نموذج رائع .. ” بحث عن التحلل الاشعاعي “
مقدمة لبحث التحلل الإشعاعي
بحث التحلل الإشعاعي هو دراسة جميع المعلومات المتعلقة بظاهرة التحلل الإشعاعي التي تتضمن مقدمة وموضوعا رئيسيا وخاتمة، حيث يتمثل هذا التحلل في إطلاق طاقة على شكل إشعاع مؤين، ويحتوي هذا الإشعاع على جسيمات ألفا وجزيئات بيتا وأشعة جاما. وتحدث ظاهرة التحلل الإشعاعي في ذرات غير متوازنة ومشعة تسمى النويدات المشعة. وقد اكتشف العالم هنري بيكريل في عام 1896 أن أحد أملاح اليورانيوم يصدر إشعاعا، ولم يكن معروفا بوضوح طبيعة هذا الإشعاع ولكن وجد أنه يمكنه اختراق المواد ونسخ الصور في الظلام. واكتشف بيكريل أن المركبات اليورانيومية هي المصدر الرئيسي لهذا الإشعاع، وأن هذا التحلل الإشعاعي يحدث تلقائيا بدون تدخل من المؤثرات الخارجية مثل درجة الحرارة والضغط.
معلومات عن التحلل الإشعاعي
تنتج الذرات المختلفة نتيجة للتحلل الإشعاعي، حيث تتشكل من تحول النويدات المشعة، ويعرف هذا باسم منتج الاضمحلال الإشعاعي، وتستمر هذه الذرات في التحول إلى منتجات اضمحلال جديدة حتى تتوقف تلقائيا عن النشاط الإشعاعي وتصبح مستقرة، ويتم تحلل المواد المشعة مرة واحدة فقط لتصبح مستقرة، أما المواد التي تتحلل أكثر من مرة تسمى سلاسل مشعة متسلسلة، وتسمى السلسلة المتحققة من هذه التحولات والتي تحقق التوازن سلسلة الاضمحلال.
وكل سلسلة من سلاسل الاضمحلال لها سلسلة خاصة بها، وإن منتجات هذه السلسلة دائمًا تكون مشعة، فقط الذرة النهائية التي تنتج ليست مشعة، حيث أن النويدات المشعة تحتوي على معدل اضمحلال محدد وإن بعضها لها نصف عمر حيث أنه يتجلى في بضع ثوان فقط، بينما هناك بعض النويدات المشعة يتجلى نصف عمرها بمئات أو ملايين أو بلايين السنين.
تاريخ اكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي
إن ظاهرة النشاط الإشعاعي تم اكتشافها عن طريق العالم هنري بيكوريل في عام 1896م، وقد تم اكتشافه عن طريق وضع لوحًا فوتوغرافيًا مع معدن اليورانيوم في خزانة خالية من الضوء تمامًا، وتركهما في الخزانة لمدة أربعة أيام وبعد انقضاء المدة أظهر الفلم ووجد أن هناك صورة قد تكونت على الفلم الفوتوغرافي، وقد استنتج من هذه الصورة المتكونة أن معدن اليورانيوم قد أطلق أشعة غير مرئية ساهمت بالتأثير على الفلم الفوتوغرافي، وإن هذه الظاهرة قد سُميت باسم ظاهرة النشاط الإشعاعي.
اكتشاف هنري قاد إلى نظرية الذرة الحديثة واكتشاف عناصر جديدة. درس العالم أرنست رذرفورد طبيعة النشاط الإشعاعي للعناصر واستنتج بعد الدراسات أن النشاط الإشعاعي للعناصر ينقسم إلى ثلاثة أنواع من الأشعة، وتعرف هذه الأنواع بأول ثلاثة حروف في الأبجدية اليونانية وهي: ألفا وبيتا وجاما. تعريف كل نوع من هذه الأنواع يتجلى في
- الدقائق الألفا هي نواة ذرة الهيليوم التي تتألف من بروتونات ونيوترونات، وتحمل شحنة موجبة دائما.
- – الأشعة الجاما هي أشعة كهرومغناطيسية، وشحنة الأشعة الجاما تكون مساوية للصفر.
- تُعرف دقائق بيتا بأنها تحتوي على إلكترونات ذات طاقة عالية، وأن شحنة بيتا تكون سالبة دائمًا.
