فلسطيني طموح
18-09-2006, 22:19
النشاط الإشعاعي:
إن النشاط الإشعاعي الذي تمتاز به المواد المشعة يشير الى مقدرة تلك المواد على الاشعاع، ولكنه لا يعطي اية فكرة كمية عن مقدار الاشعاع الصادر او مقدار الخطر الصحي المتعلق بهذا الاشعاع. لذلك فانه تم تعريف النشاط الاشعاعي لكمية معينه من المادة المشعة بدلالة عدد الانحلالات التي تحصل في العينة في الثانية الواحدة. فإذا كان لدينا انحلالا واحدا في الثانية فيقال ان النشاط الاشعاعي في العينة هو بيكريل واحد، وإذا كان عددها 100 انحلال في الثانية فإن النشاط الاشعاعي يكون 100 بيكريل. هذا مع الإشارة الى ان النشاط الاشعاعي او الانحلال الاشعاعي لا علاقة له بحجم المادة او كتلتها او شكلها الكيماوي او حالتها الفيزيائية سوا كانت صلبة او سائلة او غازية، وإنما تتعلق بخاصية لنواة المادة ولا يوجد اية قوة خارجية يمكن ان تتدخل فيها سواء زيادة او نقصا او تسريعا او منعا لذلك فهي تسمى عملية تلقائية. لذلك فإن النشاط الاشعاعي لقطعة صغيرة من الكوبلت قد يكون اكبر من الفاعلية الإشعاعية لعدة أطنان من مادة أخرى. فعلى سبيل المثال فإن غراما واحدا من الراديوم-622 تكون فاعليتها الإشعاعية 37 ألف مليون بيكريل هذا مع العلم ان غرام الراديوم الواحد فيه حوالي 2700 مليون مليون مليون ذرة وجميع انويتها مشعة. أما الغرام الواحد من اليورانيوم المنضب فنشاطيته الإشعاعية هي 12 ألف بيكريل، والغرام الواحد من السيزيوم-137 حوالي 3 مليون مليون بيكريل. أي ان النشاط الاشعاعي لغرام واحد من الراديوم-226 يكافئ النشاط الاشعاعي لحوالي ثلاثة أطنان من اليورانيوم المنضب، و النشاط الاشعاعي لغرام واحد من السيزيوم-137 يكافئ النشاط الاشعاعي لما يقرب من 240 طناً من اليورانيوم المنضب. ويعتمد النشاط الاشعاعي في هذه الحالة على عامل مهم جدا وهو المعدل الزمني للانحلال المعروف بعمر النصف، ففي الأمثلة المذكورة أعلاه ، تنحل 12 ألف ذرة يورانيوم في الثانية الواحدة من كمية مقدارها 2,5 ألف مليون مليون مليون ذرة تؤلف في مجملها الغرام الواحد من هذه المادة، أما الزمن اللازم لانحلال ذرات نصف الغرام فإنه يلزم 4,5 ألف مليون سنه بينما يلزم 30 عاما لانحلال نصف ذرات غرام السيزيوم و1600 عاما لانحلال نصف ذرات غرام الراديوم، لذلك سميت الفترات الزمنية 4,5 ألف مليون سنه و30 عاما و1600 عاما بعمر النصف اليورانيوم السيزيوم والراديوم على التوالي. وهذه الفترات الزمنية تمثل أرقاما خاصة ثابتة للعناصر وتتفاوت من عنصر لأخر من ملايين السنين الى أجزاء بسيطة من الثانية غير أنها للعنصر الواحد تمثل رقما ثابتا لا يتغير مثل عدد بروتوناته او درجة انصهاره او درجة غليانه وبالتالي فانه يمكننا توقع الفترة التي يبقى فيها العنصر مشعا ويمكن حساب فاعلية الإشعاعية بدقة عالية. ولتوضيح فكرة عمر النصف فإذا كان لدينا عينة فعاليتها الإشعاعية 1000 بيكريل من عنصر ما وكانت فترة عمر النصف له 5 سنوات، فان فاعليتها الإشعاعية تصبح 500 بيكريل بعد 5 سنوات، ثم تصبح 250 بيكريل بعد 5 سنوات أخرى، ثم تصبح 125 بيكريل بعد 5 سنوات أخرى وهكذا دواليك الى ان تصبح الفاعلية صفرا بعد عدة فترات عمر نصف.
