشعاع اليورانيوم، بينما قامت العالمة ماري كوري وزوجها بيير بدراسة النشاط الإشعاعي لعنصر البولونيوم باستخدام صفائح بيكريل.
أنواع النشاط الإشعاعي الطبيعي
ينقسم النشاط الإشعاعي الطبيعي، أو الاضمحلال الإشعاعي، إلى أنواع مختلفة، تتمثل في مجموعة الإشعاع التي تنتجها النواة عندما تتحلل، وهذه الأنواع على النحو التالي
- التقاط الإلكترون وهو أندر أنواع الانحلال، حيث يجذب البروتون الإلكترون ويلتقطه، وبالتالي يصبح بروتونًا، مما يؤدي إلى تحول النيوترون إلى إلكترون، مما يؤدي إلى الحفاظ على عدد العجين.
- تحلل ألفا تتفكك نواة الهيليوم، وتشكل جسيمًا يسمى ألفا، وتنتج نواة جديدة برقم ووزن ذري جديد.
- اضمحلال بيتا حيث يؤدي انبعاث الإلكترون إلى زيادة، بينما يؤدي انبعاث الجسم المضاد إلى الإلكترون إلى انخفاض في العدد الذري.
- اضمحلال جاما يتميز هذا النوع من الانشطار عن الأنواع الأخرى من خلال تغيير مستوى الطاقة.
ما هي المواد المشعة
في رحلة البحث عن الاضمحلال الإشعاعي، من الضروري التمسك بمفهوم العناصر أو المواد المشعة، وتسمى “العناصر المشعة”، وهي عناصر كيميائية تنقسم وتنقسم مما يؤدي إلى إطلاق كمية من الطاقة. حيث تفقد النظائر النيوترونات أو البروتونات لأنها عناصر غير مستقرة، تجدر الإشارة إلى أن القوة النووية تسعى إلى جذب مكونات النواة، بينما تسعى البروتونات إلى التنافر والتباعد من خلال الطاقة الكهرومغناطيسية.
أمثلة على العناصر المشعة
بعد تحديد العناصر المشعة في الكيمياء لا بد من تقديم بعض الأمثلة عن هذه المواد المنتشرة في طبيعتها بكثرة، ونذكر ما يلي
- اليورانيوم “U”.
- البلوتونيوم، “بو”.
- راديو “رع”.
- الرادون “آكانيوز”.
استخدامات العناصر المشعة
يتضمن الحديث عن التحلل الإشعاعي أهمية هذه الظاهرة الكيميائية، وكذلك استخداماتها المختلفة، والتي تشمل المجالات التالية
- الطب تستخدم العناصر المشعة لقتل الخلايا السرطانية، كما أنها تجعل من الممكن تشخيص بعض الأمراض وتتبع مسار الطعام داخل الجهاز الهضمي.
- الصناعة تستخدم المواد المشعة في عمليات التعقيم وكذلك في صناعة أجهزة كشف الدخان.
- توليد الطاقة تتجه بعض الدول المتقدمة نحو اعتماد المواد المشعة كمورد دائم ومتجدد للطاقة، وهو ما فعله الاتحاد السوفيتي.
- الزراعة يمكن لبعض العناصر المشعة تحديد وجود المياه الجوفية وتستخدم لتخصيب التربة وتعقيم البذور.
- العلم يستخدم النظير 14 لتحديد عمر الحفريات.
اختتام البحث عن الاضمحلال الاشعاعي
ظاهرة الاضمحلال الإشعاعي هي عملية كيميائية تلقائية، تسعى من خلالها نوى الذرات إلى الاستقرار، وعلى الرغم من أنها تقدم العديد من الفوائد والمزايا في مجالات الصناعة والطب والزراعة، حيث تتيح تشخيص العديد من الأمراض والقضاء على الفطريات وكذلك توليد الطاقة المتجددة يحمل العديد من السلبيات والمخاطر، بما في ذلك إنتاج النفايات السامة وتصنيع الأسلحة الفتاكة والخطيرة مثل قنبلة هيروشيما التي تسببت في خسائر بشرية فادحة.
البحث عن التحلل الإشعاعي موضوع علمي يخضع للقواعد الأساسية للبحث المكتوب، حيث يتضمن مقدمة قصيرة وموضوعًا تفصيليًا وشاملًا يؤدي إلى استنتاج يلخص المعلومات المذكورة أعلاه، ويؤكد على أن عملية النشاط الإشعاعي هو سيف ذو حدين، يتضمن العديد من إيجابيات وسلبيات البشرية ومجموعة الكائنات الحية على الأرض.