الكيمياء النووية

الكيمياء النووية Nuclear chemistry:

هو أحد فروع الكيمياء الذي تتعامل مع الفعالية الإشعاعية radioactivity،

والعمليات النووية والخواص النووية، أي أنه يمكن من خلالها تحويل الرصاص إلى ذهب ،

أو تحويل ذرة إلى ذرة عنصر أخرى كما انها من الأشياء الخطيرة جدا علي الصحة الآدمية

لما لها من أضرار على الإنسان والكائنات الحيه الأخرى من الأمراض السرطانية وتشويه الاجنة

في الأرحام ولقد حذرت منظمة الصحة العالمية من هذه الأضرار في مؤتمرات عدة.

ويمكن تقسيمها إلى التصنيفات التالية :

1 - كيمياء إشعاعية (Radiochemistry) .

2 - كيمياء النظائر (Isotopic chemistry) .

3 - رنين نووي مغناطيسي (Nuclear magnetic resonance) .

ومن الدول المتقدمة في هذا المجال هما

الولايات المتحدة المملكة المتحدة

+

روسيا

وفي ما يلي تفصيل لك قسم من اقسام الكيمياء النووية :

الكيمياء الإشعاعية ( Radiochemistry ) مجال كيميائي يعنى بدراسة العناصر المشعة .

كما يعالج إنتاج وتعريف واستخدام مثل تلك العناصر ونظائرها. وقد أفادت الكيمياء الإشعاعية،

علم الأثار وعلم الكيمياء الحيوية والمجالات العلمية الأخرى. وتستخدم التقنيات الإشعاعية الكيميائية في الغالب

في مجال الطب للمساعدة في تشخيص المرض، وفي العديد من الدراسات البيئية.

تدرس الكيمياء الإشعاعية جميع أنواع الإشعاعات, سواءً كانت طبيعية أو كانت مصنوعة من قبل الإنسان.

أنماط الإضمحلال الرئيسية:

إن جميع النظائر المشعة هي نظائر غير مستقرة لجميع العناصر

و ذلك يخضع للإضمحلال النووي مما يؤدي إلى انبعاث بعض الأنواع من الإشعاعات .

قد تكون تلك الإشعاعات المنبعثة واحدة من ثلاث أنواع : إما أن تكون ألفا أو بيتا أو أشعة غاما.

1. α إشعاع (ألفا) – هي انبعاث لجسيمات ألفا (التي تحتوي على 2 من البروتونات و 2 من النيوترونات) من النواة الذرية.

و عندما يحصل هذا, فأن الكتلة الذرية الخاصة بالذرة ستنقص 4 وحدات كما تنقص العدد الذري بمعدل وحدتين.

2. β إشعاع (بيتا) – و هي تحول النيوترون إلى إلكترون و بروتون. بعد حدوث هذه العملية, تنبعث الإلكترون من النواة إلى الغيمة الإكترونية electron cloud.

3. إشعاع غاما – هي انبعاث للطاقة الكهرومغناطيسية (إشعة أكس على سبيل المثال) من نواة الذرة.

و يحدث هذا عادةً خلال الإضمحلال الإشعاعي radioactive decay لألفا وبيتا.

يمكن أن تُميّز هذه الثلاثة أنواع من الإشعاعات عن بعضها على حسب قوة اختراقها للأجسام ..

فيمكن إيقاف جسيم ألفا بسهولة كبير و ذلك عندما تنطلق لعدة سنتيمترات في الهواء

أو بإيقافها بواسطة قطعة ورقية، هذا الجسيم هو نظير نواة الهيليوم.

أما الجسيم بيتا فيمكن أيقافه بواسطة ورقة من الألمنيوم تكون سمكها فقط عدة مليمترات،

و هذا الجسيم هي عبارة عن ألكترون. غاما هي أكثر الإشعاعات قوةً في اختراق الأجسام و هي فوتون ذات طاقة عالية

و بدون شحنة و بدون كتلة. تحتاج أشعة غاما إلى كمية محددة من المعدن الثقيل للوقاية من أشعاعها

( وعادةً ما تكون معتدة على الرصاص أو على الباريوم ) للتقليض من حدة ضررها.

الـتـحلـيل الـتـنـشـيـطـي:

عند إطلاق أشعة من النيوترونات خارج الأجسام فأن هذا قد يؤدي إلى نشاطاً إشعاعياً :

هذا النوع من التنشيطات للنظائر المستقرة لصنع نظير مشع هو أساس تحليل التنشيط النيوتروني neutron activation analysis.

واحدة من أكثر المواضيع إثارةً التي تمت دراستها بهذه الطريقة هي دراسة شعر رأس نابليون ،

التي تمت فحصها و دراستها بسبب محتواها الزرنيخي.[1]

توجد سلسلة من الطرق التجريبية المختلفة ، صممت لتمكين قياس نطاق العناصر المختلفة في المصفوفات المختلفة.

و لقيام بحث تأثير أحد المصفوفات فمن الشائع استعمال الإستخراج الكيميائي للعنصر المطلوب

أو بسماح للنشاط الإشعاعي الناتج من العنصر المصفوفي بالإضمحلال قبل قياس نشاطها الإشعاعي ..

بما أن تأثير المصفوفة يمكن أن تُصحح بمراقبة طيف الإضمحلال ..

فأن هذا سيتطلب تحضير القليل من العينة و ذلك لبعض الأنواع من العينات ..

مما يجعل من تحليل التنشيط النيوتروني أقل عرضة للتلويث ..

يمكن أن تُرى التأثيرات الناجمة عن سلسلة مختلفة من أوقات التبريد إذا تعرضت العينة الافتراضية التي تحتوي على الصوديوم ..

و اليورانيوم و الكوبالت في نسبة 100:10:1 لنبضة قصيرة جداً من النيوترونات الحرارية ..

و بذلك ستسيطر نشاط 24Na على النشاط الإشعاعي البدئي ..

لكن مع مرور الوقت ستسود عليها نشاط 239Np و نشاط 60Co .

تقبلو تحيآتي :


اعداد الطالبة: البندري رجاء