التغيرات الإشعاعية على النواة - الإنشطار النووي
1-تحلل ألفا (إشعاع ألفا ) وينتج عنه جسيمات ألفا .
2-تحول نيوترون إلى بروتون وينتج عنه (إشعاع بيتا السالب) .
3-تحول بروتون الى نيوترون وينتج عنه (إشعاع بيتا الموجب) .
4-التقاط النواة للإلكترون القريب منها وينتج إشعاع سيني .
5-اصدار النواة المثارة لاشعة جاما .
كما ان هناك تغيرا غير طبيعي يحدث بفعل الانسان وهو انشطار النواة نتيجة قذفها بجسيم النيوترون .
ولاشك انك تسال متى يحدث اي من هذه التحولات او التغيرات داخل النواة ؟
فإليك نبذة مختصرة عن كل منها :
اولا : اشعاع ألفا
اشعاع ألفا وهو اشعاع استطاع رذرفورد ان يحرفه عن مساره باستخدام مجال مغناطيسي,وهو عباره عن تيار من جسيمات موجبة الشحنة (اثقل من الالكترون بحوالي 7000 مرة تقريبا) .
وتبين من التجارب ان قدرة اشعاع ألفا على الاختراق (النفاذ ) من خلال المواد ضعيفة فمثلا يمكن ايقاف اشعاع ألفا وامتصاصه بسهولة باستخدام صحيفة رقيقة من الالمونيوم لا يزيد سمكها عن 0,05 ملم.كما تبين ان اشعاع ألفا يؤين ذرات الهواء عند مروره فيه .
وتمكن رذرفورد وتلاميذه ان يثبتوا ان اشعاع ألفا عبارة عن أيونات غاز الهيليوم,اي انه يحتوي على بروتونين ونيوترونين .
وقد لوحظ انبعاث جسيمات ألفا غالبا من النويات ذات العدد الكتلي الكبير.كما يحدث لنواة اليورانيوم 238 وكذلك نواة الراديوم .
ثانيا : اشعاع بيتا السالب
تسمى احيانا جسيمات بيتا السالبة وهي عبارة عن شحنات سالبة (الكترونات) .
وقدرة نفاذ جسيمات بيتا اكبر من قدرة جسيمات ألفا بـ 100 مرة حيث يلزم صحيفة المونيوم سمكها 5 ملم لايقاف معظم اشعاع جسيمات بيتا.وقد لوحظ ان النويات غير مستقرة نظرا لان نسبة النيوترونات الى البروتونات كبيرة تكون باعثة لجسيمات بيتا السالبة حيث يتحول نيوترون الى بروتون والكترون (الالكترون يمثل جسيم بيتا الصادر من النواة) ويؤدي هذا التحول الى زيادة البروتونات (العدد الذري) بمقدار واحد وثبات عدد الكتلة وهذا يعني ان اشعاع النواة لجسيم بيتا السالب يجعلها تتحول من عنصر الى عنصر اخر,ومن ذلك مايحدث لنواة الثوريوم 234 حيث يتحول الى عنصر البروتاكتينيوم نتيجة تحول نيوترون الى بروتون .
ثالثا : اشعاع بيتا الموجب
تسمى احيانا جسيمات بيتا الموجبة وهي عبارة عن شحنات موجبة (بوزترونات) البوزيترون نظير الالكترون وله كتلة الالكترون وشحنة البروتون .
وماذكر عن جسيمات بيتا السالبة ينطبق على جسيمات بيتا الموجبة الا في تاثرها بالمجالين الكهربائي والمغناطيسي حيث تنحرف جسيمات بيتا السالبة في اتجاه مضاد للاتجاه الذي تنحرف اليه جسيمات بيتا الموجبة
وقد لوحظ ان النويات التي تكون باعثة لجسيمات بيتا الموجبة هي تلك التي يكون فيها عدد البروتونات كبير بالنسبة الى النيوترونات مما يجعلها غير مستقرة فيؤدي الى تحول بروتون او اكثر الى بروتون مما يجعل عدد البروتونات يقل (العدد الذري) مع بقاء عدد الكتلة ثابتا,وهذا يعني ان العنصر الذي يشع جسيمات بيتا الموجبة يتحول الى عنصر اخر .
ويصاحب تحول البروتون الى نيوترون اشعاع النواة لجسيم بيتا الموجب وهوعبارة عن جسيم يحمل شحنة البروتون الذي تحول الى نيوترون ومن امثلة ذلك مايحدث لنواة النيتروجين .
