ماجد طه
20-02-2007, 21:19
الإشــــــــــعاعات النــــــــــووية
1 ًـ أشــــــــــعة ألفــــــــــا α :
وهي أشعة جسيمية تتكون من سيل من الجزيئات كل جزئ منها يتكون من أربعة جسيمات نووية ( بروتونين ونيترونين ) وهي عبارة عن نوى الهليوم .
ومعنى ذلك أن انبعاث جزئ ألفا من أي عنصر سيؤدي إلى الإقلال من رقمه الذري بمقدار 2 بسبب خسارة بروتونين ونيوترونيين , وبالتالي فهو يحول العنصر إلى العنصر الذي يسبقه في الجدول الدوري بمركزين . فلو كانت النواة التي فقدت جزئ ألفا هي نواة اليورانيوم التي تحمل الرقم الذري 92 , لأصبحت تلك النواة الثوريوم التي تحمل الرقم الذري 90 , وهذا ما يحدث فعلاً فاليورانيوم عنصر غير مستقر ويتحول باستمرار إلى الثوريوم نتيجة انبعاث جزيئات ألفا من أنويته . وقد كان في اكتشاف هذه الظاهرة بعث لحلم الكيميائيين القدامى في تحويل العناصر إلى بعضها البعض وهاهو الحلم يتحقق بدون تدخل الإنسان .
وقدرة أشعة ألفا على اختراق الأجسام الصلبة ضعيفة جداً وذلك لكبر حجم جزيئاتها , فهي لا تتعدى خمسة أو ستة سنتمترات من الهواء , ويمكن إيقافها تماماً بشريحة رقيقة من الألمنيوم أو بضعة شرائح من الورق العادي , ولكن اختراقها للهواء أو أي غاز آخر يؤدي إلى تأيّنه ( Ionizatation ) أي تحويل ذراته المتعادلة إلى أيونات ( أي شوارد ) نتيجة للطاقة التي تبثها في الإلكترونات التي تحيط بالنواة والتي تؤدي إلى أن تهجر أنويتها .
2 ًـ أشــــــــــعة بيتــــــــــاβ :
وهي عبارة عن سيل من الإلكترونات السريعة التي تنبعث من النواة وليس من الإلكترونات التي تسبح حول النواة .
إذن من أين تأتي هذه الإلكترونات حيث أن النواة تتكون من بروتونات ونيوترونات فقط ؟
يمكن النظر إلى النيوترون على أنه جسيم مركب من إلتحام بروتون موجب مع إلكترون سالب ,حسب نظرية ( الكواركات ) ( والتي سبق وأن قدمت مشاركة في هذا المنتدى الكريم بعنوان بعض المفاهيم حول الجسيمات الأولية أوضحت فيها بشيء من التفصييل نظرية الكواركات ) وبهذا يصبح من الممكن أن ينفك هذا الإلتحام ويتحول النيوترون إلى بروتون وينبعث نوعين من الجسيمات هما ( النيوترينو المضاد Anti neutrino ) , و جزيئة بيتا السالبة والتي تدعى ( الإلكترون ) على هيئة أشعة بيتا ( وهي حالة تحول النيوترون إلى بروتون ) .
أما الحالة الثانية فهي حالة تحول البروتون إلى نيوترون وينبعث نوعين من الجسيمات أيضا هما ( النيوترينو Neutrino ) وجزيئة بيتا الموجبة والتي تدعى ( البوزيترون Positron ) .
وعلى هذا الأساس فإن انبعاث أشعة بيتا السالبة ( في الحالة الأولى ) من أية نواة يزيد من رقمها الذري بمقدار واحد نتيجة زيادة بروتون واحد , أي بالمحصلة ينتقل بالعنصر إلى العنصر الذي يليه مباشرة في الجدول الدوري , والعكس بالنسبة للحالة الثانية .
