التلوث بالمواد المشعة

التلوث بالمواد المشعة

مقدمة : يعتبر التلوث بالمواد المشعة واحد من صور التلوث ذات التأثير العالمي و الكبير.

الذرة و النواة The Atom and The Nucleus
تتكون العناصر من وحدات صغيرة جداً تدعى الذرات و تتكون الذرة من النواة و التي بها البروتونات ذات الشحنة الموجبة و النيترونات ذات الشحنة المتعادلة و خارج النواة الالكترونات ذات الشحنة السالبة و تتعادل الشحنة الموجبة مع السالبة في العناصر المستقرة.
عدد الكتلة / عبارة عن مجموع عدد البروتونات و النيترونات


العدد الذري / عبارة عن مجموع عدد البروتونات فقط


نظائر العناصر / هي التي تختلف فيها عدد النيترونات فيما عدد البروتونات ثابت
مثال الهيدروجين ( بروتون وليس بها نيوترون )
ديتيريوم ( بروتون واحد و نيوترن واحد )
تريتيوم ( بروتون واحد و نيوتروتين )



تعريف النشاط الإشعاعي : عبارة عن تفكك نواة النظير تلقائياً إلى نواة أصغر ذات قيمة أقل للطاقة، وتصدر إشعاعات في شكل جسيمات الفا و بيتا و تعرف هذه النظائر بالنظائر المشعة.
تختلف المواد في مدة الإشعاع فقد تكون قصيرة أو عدة سنوات .

عمر النصف Half life : عبارة عن الفترة الزمنية التي تنخفض خلالها الشدة الإشعاعية للعينة المجهزة من هذا النظير إلى النصف.
مثال : مادة عمرها الإشعاعي خمس سنوات ß 10 كوري
بعد خمس سنوات ß 5 كوري
بعد خمس سنوات ß 2.5 كوري
بعد خمس سنوات ß 1.25 كوري


أنواع الإشعاعات الذرية

أ‌- أشعة ألفا α / عبارة عن نواة الهليوم-4
1- موجبة الشحن ( نيوترونين و بروتونين )
2- سرعتها ضعيفة 20000كلم / ث
3- تتوقف بمجرد أن تعترضها قطعة ورق
4- عمق نفوذها في الأنسجة الحية ضعيف
5- مسارها في الهواء ضعيف بضع سنتيمترات


ب‌- أشعة بيتا β / تنقسم إلى نوعين الالكترونات ( - ) و البوزيترونات ( + )
1- أخف وزن
2- تحمل شحنة موجبة أو سالبة
3- لأنها اصغر حجماً من ألفا فإنها تنفذ إلى الأنسجة الحية بشكل أفضل مليمترات
4- تقطع مسافة مترين في الهواء


ت‌- أشعة جاما γ / تتكون بعد إشعاعات ألفا و بيتا و التي تكون فيها النوى غير مستقرة و بالتالي تصدر إشعاعات أخرى هي جاما.
1- قصيرة الموجة
2- سرعتها 300الف كيلو / ث
3- لها القدرة الأعلى في اختراق الأنسجة الحية
4- مسارها في الهواء فائق الحد و لا يتم إيقافها إلا بكتلة من الرصاص يبلغ سمكها 22سم تقريباً.

ث‌- النيوترونات / عبارة عن جسيمات متعادلة الشحنة في النواة .
هي عبارة عن جسيمات متعادلة الشحنة في النواة و تنتج داخل المفاعلات النووية عند انقسام نوى اليورانيوم ، فعندما تنقسم نواة اليورانيوم إلى نواتين اصغر تنطلق عدد من النيوترونات و هذه النيوترونات تصطدم بنوى اليورانيوم مما يؤدي إلى ما يعرف بالتفاعل المتسلسل ( تدفق النيوترونات )



ج‌- الأشعة السينية / هي عبارة عن أمواج كهرومغناطيسية وتشبه في طبيعتها أشعة جاما .

مصادر التلوث بالمواد المشعة
أ‌- مصادر طبيعية
1- الأشعة الكونية ( الإشعاع القادم من الفضاء و الشمس ) و يحتوي على بروتونات و نيترونات و جسيمات ألفا و فوتونات و الالكترونات و غيرها .


2- القشرة الأرضية : توجد في الصخور الجرانيتية و الصخور التي تحتوي على الأصداف البحرية و المواد العضوية و التي تحتوي على اليورانيوم و التوريوم و غيرها.


3- مواد مشعة موجودة بالقرب من سطح الأرض : و هذه الغازات فيها الكربون المشع و الرادون و الثوريون الناتجان من تحلل اليورانيوم و التوريوم.


4- مواد مشعة موجودة في الماء: مياه البحر تحتوي على تركيز مرتفع من البوتاسيوم 40 و كذلك التوريوم 222 ، فيما تحتوي المياه الجوفية في الولايات المتحدة على نسبة مرتفعة من الراديوم 227.


ب‌- المصادر الصناعية
1- التفجيرات الذرية: تعتبر من اكبر أسباب التلوث بالمواد المشعة ، و التفجيرات التي تحدث في الجو تبقى في الجو بدرجات فبعضها يسقط في مكان التجربة و البعض يبقى معلق في الهواء على حسب وزن الذرات و الجزيئات.


2- المفاعلات الذرية : قد تنطلق كتل من الإشعاع في مراحل الإنتاج و عمل المفاعل أو من خلال مياه التبريد و مخلفات المفاعلات .



3- المصادر الإشعاعية المستخدمة في الأغراض الطبية و الصناعية: مثل الأشعة السينية ، أيضا تستخدم المواد المشعة مثل اليود 131 و الفسفور 32 في التشخيص و علاج الأمراض، ويتعرض العاملون في هذا المجال إلى خطر التلوث كما تستخدم هذه الإشعاعات في المجال الصناعي مثل التصوير الإشعاعي و التعقيم وغيرها.