النشاط الإشعاعي للذرات المستقرة والغير المستقرة

 تعريف النشاط الإشعاعي

النشاط الإشعاعي هو خاصية لبعض الذرات الغير المستقرة (النويدات المشعة) لإصدار إشعاع نووي تلقائيًا ، وعادة ما تكون جسيمات ألفا أو جسيمات بيتا مصحوبة غالبًا بأشعة جاما. ينبعث هذا الإشعاع عندما تتعرض النواة للاضمحلال الإشعاعي ويتم تحويلها إلى نظير مختلف قد يكون ، وفقًا لعدد النيوترونات والبروتونات ، إما مشعًا (غير مستقر) أو غير مشع (مستقر). وعادة ما تكون هذه النواة "الابنة" من عنصر كيميائي مختلف عن النظير الأصلي

ما الذي يجعل الذرات مشعة؟

الذرات الموجودة في الطبيعة إما مستقرة أو غير مستقرة. تكون الذرة مستقرة إذا كانت القوى بين الجسيمات التي تشكل النواة متوازنة. الذرة غير مستقرة (مشعة) إذا كانت هذه القوى غير متوازنة ؛ إذا كانت النواة بها فائض من الطاقة الداخلية. قد ينتج عدم استقرار نواة الذرة عن زيادة النيوترونات أو البروتونات. ستحاول الذرة المشعة الوصول إلى الاستقرار عن طريق إخراج النيوكليونات (البروتونات أو النيوترونات) ، وكذلك الجسيمات الأخرى ، أو عن طريق إطلاق الطاقة في أشكال أخرى.

يشير نطاق الاستقرار النووي (الشكل 1) إلى مجموعات مختلفة من النيوترونات / البروتونات التي تؤدي إلى نوى يمكن ملاحظتها بنصف عمر قابل للقياس. تُظهر نظرة عن قرب على نطاق الاستقرار النووي في المنطقة من Z = 66 (الديسبروسيوم) إلى Z = 79 (الذهب) أنواع العمليات الإشعاعية التي خضعت لها نويدات مختلفة. تميل النويدات ذات النسب المنخفضة من النيوترونات / البروتون إلى التعرض لانبعاث البوزيترون ، أو التقاط الإلكترون ، أو انبعاث ألفا ، بينما تميل النويدات ذات النسب العالية من النيوترونات / البروتون إلى التعرض لانبعاث بيتا.

مقياس آخر للاستقرار هو الطاقة الملزمة ، كمية الطاقة اللازمة للتغلب على القوة النووية القوية وتفكيك النواة. يوضح الشكل 2. طاقة الربط لكل نيوكليون للنظير الأكثر استقرارًا لكل عنصر يحدث بشكل طبيعي. تصل طاقة الربط إلى 8.79MeV/nucleon بحد أقصى عند 56Fe. نتيجة لذلك ، هناك زيادة في الاستقرار عندما تندمج العناصر الأخف بكثير معًا لإنتاج عناصر أثقل تصل إلى 56Fe وعندما تنفصل العناصر الأثقل كثيرًا لتنتج عناصر أخف إلى 56Fe ، كما هو موضح بواسطة الأسهم.

ماذا يحدث للذرات بعد أن تطلق الإشعاع؟

عندما تصدر النواة إشعاعًا أو تتفكك ، تتحول الذرة المشعة (النويدات المشعة) إلى نوكليدة مختلفة. هذه العملية تسمى الاضمحلال الإشعاعي. سيستمر حتى تتوازن القوى في النواة. على سبيل المثال ، عندما تتحلل النويدات المشعة ، فإنها ستصبح نظيرًا مختلفًا لنفس العنصر إذا أعطت النيوترونات أو عنصرًا مختلفًا تمامًا إذا أطلق البروتونات.

سلسلة التحولات التي تمر بها النويدات المشعة للوصول إلى الاستقرار ونوع الإشعاع الناتج هو سمة من سمات النويدات المشعة. تشكل المراحل سلسلة الاضمحلال.

ما هو الفرق بين النشاط الإشعاعي والإشعاع؟

الإشعاع هو الطاقة أو الجزيئات التي يتم إطلاقها أثناء التحلل الإشعاعي. يشير النشاط الإشعاعي للمادة إلى المعدل الذي تصدر به الإشعاع.

يتم تحديد نشاط عينة من المواد المشعة عن طريق قياس عدد التفككات لكل وحدة زمنية. يحدث التفكك في كل مرة تقذف فيها النواة جزيئات أو طاقة. يتم قياس النشاط بوحدة تسمى بيكريل - 1 بيكريل يعادل تفككًا واحدًا في الثانية.

هل كل الإشعاع النووي متماثل؟

الإشعاع الذي ينبعث تلقائيًا من نوى النظائر غير المستقرة (النويدات المشعة) أثناء تعرض النوى للاضمحلال الإشعاعي هو بشكل عام إشعاع ألفا أو بيتا أو جاما. يمكن إنتاج إشعاع مماثل بشكل مصطنع في مسرعات الجسيمات أو مولدات الأشعة السينية. التسمية معقدة لأن الإشعاع غالبًا ما يتم تسميته وفقًا لمصدره ، حتى عندما يتطابق مع الإشعاع المماثل القادم من مصادر أخرى. على سبيل المثال ، يطلق على الإشعاع الكهرومغناطيسي عالي الطاقة (الفوتونات) القادمة من الإلكترونات الذرية أشعة سينية بينما تسمى الفوتونات المماثلة القادمة من داخل النواة بأشعة جاما.

تعديل المقال