النشاط الإشعاعي Radioactivity

النشاط الإشعاعي  Radioactivity

ظاهرة النشاط الإشعاعي, هي ظاهرة  أطلاق العناصر لأشعة غير مرئية, يصاحبها الأنبعاث التلقائي للدقائق أو الطاقة من أنوية الذرات المشعة ( غير مستقرة), نسمي النواة غير المستقرة بالنويدة المشعة أو الإشعاعية النشاط. أكتشف الظاهرة الفيزيائي الفرنسي أنتوني هنري بيكريل عام 1896م, عندما لاحظ بأن ملح اليورانيوم -كبريتات يورانيل البوتاسيوم K₂UO₂(SO₄)₂ تصدر إشعاعات غير مرئية تؤدي إلى تعتيم الواح التصوير وأن ذلك لا يعتمد على مؤثر خارجي .  وقد قاد اكتشاف بيكوريل إلى بدايات النظرية الذرية الحديثة، إلى اكتشاف عناصر جديدة. أن عملية التحلل تلقائي لأنوية بعض الذرات يصاحب ذلك انبعاثات لدقائق دون ذرية تعرف بإسم ألفا, وهي نوى هيليوم وبيتا وهي إلكترونات أو إشعاعات كهرمغناطيسية تعرف بأشعة أكس واشعة كاما وهي فوتونات ذات طاقة عالية.

نبذه تأريخية

الدراسات التي ركزت على العناصر المشعة مرت بمراحل

أدخل الكيميائيان الفرنسيان ماري كوري وبيير كوري كلمة النشاط الإشعاعي للدلالة على ان الأشعة المنبهثة من أملاح اليورانيوم هي ظاهرة ذرية خاصة بالعنصر و لاتتعلق بالخواص الكيميائية أو الفيزيائية . كما لاحظا بأن النشاط الإشعاعي لخام البتشبلند الحاوي على اليورانيوم أكبر من النشاط الإشعاعي لليورانيوم بحد ذاته ، فتوالت الدراسات على هذا الخام حتى استطاعا استخلاص عنصرين مشعين جديدين منه وهما البولونيوم والراديوم ، كما اكتشفت ماري كوري بأن عنصر الثوريوم مشع أيضا.

 وفي عام 1899م, أكتشف عنصر الأكتينيوم المشع من قبل  الكيميائي الفرنسي اندري لويس ديبييرني وفي نفس العام تم اكتشاف غاز الرادون المشع من قبل الفيزيائيين البريطانيين إيرنست رذرفورد وفريدريك سودي . ومن الخصائص المميزة للإشعاعات ألفا وبيتا وكاما قدرتها على التأين وقوة نفاذها وتتفاوت الإشعاعات الثلاثة من حيث قدرتها على التأين والنفاذ، فقد دلت التجارب العملية على أن جسيمات ألفا هي أكبر هذه الإشعاعات قدرة على تايين جزيئات الوسط الذي تمر فيها، و يرجع السبب في ذلك إلى كبر كتلتها و كبر شحنتها بالمقارنة مع جسيمات بيتا و هذا ما يجعل احتمال تصادمها مع جزيئات الوسط عاليا, ونظرا لقدرتها العالية على التايين فإنها تفقد طاقتها بسرعة وبالتالي مقدرتها على النفاذ منخفضة، اما جسيمات بيتا فهي ذو كتلة صغيرة جدا بالمقارن. ومع جسيمات ألفا و بالتالي تكون سرعتها أكبر من سرعة جسيمات الفا التي تساويها في الطاقة ، لذا يكون احتمال تصادمها بجزيئات الوسط الذي تمر فيه أقل و تكون قدرتها على التأين أقل ، و قدرتها على النفاذ أكبر من جسيمات ألفا.

أما اشعة كاما فهي أكثرها قدرة على النفاذ وأقلها قدرة على التاين, تجدر الإشارة هنا إلى ان الإشعاعات جميعها ذات الطاقة العالية تضر بالإنسجة الحية ، فهي تعمل على تدمير الخلايا ، غير ان خطورتها تختلف باختلاف نوع الإشعاع ودقته وشدته ومدى تعرض الانسجة الحية له ، ومن أكثها خطورة هي أشعة كاما لقدرتها العالية على النفاذ . ويمكن الكشف عن تلك الإشعاعات عن طريق عدة اجهزة اهمها جهاز يعرف باسم عداد كايكر .

مميزات النشاط الإشعاعي:

للنشاط الأشعاعي خصائص لايمكن التنبؤ بحدوثها لذلك لكي يتمكن المختص من معرفة خصاص كل ميزه منها صنف علماء الفيزياء النووية هذه المميزات  حسب حالى حدوثها إلى

(1)      عشوائي: والذي لايمكن التنبؤ بحدوثه.

(2)       حتمي: وهذا النشاط لابد من حدوثة ألا أن وقت الحدوث مبهم لذلك يحصل عاجلاً أم أجلاً.

(3)      تلقائي: وهو الذي يحدث دون تدخل خارجي.

(4)      لا يتعلق بالعوامل الخارجية: مثل درجة الحرارة و الضغط.

النوى الذرية

في النشاط الإشعاعي تقسم النوى الذرية إلى قسمين

الأول يعرف بالنوى المستقرة: ونجد فيها أن عدد النيترونات أكبر من عدد البروتونات في الذرة.

والثاني يعرف بالنوى غير المستقرة (المتهيجة): وهي النوى التي تحتوى على فائض في عدد النيترونات او البروتونات أو كليهما, وتعرف انها ذرة مثارة ولكي تصل حالة الأستقرار تتفتت باعثة بعض نوى الهيليوم (He₂⁴ ) أو ألكترونات (⁰_-1e ) أو بوزوترونات (e ⁰₁ ) وعندها تسمى نوى النشطة أشعاعياً.