وجدير بالذكر ان الانوية التي يكون فيها عدد البروتونات كبيرا بالنسبه الى النيوترونات هي عناصر قليلة جدا .
رابعا : الالتقاط الالكتروني
الالتقاط الالكتروني هو ان تقوم النواة بأسر (التقاط) إلكترون من مجال داخلي للذرة ويرافق هذه العملية انتقال الكترون من مستوى الطاقة الخارجي الى مستوى الطاقة الداخلي للذرة . وهوالمستوى الذي اسرت منه النواة الالكترون ويؤدي هذا الى تخلص الالكترون لطاقة تساوي الفرق بين طاقتي المستويين الذي انتقل بينهما وغالبا ماتكون كبيرة (لان الالكترون انتقل من مستوى خارجي الى مستوى داخلي) وتنبعث هذه الطاقة على هيئة اشعاع سيني .
اما الالكترون الذي التقطته النواة فانه يتحد مع بروتون ويتحول البروتون الى نيوترون اي ان العدد الذري للنواة ينقص بمقدار واحد بينما يظل عدد الكتلة ثابتا . وهذا يعني ان نواة العنصر التي يحدث لها اسر الكتروني تتحول الى نواة عنصر اخر كما يحدث لعنصر البوتاسيوم .
خامسا : اشعة جاما
اشعاع جاما هو عبارة عن موجات كهرومغناطيسية (لاتتأثر بالمجالين الكهربائي والمغناطيسي وتسير بسرعة الضوء) طاقتها عالية جدا . مما يجعل لها قدرة نفاذ اكبر بكثير من قدرة جسيمات ألفا و جسيمات بيتا . ولذلك فهي تشكل خطرا على المخلوفات الحية . اذ يستطيع اشعاع جاما اختراق جدار من الخرسانة سمكة 10 سم .
وقدرة اشعة جاما على تأيين الذرات التي تنفذ منه ضعيفة جدا ويمكن لاي نواة مثارة ان تصدر اشعة جاما ولايحدث في ذلك اي تغيير في عدد البروتونات او النيوترونات ومثالا على ذلك نواة التكتينيوم ويرمز لنواتها المثارة الرمز (tc) وهو ان النواة في حالة خاصة من الطاقة .
1-تحلل ألفا (إشعاع ألفا ) وينتج عنه جسيمات ألفا .
2-تحول نيوترون إلى بروتون وينتج عنه (إشعاع بيتا السالب) .
3-تحول بروتون الى نيوترون وينتج عنه (إشعاع بيتا الموجب) .
4-التقاط النواة للإلكترون القريب منها وينتج إشعاع سيني .
5-اصدار النواة المثارة لاشعة جاما .
كما ان هناك تغيرا غير طبيعي يحدث بفعل الانسان وهو انشطار النواة نتيجة قذفها بجسيم النيوترون .
ولاشك انك تسال متى يحدث اي من هذه التحولات او التغيرات داخل النواة ؟
فإليك نبذة مختصرة عن كل منها :
اولا : اشعاع ألفا
اشعاع ألفا وهو اشعاع استطاع رذرفورد ان يحرفه عن مساره باستخدام مجال مغناطيسي,وهو عباره عن تيار من جسيمات موجبة الشحنة (اثقل من الالكترون بحوالي 7000 مرة تقريبا) .
وتبين من التجارب ان قدرة اشعاع ألفا على الاختراق (النفاذ ) من خلال المواد ضعيفة فمثلا يمكن ايقاف اشعاع ألفا وامتصاصه بسهولة باستخدام صحيفة رقيقة من الالمونيوم لا يزيد سمكها عن 0,05 ملم.كما تبين ان اشعاع ألفا يؤين ذرات الهواء عند مروره فيه .
وتمكن رذرفورد وتلاميذه ان يثبتوا ان اشعاع ألفا عبارة عن أيونات غاز الهيليوم,اي انه يحتوي على بروتونين ونيوترونين .
وقد لوحظ انبعاث جسيمات ألفا غالبا من النويات ذات العدد الكتلي الكبير.كما يحدث لنواة اليورانيوم 238 وكذلك نواة الراديوم .
ثانيا : اشعاع بيتا السالب
تسمى احيانا جسيمات بيتا السالبة وهي عبارة عن شحنات سالبة (الكترونات) .
