كتابة :
آخر تحديث: 13/04/2021

ما هي العناصر المشعة؟ وما أهم مصادرها ؟؟

يضم علم الفيزياء العديد من المصطلحات ومن أهم هذه المصطلحات العناصر المشعة ويكون بداخل هذه العناصر نواة تكون بها حركة غير مستقرة.
والنواة الغير مستقرة التي توجد داخل العناصر المشعة تنقسم مكوناتها لكي تصبح نواة مستقرة إلي عدة جزيئات، وذلك ما يسمى باسم التفاعلات.
ما هي العناصر المشعة؟ وما أهم مصادرها ؟؟

العناصر المشعة في الطبيعة

هناك مجموعة من العناصر المشعة وتتمثل في:

1. اليورانيوم (u)

  • يعد هذا العنصر من المواد المشعة التي توجد في ترتيب الجدول الدوري ويكون له عدد ذري معين وهو 92 حيث أن ذرة هذا العنصر تتكون من 92 بروتوناً و92 إلكتروناً ويكون لهذا المعدن لون مخصص وهو الأبيض الذي يميل لونه إلى الفضة.
  • كما تُعد التربة والصخور من الأماكن التي يتواجد فيها هذا المعدن ولهذا العنصر استخدامات حيث أنه يتم استخدامه في المجالات العسكرية وبالتحديد في القاذفات التي يكون مداها بعيد.
  • ويتم استخدامه أيضاً في المنشآت التي يتم الاعتماد فيها علي الطاقة النووية مثل محطات توليد الكهرباء وتحلية مياه البحر وكذلك في تقدير عمر الصخور النارية.

2. الفرانسيوم (fr)

  • يعد هذا العنصر من أهم المواد المشعة حيث يوجد مكانه في الجدول الدوري ضمن المجموعة الأولى في المجموعة السابعة وهذا العنصر من أكثر العناصر ندرة في الطبيعة وأيضاً يكون هذا العنصر من أقوي المعادن التي يكون لها قاعدة قلوية.
  • وهذا السبب يرجع إلي قلة تواجد كميته وندرته حيث إنه بطبيعته يكون نادر جداً وليس هناك تطبيقات محددة تقوم باستخدام هذا العنصر.
  • حيث أن استخداماته تكون في أبحاث الأحياء فقط وقد تم اكتشاف هذا العنصر علي يد العالم مارغريت جيري بدولة فرنسا في عام 1939.

3. الراديوم (ra)

  • يعد هذا العنصر من أهم العناصر التي يهتم بها علم الفيزياء فهو يتم تصنيفه بكونه من أكثر الفلزات القوية ثقلاً التي توجد علي الأرض حيث يرجع السبب في ذلك إلي أن هذا العنصر يحتوي علي عدد ذري يصل إلي88.
  • ويضم 26 نظير من النظائر المشعة ويكون له لون محدد وهو الأبيض الذي يتميز بنقائه في التراب ولكنه يتأكسد في حالة تعرضه للهواء متأثراً به.
  • ويتم انقسام هذا العنصر إلي عدة مراحل نتيجة تحليله إلي عدة مراحل ويصدر عنه غاز الرادون وعند استقراره يتم تحويله إلي عنصر الرصاص.

4. الروبيديوم (rb)

  • يعد هذا العنصر من العناصر المشعة لذلك فهو يتميز بكونه من الفلزات القلوية الهشة ويتسبب الهواء في أكسدته بسرعة كبيرة نتيجة تعرض هذا العنصر له فيشتعل العنصر بشكل مباشر.
  • يتم تصنيفه ضمن مجموعة العناصر التي يكون تفاعلها شديد جداً وأيضاً يتم تصنيفه في المجموعة التي تحتوي علي الصوديوم والليثيوم والبوتاسيوم.
  • حيث أنه يتشابه في خواصه مع العناصر التي توجد في الجدول الدوري ويصل العدد الذري له 37.

5. الرمال المعدنية (mineral sand)

  • يوجد بهذا العنصر من بين المواد المشعة رمال الأرض التي تحتوي بداخلها علي عدة عناصر.
  • ومنها التيتانيوم (titanium)والزركون (zircon)و أيضاً المونازيت (monazite) بالإضافة إلي عدة عناصر أخري.

6. التنتالوم (tantalum concentrate)

  • يتم اشتقاق هذا النوع من المعادن من الجرانيت وبالتحديد من البغماتيت وهو يعد نوع من أنواع الجرانيت.
  • وأهمها وتتألف من مئات الأنواع المختلفة من المعادن وبعضاً من اليورانيوم أو الثوريوم.

7. الفوسفات (phosphate)

  • يتم استخدام الصخور التي توجد في الفوسفات كمخصبات ويعد الفوسفات من المصادر الطبيعية التي تمكنا من الحصول علي المواد المشعة.

  • ويرجع ذلك السبب إلي احتواء عنصر الفوسفات علي اليورانيوم والثوريوم مثل التنتالوم.

