النشاط الإشعاعي هو انبعاث تلقائي للإشعاع على شكل جسيمات أو فوتونات عالية الطاقة ناتجة عن تفاعل نووي. يُعرف أيضًا باسم الاضمحلال الإشعاعي أو الاضمحلال النووي أو التفكك النووي أو التفكك الإشعاعي.
في حين أن هناك العديد من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، إلا أنها لا تنتج دائمًا عن طريق النشاط الإشعاعي.
على سبيل المثال، قد ينبعث من المصباح الكهربائي إشعاع على شكل حرارة وضوء، لكنه ليس مشعًا. تعتبر المادة التي تحتوي على نوى ذرية غير مستقرة مشعة.
التحلل الإشعاعي هو عملية عشوائية تحدث على مستوى الذرات الفردية. في حين أنه من المستحيل التنبؤ بالضبط عندما تتحلل نواة مفردة غير مستقرة، يمكن التنبؤ بمعدل اضمحلال مجموعة من الذرات بناءً على ثوابت الانحلال أو نصف العمر.
نصف العمر هو الوقت المطلوب لنصف عينة المادة لكي تخضع للاضمحلال الإشعاعي.
ما هو تعريف النشاط الإشعاعي؟
تعريف النشاط الإشعاعي هو “العملية التي تفقد بها النواة الذرية غير المستقرة طاقتها عن طريق إصدار الإشعاع”. بينما ينتج عن النشاط الإشعاعي إطلاق إشعاع، لا ينتج كل الإشعاع بواسطة مادة مشعة.
إن تحلل ألفا وبيتا وغاما هي ثلاث عمليات شائعة تفقد المواد المشعة من خلالها الطاقة. وحدة النشاط الإشعاعي للنظام الدولي للوحدات هي البيكريل (Bq). تشمل الوحدات الأخرى كوري، جراي، سيفرت.
وحدات قياس النشاط الإشعاعي.
يستخدم النظام الدولي للوحدات (SI) البيكريل (Bq) كوحدة قياسية للنشاط الإشعاعي. تم تسمية الوحدة على شرف مكتشف النشاط الإشعاعي، العالم الفرنسي هنري بيكريل. يُعرَّف بيكريل بأنه “اضمحلال أو تفكك واحد في الثانية”.
كوري (Ci) هي وحدة شائعة أخرى للنشاط الإشعاعي. يتم تعريفه على أنه “3.7 × 10^10 تفكك في الثانية”. كوري واحد يساوي 3.7 × 10^10 بيكريل.
غالبًا ما يتم التعبير عن الإشعاع المؤين بوحدات الجراي (Gy) أو سيفرت (Sv). الجراي هو امتصاص جول واحد من الطاقة الإشعاعية لكل كيلوغرام من الكتلة، والسيفرت هو كمية الإشعاع المرتبطة بتغير بنسبة 5.5٪ في السرطان الذي يتطور في نهاية المطاف نتيجة التعرض.
إقرأ أيضاً… 10 نظريات فيزيائية غريبة، لكنها مذهلة!
أنواع الاضمحلال الإشعاعي.
كانت الأنواع الثلاثة الأولى من الاضمحلال الإشعاعي التي تم اكتشافها هي اضمحلال ألفا وبيتا وغاما. تم تسمية أنماط الانحلال هذه من خلال قدرتها على اختراق المادة.
يخترق اضمحلال ألفا أقصر مسافة، بينما يخترق اضمحلال جاما أكبر مسافة. في النهاية، تم فهم العمليات المتضمنة في تحلل ألفا وبيتا وغاما بشكل أفضل وتم اكتشاف أنواع إضافية من الاضمحلال.
تتضمن أوضاع الانحلال (A الكتلة الذرية أو عدد البروتونات بالإضافة إلى النيوترونات، Z هو العدد الذري أو عدد البروتونات):
- تحلل ألفا: ينبعث جسيم ألفا (A = 4 ، Z = 2) من النواة، مما ينتج عنه نواة ابنة (A -4 ، Z – 2).
- انبعاث البروتون: تصدر النواة الأم بروتونًا، مما ينتج عنه نواة ابنة (A -1 ، Z – 1).
- انبعاث النيوترون: تقوم النواة الأم بإخراج نيوترون، مما ينتج عنه نواة ابنة (A – 1، Z).
- الانشطار التلقائي: تتفكك النواة غير المستقرة إلى نواتين صغيرتين أو أكثر.
- اضمحلال بيتا ناقص (β−): تصدر النواة إلكترونًا وإلكترونًا مضادًا للنوترينو لإنتاج ابنة لها A ، Z + 1.
- اضمحلال بيتا زائد (β +): تصدر النواة بوزيترونًا ونيوترينوًا إلكترونيًا لإنتاج ابنة لها A ، Z – 1.
- التقاط الإلكترون: تلتقط النواة إلكترونًا وتصدر ونيوترينوًا، مما ينتج عنه ابنة غير مستقرة ومتحمسة.
- الانتقال Isomeric (IT): تُطلق نواة مثارة شعاع غاما ينتج عنه ابنة لها نفس الكتلة الذرية والعدد الذري (A ، Z) ،
يحدث تحلل جاما عادةً بعد شكل آخر من أشكال التحلل، مثل اضمحلال ألفا أو بيتا. عندما تُترك النواة في حالة مثارة، فإنها قد تطلق فوتونًا من أشعة جاما حتى تعود الذرة إلى حالة طاقة أقل وأكثر استقرارًا.