التحلل الإشعاعي

Posted on


اكتشف العالم الفرنسي بيكريل عام 1896 أن بعض املاح اليورانيوم تصدر اشعة بصورة تلقائية لا تعتمد على حالة اليورانيوم الفيزيائية والكيميائية ، ولقد اطلقت مدام كوري على هذه الظاهرة ( والتي تعرف احياناً باسم التفكك أو الاضمحلال الاشعاعي Radioactive decay ) اسم النشاط الاشعاعي الطبيعي . ولقد تبين فيما بعد أن هناك ثلاثة أنواع من الاشعاعات التي يمكن أن تصدر بهذه الطريقة ، وأن مصدر هذه الاشعاعات هو نواة الذرة . ولقد تعرف رذرفورد على النوع الأول من هذه الإشعاعات وبين أنه عبارة عن نواة الهيليوم والتي تتكون من بروتونين ونيوترونين واطلق عليه اسم أشعة ألفا Alpha ray أما النوع الثاني فقد تعرف عليه بيكريل نفسه وبين أنه عبارة عن إلكترونات سريعة واطلق عليه اسم أشعة بيتا Beta ray وبين فيلارد أن النوع الثالث عبارة عن أشعة كهرومغناطيسية ذات تردد عال واطلق عليه اسم أشعة جاما Gamma ray ولقد لعبت الابحاث التي اجريت على هذه الظاهرة دوراً كبيراً في تطور الفيزياء الحديثة .

وتنتج هذه الاشعاعات كما ذكرنا من النواة وذلك نتيجة عدم استقرارها بسبب عدم التناسب بين عدد البروتونات والنيترونات بداخلها مما يجعلها تتفكك إلى عناصر أخف وأكثراستقراراً . ويحدث التحلل النووي عادة في أنوية العناصر الثقيلة ( الاثقل من الرصاص) وذلك نتيجة انخفاض طاقة الترابط بين أنويتها

التحلل الاشعاعي Radioactive decay

كما ذكرنا سابقاً بأن بعض أنوية العناصر تكون غير مستقرة وبالتالي فإنها تسعى لتكون مستقرة وذلك من خلال تحللها والتخلص من جزء من مكوناتها . وهذا التحلل التلقائي مرهون بكون الطاقة الكلية للنظام النهائي (النواة الجديدة ) أقل من الطاقة الكلية للنظان الابتدائي (النواة الاصلية) ومتى ما توفر هذا الامر فحينئذ تكون هناك احتمالية حدوث لهذا التحلل وكلما كان الفرق بين طاقتي النظامين (الابتدائي والجديد) كبيراً كلما كانت هناك اختمالية أكبر لحدوث هذا التحول التلقائي للنواة .

نشاط النواة الاشعاعي .

اثناء دراسة الانشطة الاشعاعية للانوية الغير مستقرة وجد أن هناك ثلاثة أنواع للتحلل والتي تختلف باختلاف طبيعتها وقدراتها النفاذية وهي :

1 – أشعة ألفا ( Alpha decay) : جسيم ذو شحنة موجبة، وطاقة عالية تطلقه نواة ذرة مشعة، عندما تخضع لتحوُّل نووي. ويُعد جسيم ألفا مطابقًا لنواة ذرة الهيليوم. ويتألف من بروتونين ونيوترونين يرتبطان معًا ارتباطًا وثيقًا. ويزن جُسيم ألفا أكثر من جسيم بيتا بـ 7,000 مرة. وينتقل جسيم ألفا لمسافة قصيرة بسبب كتلته الضخمة. فعلى سبيل المثال، ينتقل جسيم ألفا النموذجي إلى مسافة لا تزيد عن 5سم في الهواء. وتتمتع نفاذ صغيرة .

2 – اشعة بيتا (beta decay) : وهي إلكترونات. تطلق بعض النوي المشعة إلكترونات عادية تحمل شحنات كهربائية سالبة. لكن البعض الآخر يطلق بوزيترونات وهي إلكترونات ذات شحنة موجبة. وتنتقل جسيمات بيتا بسرعة تقارب سرعة الضوء ويستطيع بعضها أن ينفذ خلال 13ملم من الخشب.

جُسَيّم بَيْتا إلكترون يتولد عن نواة ذرة إشعاعية أثناء تعرضها لعملية تحوّل نووي. ومعظم جسيمات بيتا ذات شحنات سالبة تتكون عندما يتحول نيوترون إلى بروتون. وبعضها بوزيترونات وهي إلكترونات ذات شحنة موجبة تنتج عن تحول البروتون. وجسيمات بيتا بالغة الصغر، إذ تعادل فقط 1/1,840 من جسم البروتون. وتمكنها طاقتها العالية من الانطلاق في الجو لمسافات بعيدة واختراق المواد الصلبة التي يعادل سمكها عدة مليمترات. ويقيس العلماء طاقة جسيمات بيتا بحساب المدى الذي تأخذه في اختراق مواد معينة. وتتمتع بقدرات نفاذ أكبر من أشعة ألفا .

3 – أشعة جاما ( gama decay) : عبارة عن اشعة كهرومغناطيسية وهي ذات طاقة عالية ولها قرة نفاذ عالية جداً .

25_160740_01

 

300px-Alfa_beta_gamma_radiation.svg

الانحلال الاشعاعي :

جميع أنماط الانحلال الاشعاعي تعتمد في تحللها على عامل الزمن . ولدراسة هذه المسألة ينبغ التعرف على المصطلحات التالية :

1 – تسمى النواة قبل التحلل بـ النواة الام ( parent)

2 – تسمى النواة بعد التحلل بـ النواة الوليدة ( deugter)

3 – تسمى أي من مكونات النواة (بروتون أو نيترون) بـ النويدة (nuclei)

4 – عندما تكون النواة الوليدة غير مستقرة فإنها تتحلل ايضاً وسمى هذا النوع من النظام الذي يحوي عدة اجيال من الانوية الوليدة الغير مستقرة بـ (سلسلة الانحلال الاشعاعي )

وبعد يمكننا القول بأن ظاهرة الانحلال الاشعاعي هي ظاهرة ذات طبيعة احصائية ولذا فإنه من المستحيل تحديد زمن حدوث انحلال لنويدة معينة أثناء عملية التفكك الاشعاعي لان العملية تعتمد على الاحتمالات .

عمر النصف ( half-life)

يعرف عمر النصف بأنه الزمن اللازم لتحلل نصف كمية المادة الاصلية

Advertisements

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s