خصائص العناصر والمواد المشعة

للعناصر المشعة عدة خصائص تتميز بها, من الممكن إدراج خصائص العناصر المشعة ضمن ثلاث فئات رئيسية وهي:

  1. العناصر الرئيسية والتي كانت موجودة قبل تكون الأرض.
  2. عناصر كونية المنشأ والتي يكون تكونها عن طريق تفاعلات الأشعة الكونية.
  3. فئة العناصر التي تم صنعها بواسطة الإنسان.

جميع هذه العناصر لها عدة خصائص مشتركة وهي:-

التحلل:

  • أنوية جميع المواد المشعة لها ميزة واحدة تكمن في عدم استقرارها حيث أن النواة يتم تحليلها بشكل طبيعي.
  • ويتطلب تحليلها أي نوع من أنواع التدخل الخارجي ومن الأشياء التي يجب علينا معرفتها أن جميع العناصر الغير طبيعية التي تم صنعها بواسطة الإنسان هي عناصر مشعة.

تشكيل العناصر المختلفة:

  • بعدما يتم تحليل العنصر الغير مستقر تقوم كل من البروتونات والنيوترونات بدورها في تشكيل عناصر مختلفة وهذا لا يؤدي معناه إلي أن هذه العناصر تُفقَد في النظام البيئي وعلي سبيل المثال عنصر اليورانيوم الذي تم تحليله.
  • ليشكل بعد ذلك عناصر جديدة ومختلفة من ضمن سلسلة معينة وتشمل العناصر التي قام اليورانيوم بتشكيلها الثوريوم والبروتكتينيوم والراديوم.
  • وأيضاً الرادون والبولونيوم والبزموت وأخيراً الرصاص والذي يعد عنصر من العناصر الغير مستقرة ولهذا السبب فلا يتم تحليله وتختم سلسلة العناصر به.

انبعاث الإشعاع:

  • يتم تحليل العناصر والمواد الغير مستقرة إلي عناصر أخري وينتج عن هذا التحليل انبعاث الإشعاع ويكون لهذا الإشعاع عدة أنواع مثل الضوء والموجات الميكروية ومخصص للإشعاع المنبعث الذي يعد من المواد المشعة اسم معين يطلق عليه تحليليه.
  • وهو الإشعاع المؤين وهذا النوع من أنواع الإشعاع يحتوي علي كل الجسيمات المشحونة والتي تكون إشعاع يتسبب في ضرر الكائنات الحية.
  • وبالرغم من هذا الضرر الذي تسببه إلا أن هناك بعض الأجزاء التي لا تتسبب في حدوث ضرر علي الإنسان.

الكشف:

  • لكي يتم اكتشاف وجود المواد المشعة لابد من استخدام بعض الأدوات المخصصة لهذا الأمر مثل عداد غايغر.
  • حيث أن هذا العداد يتم استخدامه لقياس مستويات الإشعاع والذي يعمل عن طريق توليد الشحنات الكهربائية أثناء وجود الإشعاعات التي يتم انبعاثها من العناصر والمواد المشعة.
  • ويجب علينا معرفة أنه كلما زادت المواد المشعة تزيد معها قراءة الجهاز.

أهم مصادر المواد المشعة

تتمثل مصادر المواد المشعة في:

1. الطبيعة :

  • نتيجة حدوث الاصطناع النووي تم اكتشاف بعض النظائر المشعة بشكل طبيعي في الأرض ويكون الاصطناع النووي بالنسبة للنجوم أو انفجارات السوبرنوفا.
  • وتُعد النظائر المشعة من النظائر التي تكون فترة نصف عمرها طويلة ويعني هذا أنها تبقي مستقرة لفترات طويلة لجميع الأغراض العملية ويتم تحليلها يتم تكوين ما يعرف بالنويدات المشعة وعلي سبيل المثال تحليل نظائر الثورانيوم الذي ينتج عنه نويدات مشعة ثانوية من الراديوم والبولونيوم.

2. الانشطار النووي :

  • يتم تمثيل هذا النشاط في محطات الطاقة النووية والأسلحة النووية الحرارية وينتج عن هذا التمثيل العديد من النظائر المشعة.
  • ويمكن أن تنتج هذه النظائر المشعة عن الانشطار النووي وهذا الأمر يجعل معالجة الآثار التي تنتج عن الأنشطة النووية أكثر صعوبة وتعقيد.

3. العناصر الصناعية :

  • العنصر الأخير في الجدول الدوري غير موجود فعمل العلماء والخبراء علي البحث عنه لكنهم لم يستطيعوا العثور عليه.
  • لهذا السبب تم اصطناع هذا العنصر عن طريق إنتاج العناصر والمواد المشعة في المفاعلات النووية والمسارعات والدليل علي ذلك أمثلة النظائر المحضرة بهذه الطريقة كعنصر الإيريديوم.
يبلغ عدد العناصر المشعة التي يكون عددها الذري مابين 84 و188 عنصر من هذه العناصر والمواد المشعة 29 عنصر الذي تمكن العلماء من تحديدهم.

للإستفادة من هذا المقال انسخ الرابط

تم النسخ
لم يتم النسخ