تويت
مصادر الإشعاع
تشمل مصادر الإشعاع الطبيعية الشمس وغيرها من النجوم والعناصر الطبيعية النشطة إشعاعيًا. وهناك أيضًا مصادر صناعية أخرى للإشعاع.
الشمس والنجوم الأخرى:
تطلق الشمس والنجوم الأخرى كلاً من الإشعاع الكهرومغنطيسي والإشعاع الجسيمي. وينتج هذا الإشعاع عن اندماج نوى الهيدروجين في النجمة، حيث يؤدي هذا الاندماج إلى تحول الهيدروجين إلى هيليوم مطلقًا كمية كبيرة من الطاقة، ومنتجًا إشعاعًا كهرومغنطيسيًا يشمل كل أنواع الطيف الكهرومغنطيسي. فبجانب الضوء المرئي تنتج النجمة كل أنواع الإشعاع، ابتداء من الموجات الضوئية وانتهاء بإشعاع جاما ذي الطاقة العالية. وينتج إشعاع جاما عن تكون العناصر الجديدة في الأعماق البعيدة من لب النجمة، ولايصل إلى الأرض مباشرة.
تنتج النجوم أيضًا جسيمات ألفا وبيتا والبروتونات والنيوترونات وغيرها من أنواع الإشعاع. وتسمى الجسيمات عالية الطاقة، التي تنتجها النجوم، الأشعة الكونية. وحتى الشمس تطلق ومضات قصيرة تسمى الوهج الشمسي، تغطي الأرض بأشعة كونية قوية قد تتداخل مع الاتصالات.
المواد الطبيعية النشطة إشعاعيًا:
تنتمي معظم المواد الطبيعية النشطة إشعاعيًا إلى ثلاث سلاسل تغيرات تسمى سلاسل الانحلال الإشعاعي، وهي : 1- سلسلة اليورانيوم 2- سلسلة الثوريوم 3- سلسلة الأكتينيوم. وفي كل من هذه السلاسل تنحل نظائر (أشكال العنصر التي تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات) ثقيلة إلى نظائر متنوعة أخف، بإطلاق الإشعاع، حتى تصل إلى حالة الاستقرار.
تبدأ سلسلة اليورانيوم باليورانيوم 238، وهو أثقل نظائر اليورانيوم، ويحتوي على 92 بروتونًا و146 نيوترونًا. وبعد أن يفقد اليورانيوم 238 جسيم ألفا، والذي يحتوي على بروتونين ونيوترونين، تصبح نواة الذرة محتوية على 90 بروتونًا و144 نيوترونًا، وبذلك يتحول اليورانيوم 238 إلى أحد نظائر الثوريوم المشعة ويسمي العلماء هذه العملية التي يتحول بها العنصر إلى عنصر آخر التحول النووي. ويتفكك الثوريوم بدوره بعدة خطوات إلى الراديوم 226، الذي ينحل إلى الرادون، وهو غاز مشع يوجد طبيعيًا. وقد يشكل الرادون خطرًا صحيًا إذا ازدادت كميته في مبنى معين، وخاصة المباني السيئة التهوية. وتستمر السلسلة حتى يتحول النظير إلى شكل مستقر من الرصاص.
وتبدأ سلسلة الثوريوم بالثوريوم 232، وهو أحد نظائر الثوريوم، بينما تبدأ سلسلة الأكتينيوم باليورانيوم 235، وهو أحد نظير آخر لليورانيوم. وينتهي كل من هاتين السلسلتين أيضًا بالرصاص.
وتشتمل مجموعة رابعة من العناصر الطبيعية النشطة إشعاعيًا على عدد كبير من المواد التي لا تنتمي إلى سلاسل الانحلال الإشعاعي. وينتج عدد من هذه العناصر، بما في ذلك الكربون 14 والبوتاسيوم 40 والساماريوم 146، عن الإشعاع الكوني الذي ينفذ خلال الغلاف الجوي الأرضي. ويوجد الكربون 14 والبوتاسيوم 40 في جسم الإنسان أيضًا.