إن النشاط الإشعاعي الذي تمتاز به المواد المشعة يشير الى مقدرة تلك المواد على الاشعاع، ولكنه لا يعطي اية فكرة كمية عن مقدار الاشعاع الصادر او مقدار الخطر الصحي المتعلق بهذا الاشعاع. لذلك فانه تم تعريف النشاط الاشعاعي لكمية معينه من المادة المشعة بدلالة عدد الانحلالات التي تحصل في العينة في الثانية الواحدة. فإذا كان لدينا انحلالا واحدا في الثانية فيقال ان النشاط الاشعاعي في العينة هو بيكريل واحد، وإذا كان عددها 100 انحلال في الثانية فإن النشاط الاشعاعي يكون 100 بيكريل. هذا مع الإشارة الى ان النشاط الاشعاعي او الانحلال الاشعاعي لا علاقة له بحجم المادة او كتلتها او شكلها الكيماوي او حالتها الفيزيائية سوا كانت صلبة او سائلة او غازية، وإنما تتعلق بخاصية لنواة المادة ولا يوجد اية قوة خارجية يمكن ان تتدخل فيها سواء زيادة او نقصا او تسريعا او منعا لذلك فهي تسمى عملية تلقائية. لذلك فإن النشاط الاشعاعي لقطعة صغيرة من الكوبلت قد يكون اكبر من الفاعلية الإشعاعية لعدة أطنان من مادة أخرى. فعلى سبيل المثال فإن غراما واحدا من الراديوم-622 تكون فاعليتها الإشعاعية 37 ألف مليون بيكريل هذا مع العلم ان غرام الراديوم الواحد فيه حوالي 2700 مليون مليون مليون ذرة وجميع انويتها مشعة. أما الغرام الواحد من اليورانيوم المنضب فنشاطيته الإشعاعية هي 12 ألف بيكريل، والغرام الواحد من السيزيوم-137 حوالي 3 مليون مليون بيكريل. أي ان النشاط الاشعاعي لغرام واحد من الراديوم-226 يكافئ النشاط الاشعاعي لحوالي ثلاثة أطنان من اليورانيوم المنضب، و النشاط الاشعاعي لغرام واحد من السيزيوم-137 يكافئ النشاط الاشعاعي لما يقرب من 240 طناً من اليورانيوم المنضب. ويعتمد النشاط الاشعاعي في هذه الحالة على عامل مهم جدا وهو المعدل الزمني للانحلال المعروف بعمر النصف، ففي الأمثلة المذكورة أعلاه ، تنحل 12 ألف ذرة يورانيوم في الثانية الواحدة من كمية مقدارها 2,5 ألف مليون مليون مليون ذرة تؤلف في مجملها الغرام الواحد من هذه المادة، أما الزمن اللازم لانحلال ذرات نصف الغرام فإنه يلزم 4,5 ألف مليون سنه بينما يلزم 30 عاما لانحلال نصف ذرات غرام السيزيوم و1600 عاما لانحلال نصف ذرات غرام الراديوم، لذلك سميت الفترات الزمنية 4,5 ألف مليون سنه و30 عاما و1600 عاما بعمر النصف اليورانيوم السيزيوم والراديوم على التوالي. وهذه الفترات الزمنية تمثل أرقاما خاصة ثابتة للعناصر وتتفاوت من عنصر لأخر من ملايين السنين الى أجزاء بسيطة من الثانية غير أنها للعنصر الواحد تمثل رقما ثابتا لا يتغير مثل عدد بروتوناته او درجة انصهاره او درجة غليانه وبالتالي فانه يمكننا توقع الفترة التي يبقى فيها العنصر مشعا ويمكن حساب فاعلية الإشعاعية بدقة عالية. ولتوضيح فكرة عمر النصف فإذا كان لدينا عينة فعاليتها الإشعاعية 1000 بيكريل من عنصر ما وكانت فترة عمر النصف له 5 سنوات، فان فاعليتها الإشعاعية تصبح 500 بيكريل بعد 5 سنوات، ثم تصبح 250 بيكريل بعد 5 سنوات أخرى، ثم تصبح 125 بيكريل بعد 5 سنوات أخرى وهكذا دواليك الى ان تصبح الفاعلية صفرا بعد عدة فترات عمر نصف.