العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6

من طرف **سامح عسكر** الأحد فبراير 27, 2011 9:00 pm

العناصر المشعة Radioactive Elements

اكتشاف الراديوم

العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6 1

ماري كوري
1867- 1934

اهتم كل من بيير كوري Pierre Curie وزوجته ماري كوري Marie Curie
بدراسة خصائص اليورانيوم وخاماته ، وقد تبين لهما أن جميع
خامات اليورانيوم تظهر نشاطاً إشعاعياً متوسطاً باستثناء أحد الخامات
والمعروف بإسم خام البتشبلند المستخرج من بوهيميا ، وقد أظهر هذا
الخام نشاطاً إشعاعياً يفوق الخامات الأخرى بأربع مرات .

العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6 2

بيير كوري
1859- 1906

في
عام 1898 اكتشف الزوجين كوري عنصرين مشعين جديدين في خام البتشبلند
أسموهما البلوتونيوم والراديوم ، ووجودهما في الخام هو سبب زيادة
النشاط الإشعاعي للخام .

عزل الزوجين مليغرامات قليلة من كلوريد الراديوم RaCl2 ، وقد تطلبت عملية عزل تلك الكمية الضئيلة أكثر من 10.000 عملية بلورة وإعادة بلورة .

وللراديوم نشاط إشعاعي يزيد عن النشاط الإشعاعي لليورانيوم بنحو
1.000.000 مرة ، ولم يتسنى لمدام كوري عزل عنصر الراديوم بشكل نقي إلا
عام 1910 . استحق الزوجين كوري جائزة نوبل في الفيزياء بالمشاركة مع
بيكريل عام 1903 لدورهما في النشاط الإشعاعي .

مصدر الراديوم
يوجد
الراديوم في خامات اليورانيوم بنسبة لا تزيد عن جزء إلى 3.000.000 جزء
من اليورانيوم ، وتتطلب عملية استخلاصه جهداً مضنياً ، وتستخرج خاماته
من أوروبا وأفريقيا وشمال كندا .
يوجد الراديوم في خاماته على شكل كلوريد وبروميد وكربونات الراديوم ، وهو مشع بشكله الحر أو على شكل مركبات .

من طرف **سامح عسكر** الأحد فبراير 27, 2011 9:01 pm

العناصر المشعة Radioactive Elements

خصائص الراديوم
ينتمي الراديوم لعناصر المجموعة الثانية في الجدول الدوري ، وله خصائص مميزة فهو من أكثر العناصر اشعاعاً ، ومن خصائصه :

1. تؤثر اشعاعات الراديوم على الأفلام الفوتوغرافية حتى لو عزلت
بأوراق غير منفذة أو وضعت في الظلام ، كما أن لها القدرة على اختراق
الخشب والجلد والصفائح الفلزية الرقيقة.

العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6 3

2.
للراديوم ومركباته القدرة على إزالة شحنة الكشاف الكهربائي
والتأثير على عداد غايغر ، فهو يؤين جزيئات الهواء بالقرب من قرص
الكشاف فيفقد القرص شحنته ، وتقاس فعالية نشاط أملاح الراديوم من خلال
قدرتها على إزالة شحنة الكشاف الكهربائي.

3. لمركبات الراديوم القدرة على التوهج عند خلطها مع غيرها من المركبات .
فمثلاً
عند خلط كمية قليلة من بروميد الراديوم وكبريتيد الخارصين يتكون خليط
يتوهج في الظلام كما تتوهج عقارب الساعة في الظلام.

4.
لأشعة الراديوم القدرة على قتل أجنة البذور والبكتيريا وحتى
الحيوانات الصغيرة ، كما تسبب أشعة الراديوم حروقا ً على جلد من يعملون
به تحتاج لفترة طويلة للشفاء ، ولقدرته على الإضرار بأنسجة جسم الإنسان
فهو يستخدم لعلاج السرطان وأمراض الجلد.

5.
تطلق أملاح الراديوم طاقة بشكل مستمر ، وجزء من هذه الطاقة يظهر على
شكل طاقة ضوئية وهو ما يسبب توهج الراديوم في الظلام ، كما أن أملاحه
تعطي طاقة بشكل مستمر ، فخلال ساعة واحدة يعطي الغرام الواحد من
الراديوم 120 سعر من الحرارة.

6. يبلغ عمر النصف للراديوم 1600 سنة ، وهي الفترة الزمنة اللازمة لتحول نصف كميته إلى رصاص

من طرف **سامح عسكر** الأحد فبراير 27, 2011 9:01 pm

العناصر المشعة Radioactive Elements

بعض العناصر المشعة الأخرى

كان عدد العناصر المشعة المعروفة لبيكريل عنصران هما اليورانيوم
والثوريوم ، ثم اكتشف الزوجان كوري اثنين آخرين هما البلوتونيوم
والراديوم ، ومنذ ذلك الوقت اكتشفت عناصر مشعة أخرى كثيرة كالرادون ،
وهو أحد العناصر النبيلة ، وينتج من تحلل الراديوم ، وعلى الرغم من
خموله الكيميائي إلا أنه نشط اشعاعيا ً ، وهو يجمع في أنابيب ويستخدم
بدلا ً من الراديوم في علاج الأمراض .