المواد الصناعية النشطة إشعاعيًا:
هذه المواد يصنعها الإنسان بعمليات مثل الانشطار الذي يحدث في الأسلحة النووية والمفاعلات النووية أو في المعامل. فعندما تنقسم النواة بالانشطار تنطلق عدة أنواع من الإشعاع، مثل النيوترونات وإشعاع جاما وجسيمات بيتا. وينتج الانشطار أيضًا ذرات مشعة جديدة تسمى المنتجات الانشطارية، مثل المنتج الانشطاري السيزيوم 137، وهو نظير مشع للسيزيوم غطى الأرض في خمسينيات وستينيات القرن العشرين ناتجًا عن اختبارات القنابل النووية. ويحتوي الوقود المستهلك في محطات القدرة النووية، مثل البلوتونيوم 239 والسترونتيوم 90 والباريوم 140، أيضًا على منتجات انشطارية عديدة. ويظل هذا الوقود المستهلك، الذي يطلق عليه اسم النفايات النووية، نشطًا إشعاعيًا لسنوات عديدة، ويمثل ذلك خطورة كبيرة على الحياة.
وبالإضافة إلى ذلك، تولد المحطات النووية عناصر مشعة جديدة تسمى منتجات التنشيط، التي تتكون عندما تمتص الأنابيب وغيرها من المواد المكونة للمفاعل النووي النيوترونات وغيرها من أنواع الإشعاع، متحولة بذلك إلى مادة مشعة.
وينتج النشاط البشري أنواعًا أخرى عديدة من الإشعاع. فالفيزيائيون مثلاً، يستخدمون نبائط قوية تسمى معجلات الجسيمات لتسريع حركة الجسيمات المشحونة كهربائيًا مثل الإلكترونات والبروتونات والنوى الكاملة، ثم يقذفون الذرات المستقرة، غير المشعة، بحزم من هذه الجسيمات العالية الشحنة، حيث تنتج عن التصادمات ذرات مشعة جديدة، ويساعد ذلك العلماء على فهم تركيب الذرات وخصائصها.
تشمل مصادر الإشعاع الطبيعية الشمس وغيرها من النجوم والعناصر الطبيعية النشطة إشعاعيًا. وهناك أيضًا مصادر صناعية أخرى للإشعاع.
 |
 الاندماج النووي |
تطلق الشمس والنجوم الأخرى كلاً من الإشعاع الكهرومغنطيسي والإشعاع الجسيمي. وينتج هذا الإشعاع عن اندماج نوى الهيدروجين في النجمة، حيث يؤدي هذا الاندماج إلى تحول الهيدروجين إلى هيليوم مطلقًا كمية كبيرة من الطاقة، ومنتجًا إشعاعًا كهرومغنطيسيًا يشمل كل أنواع الطيف الكهرومغنطيسي. فبجانب الضوء المرئي تنتج النجمة كل أنواع الإشعاع، ابتداء من الموجات الضوئية وانتهاء بإشعاع جاما ذي الطاقة العالية. وينتج إشعاع جاما عن تكون العناصر الجديدة في الأعماق البعيدة من لب النجمة، ولايصل إلى الأرض مباشرة.
تنتج النجوم أيضًا جسيمات ألفا وبيتا والبروتونات والنيوترونات وغيرها من أنواع الإشعاع. وتسمى الجسيمات عالية الطاقة، التي تنتجها النجوم، الأشعة الكونية. وحتى الشمس تطلق ومضات قصيرة تسمى الوهج الشمسي، تغطي الأرض بأشعة كونية قوية قد تتداخل مع الاتصالات.
 |
| الانحلال الإشعاعي تعرَّف سلسلة الانحلال الإشعاعي بأنها العملية التي تطلق بها ذرة مشعة الإشعاع، ومن ثم تتغير إلى أشكال مختلفة من نفس العنصر أو إلى عناصر أخرى. فسلسلة اليورانيوم مثلاً تبدأ باليورانيوم 238، والذي يتغير بفقدان جسيم ألفا، إلى التوريوم 2. |
تنتمي معظم المواد الطبيعية النشطة إشعاعيًا إلى ثلاث سلاسل تغيرات تسمى سلاسل الانحلال الإشعاعي، وهي : 1- سلسلة اليورانيوم 2- سلسلة الثوريوم 3- سلسلة الأكتينيوم. وفي كل من هذه السلاسل تنحل نظائر (أشكال العنصر التي تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات) ثقيلة إلى نظائر متنوعة أخف، بإطلاق الإشعاع، حتى تصل إلى حالة الاستقرار.