وقدرة نفاذ جسيمات بيتا اكبر من قدرة جسيمات ألفا بـ 100 مرة حيث يلزم صحيفة المونيوم سمكها 5 ملم لايقاف معظم اشعاع جسيمات بيتا.وقد لوحظ ان النويات غير مستقرة نظرا لان نسبة النيوترونات الى البروتونات كبيرة تكون باعثة لجسيمات بيتا السالبة حيث يتحول نيوترون الى بروتون والكترون (الالكترون يمثل جسيم بيتا الصادر من النواة) ويؤدي هذا التحول الى زيادة البروتونات (العدد الذري) بمقدار واحد وثبات عدد الكتلة وهذا يعني ان اشعاع النواة لجسيم بيتا السالب يجعلها تتحول من عنصر الى عنصر اخر,ومن ذلك مايحدث لنواة الثوريوم 234 حيث يتحول الى عنصر البروتاكتينيوم نتيجة تحول نيوترون الى بروتون .
ثالثا : اشعاع بيتا الموجب
تسمى احيانا جسيمات بيتا الموجبة وهي عبارة عن شحنات موجبة (بوزترونات) البوزيترون نظير الالكترون وله كتلة الالكترون وشحنة البروتون .
وماذكر عن جسيمات بيتا السالبة ينطبق على جسيمات بيتا الموجبة الا في تاثرها بالمجالين الكهربائي والمغناطيسي حيث تنحرف جسيمات بيتا السالبة في اتجاه مضاد للاتجاه الذي تنحرف اليه جسيمات بيتا الموجبة
وقد لوحظ ان النويات التي تكون باعثة لجسيمات بيتا الموجبة هي تلك التي يكون فيها عدد البروتونات كبير بالنسبة الى النيوترونات مما يجعلها غير مستقرة فيؤدي الى تحول بروتون او اكثر الى بروتون مما يجعل عدد البروتونات يقل (العدد الذري) مع بقاء عدد الكتلة ثابتا,وهذا يعني ان العنصر الذي يشع جسيمات بيتا الموجبة يتحول الى عنصر اخر .
ويصاحب تحول البروتون الى نيوترون اشعاع النواة لجسيم بيتا الموجب وهوعبارة عن جسيم يحمل شحنة البروتون الذي تحول الى نيوترون ومن امثلة ذلك مايحدث لنواة النيتروجين .
وجدير بالذكر ان الانوية التي يكون فيها عدد البروتونات كبيرا بالنسبه الى النيوترونات هي عناصر قليلة جدا .
رابعا : الالتقاط الالكتروني
الالتقاط الالكتروني هو ان تقوم النواة بأسر (التقاط) إلكترون من مجال داخلي للذرة ويرافق هذه العملية انتقال الكترون من مستوى الطاقة الخارجي الى مستوى الطاقة الداخلي للذرة . وهوالمستوى الذي اسرت منه النواة الالكترون ويؤدي هذا الى تخلص الالكترون لطاقة تساوي الفرق بين طاقتي المستويين الذي انتقل بينهما وغالبا ماتكون كبيرة (لان الالكترون انتقل من مستوى خارجي الى مستوى داخلي) وتنبعث هذه الطاقة على هيئة اشعاع سيني .
اما الالكترون الذي التقطته النواة فانه يتحد مع بروتون ويتحول البروتون الى نيوترون اي ان العدد الذري للنواة ينقص بمقدار واحد بينما يظل عدد الكتلة ثابتا . وهذا يعني ان نواة العنصر التي يحدث لها اسر الكتروني تتحول الى نواة عنصر اخر كما يحدث لعنصر البوتاسيوم .
خامسا : اشعة جاما
اشعاع جاما هو عبارة عن موجات كهرومغناطيسية (لاتتأثر بالمجالين الكهربائي والمغناطيسي وتسير بسرعة الضوء) طاقتها عالية جدا . مما يجعل لها قدرة نفاذ اكبر بكثير من قدرة جسيمات ألفا و جسيمات بيتا . ولذلك فهي تشكل خطرا على المخلوفات الحية . اذ يستطيع اشعاع جاما اختراق جدار من الخرسانة سمكة 10 سم .
وقدرة اشعة جاما على تأيين الذرات التي تنفذ منه ضعيفة جدا ويمكن لاي نواة مثارة ان تصدر اشعة جاما ولايحدث في ذلك اي تغيير في عدد البروتونات او النيوترونات ومثالا على ذلك نواة التكتينيوم ويرمز لنواتها المثارة الرمز (tc) وهو ان النواة في حالة خاصة من الطاقة .
المشاركات
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق