معلومات قد تهمك عن العناصر المشعة

تعريف العناصر المشعة

العناصر المشعة هي العناصر التي تتكون من نوى غير مستقرة، تطلق الأشعة أو الجسيمات المشعة كجزء من عملية تحقيق الاستقرار، في عملية تسمى بالاضمحلال الإشعاعي، وتُعرّف النوى غير المستقرة بأنها النوى ذات الطاقة الزائدة، أو النوى التي تحتوي على عدد زائد من النيوترونات أو البروتونات، الأمر الذي يسبب وجود شحنة نووية زائدة بداخلها، تحتاج للتخلص منها بإطلاق الإشعاعات أو الجسيمات المشعة للوصول للاستقرار.^[١][٢]

أنواع اضمحلال العناصر المشعة

يتم تصنيف عملية اضمحلال العناصر المشعة إلى عدة أنواع بناءً على نوع الجسيمات المشعة التي تطلقها:^[٢][٣]

اضمحلال ألفا

وهي العناصر التي تطلق أشعة ألفا أو جسميات ألفا عند اضمحلالها، ويعبر عن جسيم ألفا بنواة الهليوم، حيث إن نواة الهيليوم نواة مستقرة تحتوي على بروتونين ونيوترونين، وكمثال على اضمحلال ألفا، اضمحلال عنصر اليورانيوم 238، على النحو الآتي:

²³⁸U₉₂ → ²³⁴Th₉₀ + ⁴He₂

ونستنتج مما سبق أن جسيم ألفا هو ذرة هيليوم تحتوي على بروتونين ونيوترونين، رمزه الكيميائي؛ ⁴He₂، لديه طاقة تأين عالية، وقوة اختراق منخفضة.

اضمحلال بيتا

غالبًا ما يشار إلى جسيم بيتا باسم الإلكترون، ولكن يمكن أيضًا أن يكون بوزيترونًا، والبوزترون هو جسيم له نفس خصائص الإلكترون ولمن شحنته موجبة، وكمثال على اضمحلال بيتا، اضمحلال عنصر الثوريوم 234، على النحو الآتي:

²³⁴Th₉₀ → ²³⁴Pa₉₁ + e_-1⁰

ونستنتج مما سبق أن جسيمات بيتا هي إلكترونات تنبعث من نوى الذرة، رمزها الكيميائي؛ e-10، لديها طاقة تأين متوسطة، تمتلك قوة اختراق متوسطة أيضًا.

اضمحلال جاما

في النواة تدور الإلكترونات في مدارات حولها، يمتلك كل واحد منها مقدارًا من الطاقة، يمكنه فقدها على شكل انبعاثات فوتونات على انتقاله من مستوى طاقة عالية إلى مستوى طاقة منخفض، والأمر ذاته يحدث في النواة، حيث تطلق النواة فوتونًا عالي الطاقة يُعرف باسم أشعة جاما، عندما تنتقل النواة من مستوى طاقة عالٍ إلى مستوى طاقة منخفض، وكمثال على اضمحلال جاما، اضمحلال عنصر اليورانيوم 238، على النحو الآتي:

²³⁸U₉₂ → ²³⁴Th₉₀ + ⁴He₂ + γ₀⁰

ونستنتج مما سبق أن أشعة غاما عبارة عن فوتونات ذات طاقة عالية، رمزها الكيميائي؛ γ₀⁰، لديها طاقة تأين منخفضة، تمتلك قوة اختراق عالية.

أمثلة على العناصر المشعة

فيما يلي قائمة ببعض الأمثلة على العناصر المشعة:^[٤]

• اليورانيوم: اليورانيوم عنصر مشع بشكل طبيعي، يوجد في التربة والمياه والصخور والنباتات والغذاء.
• الراديوم: هو معدن مشع يمكن العثور عليه في التربة والمياه والصخور والنباتات والطعام بمستويات متفاوتة، ويرجع فضل اكتشافه إلى العالمين الشهيرين ماري وبيير كوري.
• الرادون: وهو غاز مشع بشكل طبيعي، عديم اللون والرائحة والطعم، ينتج بفعل اضمحلال اليورانيوم، حيث يتحلل اليورانيوم إلى الراديوم، والذي يتحلل بعد ذلك إلى غاز الرادون على مدى مليارات السنين.
• البولونيوم: وهو عنصر مشع موجود في الطبيعة بتركيزات منخفضة للغاية، ويمكن صنعه في المفاعلات النووية.