فعندما يتم وضع مادة مشعة في المجال الكهربائي نجد أن دقائق ألفا يتم انحرافها باتجاه القطب السالب للمجال وهذا الأمر يشير على أنها موجبة الشحنة، أما دقائق بيتا فيتم انحرافها من ناحية القطب الموجب ويدل هذا الأمر على أنها ذو شحنة سالبة، بينما أشعة جاما تبقى ساكنة لا تنحرف أبدًا حيث أنها هي عبارة عن أمواج كهرومغناطيسية وتسلك سلوك الضوء.
أنواع النشاط الإشعاعي
إن النشاط الإشعاعي الطبيعي يعتبر أمرًا مهمًا بالنسبة لتعرض السكان للإشعاع، حيث أن العناصر التي تتألف من أكثر من 82 من العدد الذري تمتاز بالنشاط الإشعاعي ويكمن السبب في زيادة عدد البروتونات في النواة مما يؤدي إلى تنافر القوى الكهروستاتيكية الكبيرة، وإن النشاط الإشعاعي أو ما يسمى بالاضمحلال الإشعاعي ينقسم إلى أنواع عديدة، وتتمثل هذه الأنواع في مجموعة الإشعاع التي يتم إنتاجها من قبل النواة عند تحللها، وتتجلى أنواع النشاط الإشعاعي في:
- التقاط الإلكترون هو نوع نادر يتم فيه جذب الإلكترونات من البروتونات وتحويلها إلى بروتونات، وبالتالي تحويل النيوترونات إلى إلكترونات للحفاظ على الكتلة الذرية.
- تتمثل تحلل ألفا في تحلل نواة الهليوم، وتنتج جسيما يسمى ألفا، وبالتالي يتكون نواة جديدة بكتلة ورقم ذري جديد، ومثال على ذلك هو تحلل النظائر اليورانية لتشكيل ثوريوم وجسيم ألفا، ونلاحظ أن تحلل ألفا يؤدي إلى تغيير في عدد البروتونات وتقليل التوازن في الكتلة الذرية.
- يحدث تشكل هذا النوع عند زيادة عدد البروتونات بمقدار واحد بعد إطلاق الكترون، بينما يؤدي إطلاق الجسم المضاد للكترون إلى انخفاض عدد البروتونات. ويمكننا أن نرى زيادة عدد البروتونات بمقدار واحد في هذا النوع من التفاعل.
- تحدث اضمحلال جاما، ويختلف هذا النوع عن الأنواع السابقة لأنه يتضمن تغييرا في مستوى طاقة النواة.
وإن النشاط الإشعاعي يتكون من ثلاثة أصناف رئيسية تتجلى في:
- المواد المشعة الأصلية التي تنشأ من الأرض تسمى بالنويدات المشعة الأصلية، وتعرف باللغة الإنجليزية باسم Primordial Radionuclides .
- تتكون النويدات المشعة الثانوية من الانحلال الإشعاعي للنويدات التي تكون ذات منشأ أرضي.
- – النويدات المشعة التي تنتجها الأشعة الكونية وتعرف باللغة الإنجليزية باسم “Cosmogonist Radionuclide s.
النشاط الإشعاعي فوائده وأضراره
إن للنشاط الإشعاعي فوائد عديدة تتجلى في:
- يتمتع بالفوائد في مجالات متعددة مثل الصناعة والطب، بالإضافة إلى فوائده في مجال الزراعة.
- يساعد في تشخيص وعلاج العديد من الأمراض.
- يستخدم لتعقيم الأدوات الطبية والمواد الغذائية.
- ينتج عنه الطاقة الحرارية والطاقة الكهربائية.
- يساهم في رصد العديد من الخطوات المختلفة في عمليات الصناعة المختلفة.
“تؤدي التعرض للإشعاع الذي ينتج عن العناصر المشعة ومخلفاتها إلى أضرار عديدة تصيب الإنسان والكائنات الحية، حيث تتجلى آثار النشاط الإشعاعي في:
- الإصابة بفقر الدم.
- يثبط عمل جهاز المناعة في الجسم.
- قد يؤدي الإصابة بأمراض خطيرة مثل سرطان الجسم والعقم.
- – “يؤدي إلى حدوث تحورات وتغيرات في الجينات الوراثية.
نجد أن بحث التحلل الإشعاعي هو موضوع علمي يضم المعلومات المتعلقة بالبحث من عدة جوانب، ويؤكد أن عملية التحلل الإشعاعي هي سلاح ذو حدين، حيث يتجلى فيهاالعديد من الإيجابيات والسلبيات، ومن بين أهم هذه السلبيات تهديد الكائنات الحية وحياتها.