فالثوريوم Th90 مثلاً الذي ينتج من تحلل اليورانيوم U92 نتيجة فقده لجسيم ألفا كما ذكرنا سابقاً , ويتحول الثوريوم إلى البروتاكتينيوم ذي الرقم الذري 91 نتيجة فقده لجسيم بيتا.
( U92 -------------------------------> Th90 + α Rays ( 2p + 2n
( السالبة Th90 -------------------------------> Pa91 + β Rays ( e
وإذا ما فقد البروتاكتينيوم جسيم بيتا آخراً أصبح رقمه الذري 92 وتحول إلى اليورانيوم مرة أخرى وهذا مايحدث فعلاً في الطبيعة دون تدخل أحد .
وقدرة أشعة بيتا على اختراق الأجسام الصلبة أكبر من قدرة أشعة ألفا , ولكن يمكن إيقافها تماماً بشريحة من الألمنيوم ذات سماكة عدة ميليمترات , ولا تستطيع اختراق أكثر من 6 أمتار من الهواء وهي أيضاً أشعة مؤينة ( مشردة ) ولكن بقدرة أقل من أشعة ألفا .
3 ًـ أشــــــــــعة غامــــــــــا γ
وهي موجات مثل أشعة إكس تماماً ولكن طولها الموجي أقصر من أشعة إكس إذ يتراوح مابين ( 10 أس - 8 و 10 اس - 11 سم تقريباً ) , وتعتبر أقصر الأشعة المعروفة حتى الآن , وقدرتها على النفاذ عبر الأجسام الصلبة أكبر من أشعة ألفا وأشعة بيتا وأشعة إكس أيضاً ذلك أنها تستطيع اختراق الهواء لعدة مئات من الأمتار ولا يوقفها إلا عدة سنتمترات من الرصاص أو بضعة أمتار من الخرسانة , ولكن قدرتها على التأيين أقل بكثير من أشعة بيتا . حيث تتراوح نسبة قدرة التأيين للأشعة الثلاث هي :
اشعة ألفــــــــا : 1
أشعة بيتــــــــا : 100
أشعة غامــــــا : 1000
.
1 ًـ أشــــــــــعة ألفــــــــــا α :
وهي أشعة جسيمية تتكون من سيل من الجزيئات كل جزئ منها يتكون من أربعة جسيمات نووية ( بروتونين ونيترونين ) وهي عبارة عن نوى الهليوم .
ومعنى ذلك أن انبعاث جزئ ألفا من أي عنصر سيؤدي إلى الإقلال من رقمه الذري بمقدار 2 بسبب خسارة بروتونين ونيوترونيين , وبالتالي فهو يحول العنصر إلى العنصر الذي يسبقه في الجدول الدوري بمركزين . فلو كانت النواة التي فقدت جزئ ألفا هي نواة اليورانيوم التي تحمل الرقم الذري 92 , لأصبحت تلك النواة الثوريوم التي تحمل الرقم الذري 90 , وهذا ما يحدث فعلاً فاليورانيوم عنصر غير مستقر ويتحول باستمرار إلى الثوريوم نتيجة انبعاث جزيئات ألفا من أنويته . وقد كان في اكتشاف هذه الظاهرة بعث لحلم الكيميائيين القدامى في تحويل العناصر إلى بعضها البعض وهاهو الحلم يتحقق بدون تدخل الإنسان .
وقدرة أشعة ألفا على اختراق الأجسام الصلبة ضعيفة جداً وذلك لكبر حجم جزيئاتها , فهي لا تتعدى خمسة أو ستة سنتمترات من الهواء , ويمكن إيقافها تماماً بشريحة رقيقة من الألمنيوم أو بضعة شرائح من الورق العادي , ولكن اختراقها للهواء أو أي غاز آخر يؤدي إلى تأيّنه ( Ionizatation ) أي تحويل ذراته المتعادلة إلى أيونات ( أي شوارد ) نتيجة للطاقة التي تبثها في الإلكترونات التي تحيط بالنواة والتي تؤدي إلى أن تهجر أنويتها .
