[align=center]الدرس الثالث
النشاط الإشعاعي الطبيعي
================================================== ==================================
مقدمة
يهتم هذا الجزء بمناقشة جزء من الخواص المتغيرة مع الزمن للنوى
نقصد بذلك تلك التي تتعلق بالنشاط الإشعاعي للنوى
حيث يتميز هذا النشاط بالتحويل من نظام ابتدائي إلى نظام نهائي بصورة تلقائية
إن مسألة حدوث العملية تلقائياً إنما هو أمر يتعلق بالطاقة
فإذا كانت الطاقة الكلية للنظام النهائي أقل منها في النظام الابتدائي عندئذ يكون بالإمكان حدوث التحول التلقائي
النشاط الإشعاعي الطبيعي The Natural Radioactivity -
إن الإلكترونات المدارية للذرة
تستطيع أن تمتص طاقة وإن تغير من مستواها
وفي بعض الأحيان قد تكون الطاقة الممتصة كبيرة لدرجة تسمح للإلكترون بعمل قفزة نهائية
وبأن يتخلص من جاذبية النواة
والنتيجة هي تولد الأيون ( أي ذرة ينقصها إلكترون )
ونستطيع القول بأنه في هذه الظروف الاستثنائية
تفقد الذرة كل إلكتروناتها أو معظمها
وتبقى عبارة عن نواة معزولة
ولذلك فإن الذرات
ليست غير قابلة للانقسام
بعكس الاعتقاد الذي ظل سائداً لفترة طويلة
مهما يكن من أمر فإن التأين ليس مجرد ظاهرة عرضية
فكل ذرة متأينة متصلة بالمادة
لن تلبث أن تستعيد إلكتروناتها وتقوم بامتصاصها من الوسط المحيط بها فتعود إلى تكوينها الأصلي
ولتقسيم ذرة بصفة نهائية يحتاج الأمر لأجراء إضافي
ذلك هو تفتيت نواتها
ذلك ما يمكن أن نتوقعه بالنظر إلى تعقد تكوين النوى
وليس فقط يمكن تفتيت النوى
ولكن بعضها يتفتت تلقائياً
وتنبعث منها إشعاعات ثم تتحول بعد ذلك إلى نوى مختلفة
أنواع الأشعة المنبعثة من المواد المشعة طبيعياً
قام راذرفورد بدراسة خواص الإشعاعات المنبعثة من العناصر المشعة
وذلك بوضع مصدر الراديوم ( مادة مشعة (
داخل حافظة من الرصاص
ذات ثقب اسطواني صغير القطر
يمكننا من الحصول على حزمة ضيقة من الإشعاعات
وذلك باستخدام مجال مغناطيسي قوى كمحلل
فلاحظ أن الحزمة بعد اختراقها للمجال تنقسم إلى ثلاثة أقسام
1-
تنحرف أحدها في الاتجاه العمودي على المجال المغناطيسي ، ويدل اتجاه انحرافها على أنها مكونة من جسيمات مشحونة بشحنة موجبة . كما يدل مقدار الانحراف على ثقل هذه الجسيمات وباستعمال مجال مغناطيسي قوي ومجال كهربي قوي تمكن راذرفورد من إثبات أن هذه الجسيمات التي سميت جسيمات ألفا مشحونة بشحنة موجبة تساوي ضعف شحنة الإلكترون . وهي عبارة عن نواة ذرة الهليوم وكذلك اثبت راذرفورد أن جسيمات ألفا أقل أنوع الإشعاعات نفاذاً في الأجسام وتنطلق بسرعة تتراوح ما بين10/1 إلى 100/1 من سرعة الأمواج الكهرومغناطيسية . ولها قدرة على تأيين الغازات .
2-
أشعة بيتا وهي تنحرف كذلك في الاتجاه العمودي على المجال المغناطيسي ويدل اتجاه انحرافها على أنها مكونة من جسيمات مشحونة بشحنة سالبة ، كما يدل مقدار الانحراف على أنها جسيمات خفيفة سالبة الشحنة وهي أكثر نفاذاً في الأجسام من جسيمات ألفا . وهي في الواقع إلكترونات ذات سرعات فائقة تصل في بعض الأحيان إلى ما يقارب من .998 من سرعة الضوء ، كما أن لها قدرة على تأيين الغازات ولكن بدرجة أقل من جسيمات ألفا .
3-
أشعة جاما :- وتتميز أشعة جاما بميزات الأشعة السينية فهي ذات طبعة موجيه وليس لها وزن أو شحنة ، وطول موجتها صغير جداً يتراوح بين . 10-8 إلى 10-10 وهي شديدة النفاذية إذا ما قورنت بغيرها من الإشعاعات الطبيعية أو حتى الأشعة السينية
ولأشعة جاما القدرة على تأيين الغازات ولكن بدرجة أقل من تأيين جسيمات ألفا أو بيتا . ويمكن القول أن ذلك مرجعة إلى قوة نفاذيتها التي تفوق كل من أشعة بيتا وألفا حيث تتناسب قوة النفاذية للإشعاعات الثلاثة عكسياً مع قوة تأينها .[/align]