ما هي أجزاء الذرة التي تصدر كل من أشعة ألفا وبيتا وغاما؟

1 إجابة واحدة

تنقسم العناصر في الطبيعة بشكل رئيسي إلى فئتين، مستقرة وغير مستقرة، تُسمى العناصر المُستقرة بذلك لأنها متوازنة من حيث عدد مكونات نواتها والطاقة الرابطة بين هذه المكونات، وعلى العكس من ذلك تكون العناصر غير المستقرة، إذ تكون الطاقة الرابطة بين مكونات نواتها أضعف من الطاقة الكهرومغناطيسية الناتجة عن الاختلاف في الشحنات الكهربائية.

يُمكن تمييز العناصر غير المستقرة بتلك التي لها عدد ذري 84 وما فوق، أما العناصر التي يكون عددها الذري أقل من ذلك فيكون لها نموذجان مستقر وغير مستقر، عندما يفقد عنصر اسمهُ X إلكترون أو يكتسبهُ، فإنّهُ يبقى تحت هذا المسمى مع تغيّر في شحنته أي يصبح إما +X أو -X.

أما التغيرات التي تطرأ على العنصر مؤديًا إلى إصدار إشعاعات فهي تُحول العنصر من X إلى Y. إصدار الإشعاعات هذه من اختصاص العناصر غير المستقرة وذلك في سعيها نحو الاستقرار، فتبدأ بفقد الجسيمات المكونة للعنصر والتي هي بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات غير مشحونة وهي من مكونات النواة، والإلكترونات السالبة الشحنة التي تدور في فلك محيط بالنواة، في عملية تُسمى الاضمحلال الشعاعي.

وتكون هذه الإصدارات على ثلاثة أشكال: ألفا، بيتا، غاما، أسماؤها مشتقة من الأحرف الثلاثة الأولى من أسماء هذه الإشعاعات باللغة الإغريقية القديمة، وهي تنتقل بشكل موجات عديمة الوزن بشكل مشابه للموجات الكهرومغناطيسية كضوء الشمس، والأشعة السينية، وأشعة الراديو، أو جسيمات بوزن وطاقة وسرعات عالية، فعندما يكون بالعنصر طاقة فائضة تمنع تمتع العنصر بالاستقرار الذي تطمح إليه جميع العناصر، فإنهُ سيصدر هذه الطاقة على هيئة إشعاع.

تفقد العناصر غير المُستقرة أو المُشعّة قدرتها على إصدار الإشعاعات مع مرور الوقت، فيمكن أن يستغرق الأمر ثانية ويمكن أن يمتد لملايين السنين بما يُسمى العمر النصف، يُعتبر العمر النصف أمرًا ضروريًا في الطب والصناعة لتحديد الكمية الدقيقة اللازمة من ذرات العنصر المُشع اللازمة لاستكمال الإجراء.

وعلى الرغم من هذه الاستخدامات في المجالات الطبية والصناعية، إلا أنّهُ يجب الحذر من مخاطر التعرض لهذه الإشعاعات على النسج الحية للكائنات من بشر وحيوانات، إذ يمكن أن تتغير وظيفة الأنسجة وبنيتها من خلال تحطيم جدار الخلايا المكونة لهذه الأنسجة ومنع تكاثرها وإجراء تغييرات على مستوى الحمض النووي الخاص بالكائن الحي، ولكن يمكن دائمًا اتخاذ الإجراءات الاحترازية للوقاية من التعرضات الخطرة بالوقوف مثلًا خلف جدار، ويجب التنويه إلى أنّ قدرة الإشعاع على الاختراق تقل كلما زادت الكتلة أي أنّ الجسيمات أقل قدرة على الاختراق من الموجات.

  • جسيمات ألفا: تتكون جسيمات ألفا دائمًا من بروتونين ونيوترونين فهو بذلك موجب الشحنة يحمل العدد الذري 2 والعدد الكتلي 4، أي أنهُ يُشابه الهيليوم بعدده الذري والكتلي. وكما سبق وشرحت، فإنّ عملية الاضمحلال الشعاعي ينتج عنها التحول من عنصر لآخر وكمثال على ذلك عنصر اليورانيوم ذو العدد الكتلي 238 والعدد الذري 92، يتحول إلى عنصر الثوريوم ذو العدد الكتلي 234 والعدد الذري 90. نفس العملية تحدث لكل من الراديوم، والبلوتونيوم، والأمريسيوم. لجسيمات ألفا طاقة منخفضة فهي بذلك غير قادرة على الحركة لمسافات بعيدة ولا تشكل خطرًا كبيرًا لكونها غير قادرة على اختراق الجلد، لكن خطرها يكون واضحًا إن تمّ ابتلاعها، أو استنشاقها.

جسيمات ألفا

  • جسيمات بيتا: ينقسم النيوترون في النواة إلى بروتون وإلكترون، يبقى البروتون في النواة مما يرفع العدد الذري للعنصر بمقدار 1 مع بقاء العدد الكتلي كما هو، ويخرج الإلكترون سالب الشحنة على هيئة جسيمات بيتا. من أشهر الأمثلة على عناصر مُشعة تنتج جسيمات بيتا هو السترونتيوم والعناصر المُشعة التي تُستخدم في المُفاعلات النووية.

جسيمات بيتا أخف من جسيمات ألفا، ولها قدرة على الاختراق أكبر من جسيمات ألفا، إذ تخترق الجلد مُسببةً حروقًا، بالإضافة إلى الأخطار التي تحدث عند ابتلاعها أو استنشاقها، مع هذا، يكون من السهولة إيقافها باستخدام الملابس أو الخشب أو قطعة من البلاستيك.

يُمكن أن نُميّز نوعين من جسيمات بيتا، – β و + β، كلاهما يتحول فيه النيوترون إلى بروتون وإلكترون، لكن الفرق هو في الجسيم الثالث الذي ينجم عن الانقسام هذا، ففي الشكل السالب ينتج مضاد للنيوترينو، بينما في الشكل الموجب ينتج جسيم النيوترينو.

جسيمات بيتا

  • أشعة غاما: في هذه الحالة لا يحدث تغيّر في أي من العدد الذري أو الكتلي، فبعد إصدار النواة لكل من جسيمات ألفا وبيتا، واستمرارها في حالة عدم الاستقرار نفسها، فإنها تُصدر مزيدًا من الطاقة الفائضة لديها على هيئة حزم من الفوتونات بشكل مشابه للأشعة الكهرومغناطيسية، وتفوق أشعة غاما كلًا من جسيمات ألفا وبيتا في قدرتها على الاختراق وأضرارها التي تصل على مستوى الـ DNA، ولإيقافها يتم استخدام خرسانة من الرصاص.

أشعة غاما

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي أجزاء الذرة التي تصدر كل من أشعة ألفا وبيتا وغاما؟"؟