الإشعاع | العدو الخفي - ساينسوفيليا

 

 تعرف على عدوك الخفي (الإشعاع)

بقلم : نورا بركات 

مراجعة وتدقيق : مجدي عياد

ما هو الإشعاع وأنواعه وخطورته على الكائنات الحية؟

من السهل جدا على الشخص أن يواجه عدو له إذا كان هذا العدو له هيئة محددة، بمعنى يمكن للشخص أن يتصدى لعدوه في الحال ويهزمه ويقضي عليه إذا كان واضح أمامه والتصدى له وجها لوجه.

أما إذا كان هذا العدو ليس له شكل محدد وليس له طعم ولا رائحه هل يمكن للشخص أن يتصدى له في الحال ؟!

بكل بساطة لا ولكن هذا ليس معناه أنه لا يمكن أن يتصدى له فيما بعد من خلال الاستدلال على أثره سواء باستخدام أدوات خاصة بهذا العدو أو معرفته من خلال الأثر السيئ الذي يتركه في الشخص.

هذا العدو الخفى الذي أتحدث عنه هو الإشعاع وأطلقت عليه هذا الإسم لأنه يعتبر عدو خفى للشخص الذي يتعامل معه دون التعرف عليه وعلى مصادره وتأثيره على الخلايا الحية كما حدث مع مدام كوري من مضاعفات صحية خطيرة من التلوث الإشعاعي الذي ينتج فى سلاسل اضمحلال عنصر اليورانيوم المشع، لذلك دعنا نقول مكتشفوا الإشعاع توفوا بسببه ومن هنا جاءت فكرة إذا لم تهزم عدوك فسخره لك، لذلك بعد التعرف على هذا العدو الخفي يتم الاستفادة منه في مجالات كثيرة مثل المجال الطبي والصناعي وغيره واستخدام أدوات لقياسه ومعرفة النسب المسموح بها لكي يصبح صديق للشخص الذي يتعامل معه ومعرفة طرق الوقاية منه وأصبح علم بذاته يدرس ونستفاد منه على نطاق واسع.

الإشعاع: هو طاقة تطلق في شكل موجات أو جسيمات صغيرة من مادة ما أو من انتشارها في الفضاء ويحيط بنا في كل مكان وتتوقف خطورته علينا على حسب نوعه.

من خلال الداسات الطويلة والسنوات العديدة لاكتشاف الإشعاع وجد أن النواة النشطة إشعاعيا تقذف بشكل طبيعي نوعا من الجسيمات (جسيمات بيتا والفا وأشعه جاما) الذي أمكن التمييز بينهم ودراسة خواصهم ومتي النواة النشطة إشعاعيا تصدر أحدهم لكي تصل إلى الإستقرار؟ وهذا يسمى الإشعاع النووي والذي يصدر من داخل نواة العناصر المشعة أو الغير مستقرة، أما الإشعاع الكهرومغناطيسي (باستثناء جاما) فتكون أنوية الذرات مستقرة وينبعث الإشعاع من الذرات.

أنواع الإشعاع: ينقسم الإشعاع إلى نوعين أساسين 

1- إشعاع مؤين (Ionizing Radiation):

سمى بذلك لأن هذا النوع من الإشعاع له القدرة على تأيين الذرات التي يمر من خلالها مثل الإشعاعات الكهرومغناطيسية (أشعة إكس وأشعةجاما) وإشعاعات جسيمية مثل جسيمات (بيتا والفا والنيوترونات والبروتونات)

إن التأيين وهو فصل بعض الإلكترونات عن المركبات فيؤدي إلى تغيير في التركيب الكميائي لهذه المركبات، فلو تعرضت خلية حية لإشعاع مؤين قد يؤدي ذلك إلى بعض التغيرات في البروتينات والحمض النووي الموجود في الخلية، وبالتالي تزداد إحتمالية حدوث طفرات وأضرار بالخلية ومن هنا تأتي الخطورة حيث يتسبب ذلك في زيادة إحتمال ظهور خلية سرطانية بجانب حدوث تلف في بعض الأعضاء.

2- إشعاع غير مؤين (Non Ionizing Radiation):

أى ليس له القدرةعلى تأيين الذرات التي يمر من خلالها مثل موجات الراديو والتليفزيون وموجات الرادار والموجات ذات الأطوال الموجية القصيرة وموجات الميكروويف والأشعة تحت الحمراء والفوق بنفسجية والضوء العادي. 

أى أن هذه الأنواع من الإشعاع لها تأثير حراري وتستخدم في قتل البكتريا ولها تأثير على جلد الإنسان إذا تعرض لها لفترة طويلة مثل مرض (Skin erythema) الذي تسببه الأشعة فوق البنفسجية إذا تعرض لها الشخص لفترة طويلة تعرض مباشر علي الرغم من أن لها فائدة أيضا على الإنسان لذلك دعني أقول أن الإشعاع نقمة ونعمة في نفس الوقت !!!

وأمكن التمييز بينهم من حيث القدرة على اختراقهم للوسط الذي تمر به وقابلية تأيينها للذرات والجزيئات التي تمر من خلالها وسلوكها داخل المجال الكهربي والمغناطيسي. 

