الاشعاع واستقرار النواة

استقرار النواة والإشعاع

عند الحديث عن استقرار النوى والإشعاع لابد علينا من التطرق للنظائر

النظائر: هي صور لنفس الذرة تتفق في العدد الذري وتختلف في عدد الكتلة فمثلا يوجد ثلاثة نظائر للهيدروجين H 2 1( الديوتيريوم),

1 H 3( التريتيوم ), ) 1H 1البروتيوم) ولليورانيوم ثلاثة نظائرأيضا U 234 , 92U 235 , 92 U 238الذي يستخدم في تحديد عمر الأرض

النوى من حيث الاستقرار

1- نوى مستقرة

2- نوى مشعّة وهذا الشعاع إما أن يكون

أ- اشعاع طبيعي

ب-اشعاع صناعي

أولا:الإشعاع الطبيعي

اكتشف العالم هنري بكريل ظاهرة النشاط الإشعاعي الطبيعي عام 1896م عندما كان يجري بعض التجارب علي أملاح اليورانيوم فكان يعرض هذه الأملاح لضوء الشمس ثم يضعها بالقرب من لوح فوتوغرافي ملفوف بورق أسود فلاحظ أنها تؤثر فيه فتضمحل النواة مصدرة إشعاعات بإحدى طرق ثلاث :

1- اشعاع ألفا : وهو يتكون من نوى ذرات الهيليوم

ماذا يحدث لنوى العناصر التي تشع جسيمات ألفا ؟

النواة التي تشع جسيمات ألفا لابد أن يقل العدد الذري فيها بمقدار 2 ويقل العدد الكتلي بمقدار 4 وبالتالي تتحول إلي ذرة جديدة فمثلا

He 4 + Th 234 90 U238 92

3- اشعاع جاما

وهي موجات كهرومغناطيسية عالية التردد أو فوتونات ذات طاقة عالية ليس لها كتلة أو شحنة وبالتالي فان انبعاثها لا يحدث أي تغيير وتصدرها النواة عندما تكون في حالة عدم استقرار فتتخلص من هذه الطاقة حتى تستقر وتم اكتشاف هذه الإشعاعات بواسطة عالمة الذرة "مدام كوري " عام 1898م نتيجة الانحلال الإشعاعي لعنصر اليورانيوم والراديوم وهي أشعة ذات قدرة عالية علي الاختراق والنفاذ خلال المواد وهي أخطر الإشعاعات على الإطلاق وتتولد في التفجيرات الذرية وفي النجوم نتيجة عمليات الاندماج النووي وتكون مصاحبة لانبعاث جسيمات ألفا أو بيتا

فمثلا يمكن لنواة عنصر البورون أن تبعث جسيمات بيتا بإحدى طريقتين

-أأن تبعث جسيم بيتا بطاقة 13,4 م0أ0ف لتعطي الكربون المستقر تبعا للمعادلة

β0 1 + C12 6 B12 5

3- اشعاع جاما

وهي موجات كهرومغناطيسية عالية التردد أو فوتونات ذات طاقة عالية ليس لها كتلة أو شحنة وبالتالي فان انبعاثها لا يحدث أي تغيير وتصدرها النواة عندما تكون في حالة عدم استقرار فتتخلص من هذه الطاقة حتى تستقر وتم اكتشاف هذه الإشعاعات بواسطة عالمة الذرة "مدام كوري " عام 1898م نتيجة الانحلال الإشعاعي لعنصر اليورانيوم والراديوم وهي أشعة ذات قدرة عالية علي الاختراق والنفاذ خلال المواد وهي أخطر الإشعاعات على الإطلاق وتتولد في التفجيرات الذرية وفي النجوم نتيجة عمليات الاندماج النووي وتكون مصاحبة لانبعاث جسيمات ألفا أو بيتا

فمثلا يمكن لنواة عنصر البورون أن تبعث جسيمات بيتا بإحدى طريقتين

-أأن تبعث جسيم بيتا بطاقة 13,4 م0أ0ف لتعطي الكربون المستقر تبعا للمعادلة

β0 1 + C12 6 B12 5

ثانيا : الإشعاع الصناعي

وهو يتم بأحدي طريقتين

1- التفاعل النووي : ويتم بتقريب النواتين المتفاعلتين من بعضهما لمسافة تبدأ عندها تأثير القوى النووية في الظهور ويتم ذلك بتسريع إحدى النواتين لإكسابها طاقة حركة كافية لإحداث هذا التقارب وتستخدم أجهزة خاصة لتسريعها تعرف باسم " المسرعات النووية "