وفي الحقيقة فإن كل نظائر العناصر التي تلي البزموث ( العدد الذري
83 ) في الجدول الدوري هي عناصر مشعة طبيعياً ، على الرغم من كون
العديد منها محضرة صناعياً .

طبيعة النشاط الإشعاعي
درس العالم الإنجليزي السير ارنست رذرفورد Ernest Rutherford
الأشعة التي تنتج من العناصر المشعة كالراديوم والثوريوم ، فتبين
له أنها مكونة من نوعين من الدقائق ونوع واحد من الأشعة ، وهي تعرف
حاليا ً بأول ثلاثة حروف من الأبجدية الإغريقية وهي الفا (α) ، وبيتا (β) ، وغاما (γ) .

أولاً : دقائق الفا a - Particles

وهي عبارة عن أنوية الهيليوم والمكونة من بروتونين ونيوترونين ،
فهي بذلك تكون ذرات الهيليوم عند اكتسابها إلكترونين ، وكتلتها (4)
أضعاف كتلة ذرة الهيدروجين ، وسرعتها 10.000 إلى 20.000 ميل في الثانية ،
وقدرتها على الاختراق قليلة مقارنة بدقائق بيتا وأشعة غاما ، فصفيحة
رقيقة من الورق أو الألومنيوم تستطيع أن توقف تقدمها ، إلا أن لها
القدرة على حرق الجلد وتأيين الهواء بسرعة.

ثانياً : دقائق بيتا β - Particles

وهي عبارة عن إلكترونات ، وتحمل شحنة سالبة ، وكتلتها 1/1837 من
كتلة ذرة الهيدروجين ، وتسير بسرعة 60.000 إلى 160.000 ميل في الثانية ،
ولها طاقة وقدرة على الاختراق تفوق طاقة وقدرة دقائق ألفا.

ثالثاً : أشعة غاما g - Rays

وهي عبارة عن أمواج كهرمغناطيسية مشابهه للضوء المرئي ، ولكن
طولها الموجي أقصر وترددها أعلى من الضوء المرئي ، وسرعتها تساوي سرعة
الضوء ، ولا تحمل أشعة غاما شحنة وليس لها كتلة.
يعتقد أن أشعة غاما تنتج من النقلات داخل مستويات الطاقة داخل النواة.

من طرف **سامح عسكر** الأحد فبراير 27, 2011 9:01 pm

العناصر المشعة Radioactive Elements

خصائص دقائق الفا وبيتا وأشعة غاما

g
b
a

أمواج كهرمغناطيسية
إلكترونات
أنوية الهيليوم
الطبيعة
صفر
ـ1
+2
الشحنة
صفر
كتلة الإلكترون
9.11 × 10-28 غ
(4) أضعاف كتلة ذرة الهيدروجين 6.64 × 10-24 غ
الكتلة
10.000
100
1
القدرة النسبية على الاختراق
سرعة الضوء
أقل من غاما
أقل من بيتا
السرعة

دراسة خصائص الفا وبيتا وغاما

العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6 4

أولاً : التأثر بالمجال المغناطيسي

عند وضع مادة مشعة في وعاء من الرصاص مفتوح من الأعلى ،
وتسليط مجال مغناطيسي على مسار الأشعة الناتجة ، فإن دقائق ألفا تنحرف
ناحية القطب الجنوبي للمجال المغناطيسي دلالة على كونها موجبة الشحنة
، وتنحرف دقائق بيتا ناحية القطب الشمالي دلالة على كونها سالبة
الشحنة ، بينما لا تعاني أشعة غاما من أي انحراف دلالة على كونها غير
مشحونة.

من طرف **سامح عسكر** الأحد فبراير 27, 2011 9:02 pm

العناصر المشعة Radioactive Elements
دراسة خصائص الفا وبيتا وغاما
ثانياً : القدرة على الاختراق
الجدول الآتي يوضح القدرة التقريبية لأشعة غاما ولدقائق ألفا وبيتا على الإختراق :

الرصاص
أنسجة الحيوان
الهواء الجاف

صفر
0.05 سم
4 سم

ألفا

0.005 ـ 0.3 مم
0.06 ـ 4مم
6 ـ 300 سم

بيتا

30 مم
50 سم
400م

غاما

من طرف **سامح عسكر** الأحد فبراير 27, 2011 9:02 pm

العناصر المشعة Radioactive Elements
مصدر الطاقة في العناصر المشعة

تتحلل أنوية العناصر المشعة بشكل مستمر لتعطي طاقة وحرارة ، وقد
أثبتت التجارب أن مصدر الطاقة التي تصدرها العناصر المشعة ينشأ من
التغيرات التي تحدث لنواة العنصر المشع ، فهي تنشطر إلى نوى أخف .

رذرفورد يجري أول تحول نووي
بعد
اكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي وامكانية تحول العناصر طبيعياً إلى عناصر
أخرى جديدة ، تساءل العلماء عن إمكانية إضافة بروتونات أو نيوترونات
إلى نواة العنصر لتحويلها إلى عنصر آخر جديد.

وقد
تحقق ذلك لأول مرة عام 1919 على يد رذرفورد عندما قصف النتروجين بدقائق
ألفا الصادرة عن تحلل اليورانيوم فأنتج بذلك نظيراً للأكسجين وبروتون :

العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6 5

العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6

العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6

رد: العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6

رد: العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6

رد: العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6

رد: العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6

رد: العناصر المشعة Radioactive Elements " 1-6