ما هي العناصر المشعة وبماذا تختلف عن غيرها من العناصر الكيميائية

حقق اكتشاف العناصر المشعة نقلة نوعية في مجال الكيمياء مؤديًا ذلك إلى ثورة تكنولوجية هائلة في مجال توليد الطاقة، فما معلوماتك عن هذه العناصر؟

3 إجابات

العناصر المشعة: هي عناصر كيميائية يكون عددها الذري كبير، وتتسم بطاقة ترابط نووية أصغر بنسبة كبيرة من الطاقة الكهرومغناطيسية؛ وجميع العناصر تتكون من ذرات ويُعبر العدد الذري عن البروتونات، وفي حالة العناصر المشعة فإنه يكون هناك حالة من عدم الاستقرار داخل النواة، مما يجعلها تُطلق تغيرات أكبر على مستوى الطاقة للوصول إلى حالة الاستقرار.

ولكي تنجح ذرات تلك العناصر في الوصول لحالة الاستقرار بين البروتونات والنيوترونات، فإنها تُطلق الفائض من أحد العنصرين على شكل إشعاعات سواء ألفا أو بيتا أو غاما، وهو ما أكسبها اسم العناصر المشعة؛ وبعد أن كان اليورانيوم والبلوتونيوم هما فقط من يتم اعتبارهما من العناصر المشعة وذلك بعد استخدامهما في التجارب النووية، اكتشف العلماء 29 عنصرا مشعا ويتراوح عددها الذري بين 84 و118، وهذه العناصر هي كل من:

التكنيتيوم Tc، والبروميثيوم Pm، والبولونيوم Po، والاستاتين At، والرادون Rn، والفرانسيوم Fr، والراديوم Ra، الأكتينيوم Ac، الثوريوم Th، والبروتكتينيوم Pa، واليورانيوم U، والنبتونيوم Np، البلوتونيوم Pu، والإمريسيوم Am، والكوريوم Cm، والبركيليوم Bk، والكاليفورنيوم Cf، والآينشتاينيوم Es، والفيرميوم Fm، والمندليفيوم Md، والنوبليوم No، واللورنسيوم  Lr، والرذرفورديوم Rf، والدوبنيوم Db، والسيبورغيوم Sg، والبوريوم Bh، والهاسيوم Hs، ومايتنريوم Mt.3.

والعناصر المشعة إما تتوفر في الحياة بشكل طبيعي وأكثر الذي تم اكتشافه منها هو اليورانيوم ويوجد منه نوعين هما نظير اليورانيوم 237 واليورانيوم 235، ويمكن تصنيع العناصر المشعة في المفاعلات النووية أو عن طريق أجهزة التحطيم الذرية.

أكمل القراءة

العناصر المشعة هي مجموعة من العناصر الكيميائية التي تقوم أنويتها بإصدار الأشعة كمحاولة للحفاظ على استقرارها.

فالذرّة عبارة عن مجموعة من الإلكترونات تدور حول النواة، وتتألف النواة من بروتونات ذات شحنة موجبة ونيوترونات عديمة الشحنة، لكنها تبقى متحدة على الرغم من هذا التنافر الكهربائي الموجود داخلها، وذلك بسبب  طاقة الترابط النووي؛ حيث تنتج هذه الطاقة من كون كتلة مكونات النواة أكبر من كتلة النواة نفسها وقد تحولت هذه الكتلة المفقودة إلى طاقة تبقي النواة مستقرة وتتغلب على قوى التنافر الكهرومغناطيسيَّة بين مكوناتها.

لكن، في حالة العناصر المشعة والتي تحتوي أنويتها على عدد كبير من البروتونات، تكون طاقة الترابط النووي اللازمة للحفاظ على الاستقرار أقل بكثير من الطاقة الكهرومغناطيسيّة، مما يسبب نشوء حالة عدم استقرار داخل النواة، لذلك تقوم النواة بمجموعة من التغيرات الطاقية كمحاولةٍ منها للعودة إلى حالة الاستقرار وذلك بإصدار الأشعة.

وتعتبر العناصر التي يتراوح عددها الذري (وهو عدد البروتونات داخل النواة) بين 84 و 118، تعتبر عناصر مشعة، ومن أشهرها اليورانيوم والراديوم والتكتونيوم وغيرها 26 عنصرًا آخر تم تصنيفهم كعناصر مشعة.

تُستخدَم العناصر المشعة كمصدر للطاقة النووية، بالإضافة إلى استخدامها في العديد من المجالات الأخرى. وتمتلك الأشعة الصادرة عن هذه العناصر تأثيرًا ضارًا جدًّا بالنسبة للإنسان، ويتعلق هذا التأثير بالجرعة ومدة التعرض. حيث تتراوح تأثيراتها من التسمم الإشعاعي والتهاب نقيّ العظم وورم العقد اللمفاويّة، إلى تموت خلايا الدم البيضاء وضعف المناعة والالتهابات، في حين تؤدي الجرعات العالية إلى الموت. 

أكمل القراءة

العناصر المشعة هي فئة من فئات عناصر الجدول الدوري، وهي عناصر كيميائية كغيرها من العناصر ولكن تتميز بكونها مشعة، وهو ما يجعلها تشكل خطرًا كبيرًا إن استخدمت استخدامًا سيئًا، وهو ما قامت به بعض الدول في تصنيع القنابل النووية عن طريق تلك العناصر، ولكن هذا لا يعني أن هذه العناصر لا تستخدم إلا في الشر، بل إن لها استخدامات أخرى عديدة هامة ومفيدة.

لعلك تتساءل عن سبب كون هذه العناصر مشعةً، دعني أخبرك عن السبب ببساطة: بنية الذرة في الأساس محددة وثابتة، فهي تحتوي على نواةٍ مركزية بداخلها بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة، والنواة في المجمل متعادلة الشحنة، ولكن تكمن إجابة السؤال في أن مجموع طاقتي البروتونات والنيوترونات أكبر من طاقة النواة نفسها! وهو ما فسره العلماء بأن هناك كتلة مفقودة، حيث تحولت هذه الكتلة إلى طاقة دورها هو عمل قوى جذب تتغلب على قوى الطرد الكهرومغناطيسية.

حسنًا، هل هذه الطاقة هي صورة الإشعاع الذي يخرج من العنصر؟ لا، ليست هي، لم أجبك على السؤال بشكل كامل بعد، سوف أكمل لك القصة ليتضح الأمر: العناصر المشعة ذات الأعداد الذرية الكبيرة كعنصر اليورانيوم المشع، تتسم بأن الطاقة الكهرومغناطيسية لديها أكبر من طاقة الجذب التي تعمل على توازن النواة، فبالتالي يحدث خلل في استقرار النواة وتلجأ إلى التصرف لتحل هذه المشكلة، فأثناء محاولة النواة لتعود إلى استقرارها ينتج عن هذا التغيير انطلاق أشعة من النواة، وهو ما جعل العنصر مشعًا.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي العناصر المشعة وبماذا تختلف عن غيرها من العناصر الكيميائية"؟