2 ًـ أشــــــــــعة بيتــــــــــاβ :
وهي عبارة عن سيل من الإلكترونات السريعة التي تنبعث من النواة وليس من الإلكترونات التي تسبح حول النواة .
إذن من أين تأتي هذه الإلكترونات حيث أن النواة تتكون من بروتونات ونيوترونات فقط ؟
يمكن النظر إلى النيوترون على أنه جسيم مركب من إلتحام بروتون موجب مع إلكترون سالب ,حسب نظرية ( الكواركات ) ( والتي سبق وأن قدمت مشاركة في هذا المنتدى الكريم بعنوان بعض المفاهيم حول الجسيمات الأولية أوضحت فيها بشيء من التفصييل نظرية الكواركات ) وبهذا يصبح من الممكن أن ينفك هذا الإلتحام ويتحول النيوترون إلى بروتون وينبعث نوعين من الجسيمات هما ( النيوترينو المضاد Anti neutrino ) , و جزيئة بيتا السالبة والتي تدعى ( الإلكترون ) على هيئة أشعة بيتا ( وهي حالة تحول النيوترون إلى بروتون ) .
أما الحالة الثانية فهي حالة تحول البروتون إلى نيوترون وينبعث نوعين من الجسيمات أيضا هما ( النيوترينو Neutrino ) وجزيئة بيتا الموجبة والتي تدعى ( البوزيترون Positron ) .
وعلى هذا الأساس فإن انبعاث أشعة بيتا السالبة ( في الحالة الأولى ) من أية نواة يزيد من رقمها الذري بمقدار واحد نتيجة زيادة بروتون واحد , أي بالمحصلة ينتقل بالعنصر إلى العنصر الذي يليه مباشرة في الجدول الدوري , والعكس بالنسبة للحالة الثانية .
فالثوريوم Th90 مثلاً الذي ينتج من تحلل اليورانيوم U92 نتيجة فقده لجسيم ألفا كما ذكرنا سابقاً , ويتحول الثوريوم إلى البروتاكتينيوم ذي الرقم الذري 91 نتيجة فقده لجسيم بيتا.
( U92 -------------------------------> Th90 + α Rays ( 2p + 2n
( السالبة Th90 -------------------------------> Pa91 + β Rays ( e
وإذا ما فقد البروتاكتينيوم جسيم بيتا آخراً أصبح رقمه الذري 92 وتحول إلى اليورانيوم مرة أخرى وهذا مايحدث فعلاً في الطبيعة دون تدخل أحد .
وقدرة أشعة بيتا على اختراق الأجسام الصلبة أكبر من قدرة أشعة ألفا , ولكن يمكن إيقافها تماماً بشريحة من الألمنيوم ذات سماكة عدة ميليمترات , ولا تستطيع اختراق أكثر من 6 أمتار من الهواء وهي أيضاً أشعة مؤينة ( مشردة ) ولكن بقدرة أقل من أشعة ألفا .
3 ًـ أشــــــــــعة غامــــــــــا γ
وهي موجات مثل أشعة إكس تماماً ولكن طولها الموجي أقصر من أشعة إكس إذ يتراوح مابين ( 10 أس - 8 و 10 اس - 11 سم تقريباً ) , وتعتبر أقصر الأشعة المعروفة حتى الآن , وقدرتها على النفاذ عبر الأجسام الصلبة أكبر من أشعة ألفا وأشعة بيتا وأشعة إكس أيضاً ذلك أنها تستطيع اختراق الهواء لعدة مئات من الأمتار ولا يوقفها إلا عدة سنتمترات من الرصاص أو بضعة أمتار من الخرسانة , ولكن قدرتها على التأيين أقل بكثير من أشعة بيتا . حيث تتراوح نسبة قدرة التأيين للأشعة الثلاث هي :
اشعة ألفــــــــا : 1
أشعة بيتــــــــا : 100
أشعة غامــــــا : 1000
.