كيف تستخدم نظائر العناصر المشعة في جوانب الحياة المختلفة

لكل عنصر مشع عددٌ من النظائر، والتي يمكن استخدامها في عدد من المجالات، ماهي ابرز تلك الاستخدامات؟

3 إجابات

تنقسم العناصر الكميائية إلى:

  1. عناصر مستقرة.
  2. عناصر مشعة.

فـالعناصر المشعة تنتج من عدم اتزان بين النيوترونات والبروتونات داخل نواة ذرتها، فينتج عن ذلك طاقة زائدة، والذرة لا يكمن أن تتحمل تلك الطاقة، ولا يسعها سوى أن تفقد بعض البروتونات المسببة لعدم الاتزان، على هيئة إشعاع.

وتتمثل مجموعة العناصر المشعة في العناصر المتواجدة في نهاية الجدول الدوري، فأي عنصر يزيد عدده الذري عن 83 يُعتبر من العناصر المشعة، ويصل عدد هذه العناصر  إلى حوالي 29 عنصر، لكن بعض العناصر المستقرة لها نظائر غير مستقرة؛ أي أن نواة ذران هذه النظائر (العناصر) قد تحتوي عدد نيترونات مختلف عن العنصر في الحالة المستقرة، وعند محاولتها للوصول لحالة الاستقرار، يمكنها ان تتحول إلى عنصر جديد!

ومن ضمن نظائر العناصر المشعة بالجدول الدوري:

  • اليورانيوم: الذي يستخدم لتوليد أشعة أكس، يتواجد في الطبيعة على هيئة ثلاثة نظائر، لكن أهمهم هو النظير يورانيوم-235؛ لقدرته على الانشطار، لذلك يستخدم في توليد الطاقة النووية.
  • البلاتينيوم: وأحد نظائره المشعة هو بلاتينيوم-238؛ إذ يستخدم في توفير الطاقة للمسبار الفضائي، عن طريق استخدامه في المولدات الحرارية للنظائر المشعة.
  • الأمريسيوم: ونظيره الأمريسيوم-241، والذي يستخدم في كاشفات الدخان، ومولد محمول لأشعة جاما، نظرُا لسهولة انتاج عينات نقية من هذا النظير.

أكمل القراءة

  • صنّفت العناصر المشعّة كمواد خطرة، محدثةً ثورةً ونقلةً نوعيّةً في الصناعة العالمية؛ فقد استثمرتها الدول الكبرى كمصدرٍ بديلٍ للطاقة، بالإضافة للعديد من المجالات الأخرى. وإليك بعض أهم نظائر الأشعة واستخداماتها:
  • كادميوم_109: يُستخدم لتحليل السبائك المعدنيّة لفحص المخزون، وفرز الخردة.
  • كالسيوم_47: يُستخدم في دراسة وظائف الخليّة.
  • كاليفورنيوم_252: يُستخدم في المطارات للكشف عن وجود متفجرّاتٍ في الحقائب، وفي قياس محتوى التربة من الرطوبة، وفي شق الطرق، وقياس المواد المخزنة في التربة.
  • كربون_14: يُستخدم في الأبحاث للتأكد من عدم تشكّل منتجاتٍ ثانويةٍ ضارّة أثناء استقلاب الأدوية الجديدة، وفي الأبحاث البيولوجية والزراعية، ومكافحة التلّوث وعلم الآثار.
  • سيزيوم_137: يُستخدم لعلاج الأورام السرطانيّة، وللتحكم في تدفق السوائل في أنابيب النفط، والكشف عن آبار النفط المسدودة بالرمل.
  • كروم_51: يُستخدم في دراسات بقاء خلايا الدم الحمراء.
  • كوبالت_57: يُستخدم كمتتبعٍ في تشخيص فقر الدم الخبيث.
  • كوبالت_60: يستخدم في تعقيم الأدوات الجراحيّة، ولتعزيز موثوقية محارق زيت الوقود الصناعي، وفي علاج السرطان، وتشعيع الغذاء، والتصوير الشعاعيّ.
  • اليود_123: لتشخيص اضطرابات الغدة الدرقيّة، وغيرها من خلل الوظائف الاستقلابية.
  • كريبتون_85: تستخدم في أضواء المؤشّر في الأجهزة مثل الغسّالات والمجفّفات وأجهزة الستيريو وصنع القهوة، وقياس مستويات الغبار والملوثات، وللكشف عن المتفجرّات، وفي كواشف لاقطات الالكترون في الكروماتوغرافيا الغازية.
  • تكنيتيوم _99: يستخدم في دراسات تشخيصيّة في الطب النوويّ، و في تصوير الدماغ والعظام والكبد والطحال والكلى، ولدراسات تدفّق الدم.
  • التريتيوم: في البحوث الطبيّة والحيويّة، وفي علوم الحياة، وللطائرات المضيئة ذاتيًا والخروج التجاريّ، وساعات المعصم المضيئة، وإنتاج طلاءٍ مضيءٍ وللتنقيب الجيولوجيّ، والهيدرولوجيا.
  • الليورانيوم -234: يستخدم في تركيبات الأسنان لتيجان وأطقم الأسنان، ولتبييض اللون، والسطوع الطبيعي.
  • اليورانيوم -235: يستخدم كوقودٍ لمحطات الطاقة النووية، ولإنتاج الأواني الزجاجية الفلورية.
  • كزانزن_233: يستخدم في الطب النوويّ، في تهوية الرئة، ودراسات تدفّق الدم.

أكمل القراءة

النظائر المشعة هي أنواع غير مستقرة من الذرات التي تتحول تلقائيًا إلى حالة أكثر استقرارًا، حيث تنبعث منها الطاقة على شكل جزيئات أو نبضات كهرومغناطيسية؛ وأصبح استثمار هذه الطاقة الذرية والإشعاعية لتطوير الحياة البشرية مهمًا جدًا في أيامنا الحالية:

  • في المجال الطبي: يتم استخدام العلاج الإشعاعي لوقف تطور وانتشار الأورام السرطانية، وتم تطبيق العلاج باليود من أجل علاج فرط نشاط الغدة الدرقية، كما استخدم الكربون في الكشف عن البكتريا المسببة للقرحة، بالإضافة إلى تعقيم مختلف الأدوات الجراحية والتصوير الشعاعي الطبي.
  • في المجال الصناعي: يتم استخدام النظائر المشعة من أجل قياس سمك الصفائح المعدنية، من خلال قوة الإشعاعات التي تخترق المادة المراد قياس سمكها، بالاضافة للكشف عن العيوب الهيكلية للمعادن والأجسام المختلفة وعمليات اللحام والبناء.
  • في المجال الزراعي: تستخدم في تعقيم وحفظ البذور، وزيادة إنتاجية الأرض، وتدعيم الأسمدة، وزيادة مقاومة المحاصيل الزراعية للآفات.
  • في المجالات المختلفة: مثل إعادة ترميم اللوحات الأثرية وتقدير عمر الأشياء القديمة من معرفة معدل الإشعاع في اليورانيوم والرصاص.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف تستخدم نظائر العناصر المشعة في جوانب الحياة المختلفة"؟