تبدأ سلسلة اليورانيوم باليورانيوم 238، وهو أثقل نظائر اليورانيوم، ويحتوي على 92 بروتونًا و146 نيوترونًا. وبعد أن يفقد اليورانيوم 238 جسيم ألفا، والذي يحتوي على بروتونين ونيوترونين، تصبح نواة الذرة محتوية على 90 بروتونًا و144 نيوترونًا، وبذلك يتحول اليورانيوم 238 إلى أحد نظائر الثوريوم المشعة ويسمي العلماء هذه العملية التي يتحول بها العنصر إلى عنصر آخر التحول النووي. ويتفكك الثوريوم بدوره بعدة خطوات إلى الراديوم 226، الذي ينحل إلى الرادون، وهو غاز مشع يوجد طبيعيًا. وقد يشكل الرادون خطرًا صحيًا إذا ازدادت كميته في مبنى معين، وخاصة المباني السيئة التهوية. وتستمر السلسلة حتى يتحول النظير إلى شكل مستقر من الرصاص.
وتبدأ سلسلة الثوريوم بالثوريوم 232، وهو أحد نظائر الثوريوم، بينما تبدأ سلسلة الأكتينيوم باليورانيوم 235، وهو أحد نظير آخر لليورانيوم. وينتهي كل من هاتين السلسلتين أيضًا بالرصاص.
وتشتمل مجموعة رابعة من العناصر الطبيعية النشطة إشعاعيًا على عدد كبير من المواد التي لا تنتمي إلى سلاسل الانحلال الإشعاعي. وينتج عدد من هذه العناصر، بما في ذلك الكربون 14 والبوتاسيوم 40 والساماريوم 146، عن الإشعاع الكوني الذي ينفذ خلال الغلاف الجوي الأرضي. ويوجد الكربون 14 والبوتاسيوم 40 في جسم الإنسان أيضًا.
 |
| الانشطار النووي |
هذه المواد يصنعها الإنسان بعمليات مثل الانشطار الذي يحدث في الأسلحة النووية والمفاعلات النووية أو في المعامل. فعندما تنقسم النواة بالانشطار تنطلق عدة أنواع من الإشعاع، مثل النيوترونات وإشعاع جاما وجسيمات بيتا. وينتج الانشطار أيضًا ذرات مشعة جديدة تسمى المنتجات الانشطارية، مثل المنتج الانشطاري السيزيوم 137، وهو نظير مشع للسيزيوم غطى الأرض في خمسينيات وستينيات القرن العشرين ناتجًا عن اختبارات القنابل النووية. ويحتوي الوقود المستهلك في محطات القدرة النووية، مثل البلوتونيوم 239 والسترونتيوم 90 والباريوم 140، أيضًا على منتجات انشطارية عديدة. ويظل هذا الوقود المستهلك، الذي يطلق عليه اسم النفايات النووية، نشطًا إشعاعيًا لسنوات عديدة، ويمثل ذلك خطورة كبيرة على الحياة.
وبالإضافة إلى ذلك، تولد المحطات النووية عناصر مشعة جديدة تسمى منتجات التنشيط، التي تتكون عندما تمتص الأنابيب وغيرها من المواد المكونة للمفاعل النووي النيوترونات وغيرها من أنواع الإشعاع، متحولة بذلك إلى مادة مشعة.
وينتج النشاط البشري أنواعًا أخرى عديدة من الإشعاع. فالفيزيائيون مثلاً، يستخدمون نبائط قوية تسمى معجلات الجسيمات لتسريع حركة الجسيمات المشحونة كهربائيًا مثل الإلكترونات والبروتونات والنوى الكاملة، ثم يقذفون الذرات المستقرة، غير المشعة، بحزم من هذه الجسيمات العالية الشحنة، حيث تنتج عن التصادمات ذرات مشعة جديدة، ويساعد ذلك العلماء على فهم تركيب الذرات وخصائصها.