الإشعاع المؤين : ينقسم إلى 

1-( جسيمات أو دقائق الفا α ) وتتميز بالآتي :-

1. هى عبارة عن نواة ذرة الهيليوم وهي نواة موجبة الشحنة.
2. تحدث تأينا للغاز الذي تمر من خلالها. 
3. سرعه جسيمات الفا تعتمد على مصدر العنصر المشع.
4. مدى جسيمات الفا في الهواء يصل لبضع سنتيمترات ويمكن إيقافها بورقة سميكة.
5. تتأثر بالمجال المعناطيسي حيث تنحرف نحو السالب لأنها موجبة الشحنة.
6. قوة الاختراق لجسيمات الفا ضعيفة جدا لأنها تفقد طاقتها عند خروجها من المصدر المشع. 
7. تسبب تأينا عالي للمادة التي تمر من خلالها لأن مداها قصير أى تفقد طاقتها فى مسافة صغيرة ومن هنا تكمن خطورتها إذا تم بلعها أو استنشاقها داخل جسم الإنسان أما إذا تم امتصاصها بواسطة السطح الخارجي للإنسان فلا ضرر لها هنا. 
8. عند انبعاثها من نواة عنصر مشع ينقص العدد الكتلي بمقدار أربعة والعدد الذري بمقدار إثنين وإلينا المعادلة للتوضيح.

2- (جسيمات او دقائق بيتا β) وهي الإلكترونات سالبة الشحنة الكهربية أو مضاداتها موجبة الشحنة وتتميز بالآتي:

1. تمتلك هذه الجسيمات قابلية اختراق أكبر من جسيمات الفا بحدود 100 مرة.
2. تأين الوسط الذي تمر من خلاله بدرجة أقل مما تسببه جسيمات الفا.
3. إنحراف جسيمات بيتا بوجود المجال المغناطيسي أكبر من إنحراف جسيمات الفا وبالاتجاه الذي يشير على أنها تحمل شحنة سالبة فهي عبارة عن إلكترونات.
4. مداها في الهواء أكبر من مدى جسيمات الفا بحوالي 280 مرة.
5. يمكن أن تقطع عدة سنتيمترات فى الهواء قبل امتصاصها وبضع مليمترات داخل مادة الألومنيوم.
6. يعتمد مدى جسيمات بيتا على سرعتها التي تصل أحيانا بالقرب من سرعة الضوء وذلك عن طريق تعجيلها في المعجلات. 
7. لا يمكن إيقافها بواسطة ورقة سميكة ولكن يمكن إيقافها بواسطة قطعة من الخشب ولكن تكمن الخطورة الأكبر إذا تفاعلت مع الوسط الذي يستخدم كدرع واقي منها (shield).
8. عند انبعاثها من نواة العنصر المشع لا تغير العدد الكتلي ويتغير العدد الذري بمقدار واحد كما في المعادلة

حيث A العدد الكتلى، zالعدد الذرى

3- (اشعه جاما -Rayγ) وهي أكبر مدى في الأشعة الكهرومغناطيسية من ناحية الطاقة وتتميز بالآتي:

1. قابليه اختراقها للماده كبيرة لأن طاقتها عالية حيث يزيد اختراقها على عده سنتيمترات لماده الرصاص.
2. تؤين الغاز الذى تمر من خلاله بصورة ضعيفة. 
3. لا يصحب انبعاثها تغير فى العدد الكتلي أو الذري لذلك لا يتغير العنصر عند انبعاثها. 
4. تنتج عندما تكون النواة في حالة إثارة أى تملك من الطاقة أكثر من الحد الطبيعي لها فتنتقل النواة من مستوى الإثارة إلى مستوى أقل والطاقة الناتجة عبارة عن أشعة جاما. 
5. تعد من أخطر أنواع الإشعاعات لأن لها قدرة إختراق أعلى بكثير من جسيمات الفا وبيتا ويمكن إيقافها بواسطة حاجز من الخرسانة أو من الرصاص القوي. 
6. المعادلة التالية تحقق تفكك أشعة جاما:

 

4- النيترونات

هي الجسيمات الوحيدة الغير مشحونة وهي نوع مهم للإشعاع المؤين لعلاقتها بالقنابل الذرية والمفاعلات النووية. 

النيوترونات عبارة عن جسيم له كتلة مقاربة لكتلة البروتونات ولكنه لا يحمل أى شحنة ونظرا لأنه متعادل كهربيا فإنه يخترق المواد بعمق حتى الأنسجة الحية. 

وتنبعث كناتج جانبي عندما تنشطر الأنوية الثقيلة مثل عنصر اليورانيوم وقد ينتج أيضا صناعيا فى المعجلات الضخمة. 

5-البروتونات

هى جسيمات موجبة الشحنة وتوجد في أنوية جميع الذرات وعادة لا تنبعث من النظائر المشعة على الأرض ولكنها توجد في الفضاء بغزارة وتسبب خطورة على رواد الفضاء. 

6- أشعة اكس x Ray

هي أشعة كهرومغناطيسية لها طاقة أقل من أشعة جاما ولكن مصدرها هو التذبذبات الإلكترونية في الذرة علي عكس جاما فهي إشعاع نووي يصدر عن أنوية الذرات.

لها قدرة على تأيين المواد ولها قدرة أيضا على اختراق أنسجة الإنسان باستثناء العظام، لذلك تستخدم في التصوير الطبي التشخيصي.

7- الأشعة الكونية 

المصدر الرئيسي لهذه الأشعة ناتج عن الحوادث النجمية في الفضاء البعيد ومنها ما يصدر عن الشمس وتتكون هذه الأشعة الكونية من حوالي 87% من البروتونات و11% من جسيمات الفا و1% من الأنوية ذات العدد الذري ما بين 4 و26 وحوالي 1% من الإلكترونات ذات الطاقة العالية لذلك الأشعة الكونية لها القدرة الكبيرة على الاختراق كما أنها تتفاعل مع أنوية ذرات الغلاف الجوي مولدة إلكترونات سريعه ونيوترونات وإشعاع جاما ولا يستطيع أحد منا تجنب هذه الأشعة بشكل كامل ولكن بفضل غلافنا الجوي والمجال الكهرومغناطيسي للأرض نحن في أمان من تلك الإشعاعات.