فمثلا استطاع العالم "رذرفورد" عام 1919م إجراء أول تفاعل نووي صناعي عندما حقق حلم العلماء لسنين طويلة حيث أمكنه تحويل عنصر لعنصر أخر حيث أمكنه الحصول على عنصر الأكسجين بقذف نوى ذرات النيتروجين بجسيمات ألفا

H1 1 + O17 8 N14 7 + He4 2

ويتم هذا التفاعل على مرحلتين

*F14 7 He4 2 + N14 7

H1 1 + O17 8 *F18 9

2-إثارة الالكترونات

تعتبر إثارة الالكترونات أية من آيات الله في الكون لأنها هي التي تولد النور في الشمس والنجوم وهذه الإثارة تتم بعدة طرق

أ- قذف المادة بشعاع اليكتروني خارجي كما يحدث في شاشات التلفاز0

ب- تعريض المواد الفلوريسية للأشعة الغير مرئية كالأشعة فوق البنفسجية0

ج- قذف المادة بجسيمات عالية الطاقة0

د- التسخين0

والإثارة تعني انتقال الالكترونات من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة أعلى بسبب اكتسابه طاقة من مؤثر خارجي بعد زوال التأثير حيث E = hf حيث E الطاقة , h ثابت بلانك , f التردد وهذه المعادلة فتحت الطريق أمام أعظم قانون فيزيائي علي الإطلاق E = mc2 حيث m كتلة مادية اختفت لتتحول إلى طاقة E , c سرعة الضوء ومن أهم تطبيقات إثارة الالكترونات أشعة الليزر وما أحدثته من ثورة طبية وصناعية مذهلة

عجائب الإشعاع الذري

يشهد الجن في القران الكريم بأن الفضاء الخارجي ملئ بالأخطار كما في قوله تعالى "وأنا لمسنا السماء فوجدناها ملئت حرسا شديدا وشهبا " فهذا الحرس الشديد إشارة إلى الأشعة الكونية وقال تعالى "يرسل عليكما شواظ من نار ونحاس فلا تنتصران * فبأي آلاء ربكما تكذبان " وشواظ النار هنا يقصد به البروتونات السريعة أو الحرارة العالية المتولدة من اصطدام بروتونات الأشعة الكونية بمركبة الفضاء لأن الدقائق التي كتلتها ملليجرام واحد وتتحرك بسرعة 0,8 من سرعة الضوء تبخر ما كتلته 10 طن من حديد المركب

ومن رحمة الخالق بنا أن خلق سبحانه وتعالى المجال المغناطيسي للأرض الذي يحفظ دوران الجسيمات الكونية الأولية والثانوية حول الأرض ويمنعها من السقوط على الأرض وإلا لأهلكت الكرة الأرضية وما عليها وجميعنا يعلم الدمار الذي لحق بالبشرية جراء سقوط القنبلة النووية علي هيروشيما وناجازاكي قال تعالي في قوم شعيب " فكذبوه فأخذهم عذاب يوم الظلة " وورد ذكر الصيحة كما في قوله تعالى "وأخذت الذين ظلموا الصيحة " وورد ذكر الرجفة كما في قوله تعالي "فأخذتهم الرجفة فأصبحوا في دارهم جاثمين " فبذلك قد أهلكهم الله في يوم "الظلة" و"الصيحة "و"الرجفة" وكلها أوصاف وردت في أقوال شهود ناجازاكي .........وعلي الجانب الأخر فللإشعاع استخدامات مفيدة للبشر

تكنولوجيا الإشعاع

1- في مجال الطب : تستخدم الإشعاعات في التشخيص والعلاج وشهد الطب تقدما عظيما بفضل التدخل الإشعاعي في العصر الحديث

2- في مجال الصناعة : تستخدم في الكشف عن الفجوات والكسور وسمك المنتج وسلامته

3- في مجال الزراعة : في معالجة أمراض النبات ومكافحة الحشرات وتحفيز الغدة الدرقية على إنتاج البيض في الطيور واللبن في الثدييات وصدق الله العظيم حيث قال " سنريهم آياتنا في الأفاق وفي أنفسهم حتى يتبين لهم أنه الحق " وقوله سبحانه

" وكأين من ابة في السموات والأرض يمرون عليها وهم عنها معرضون“ حقا ............. "إنا كل شئ خلقناه بقدر"