ظاهرة النشاط الإشعاعي

تتكون المادة من ذرّات، ولهذه الذرّات خصائص تختلف من مادة لأُخرى، وتمتاز بعض الذرّات بقُدرتها على الإشعاع، ويُقدر عدد أنواع الذرات التي تمتلك هذه الخاصية بأكثر من ألفي نوع منها خمسٌ وخمسون نوعاً موجود في الطبيعة. الإشعاع هو عبارة عن طاقة تُطلق على شكل موجات أو إشعاعات بعضها تكون غير مرئيّة، وبعضها الآخر مرئي مثل أشعة الشمس، وضوء البرق، وضوء الليزر، والأشعة المنبعثة من النار.

توجد العديد من أنواع الإشعاعات مثل: الأشعة السينية، وأشعة غاما، والإشعاعات الصادرة عن المفاعلات النووية؛ ولهذه الإشعاعات أضرار على الصحة ولكن على الرّغم من هذا فإنها أسهمت وبشكل كبير في تقدُّم الطب؛ فعلى سبيل المثال تُستخدم الأشعة السينية في تصوير الأجزاء المكسورة في جسم الإنسان، كما يُمكن التعرُّف على بعض الأمراض عن طريقة حقن الجسم بمواد مُشعة تُساعد على تحديد بعض الأمراض وعلى رأسها الأورام السرطانية.

تمّ اكتشاف النشاط الإشعاعي للذرّات عام 1896م من قبل العالم الفرنسي أنطوان هنري بكويريل؛ حيث كان يهتم بدراسة الأشعة السينية والتعرُّف على خصائصها، ويوماً ما وضع فيلماً فوتوغرافياً مصنوعاً من اليورانيوم في خزانة لا يصلها الضوء، وتركه لمدة أربعة أيام ثُم أخذ الفيلم حتى يحمّضه، وعندما بدأ الفيلم بالعمل لاحظ هذا العالم أنّ هناك بعض الخطوط والأشكال والتغيرات التي أثرت على مشاهد الفيلم، فاستنتج أن اليورانيوم يُطلق نوعاً مُعيّناً من الأشعة غير المرئية وهي التي أثرت على مشاهد الفيلم، وقد سُمّيت هذه الملاحظة بظاهرة النشاط الإشعاعي.

أكمل العالم إرنست رذرفورد ما بدأ به بكويريل فدرس ظاهرة النشاط الإشعاعي بالتفصيل، وتبيّن له بعد التجارب أنّ النشاط الإشعاعي ينقسم إلى ثلاثة أنواع وهي ألفا (α)، وبيتا (β )، وغاما (γ)؛ وهذه الحروف هي الحروف الثلاث الأولى من الأبجدية الإغريقية، وسنُوضّح هنا أنواع هذه الأشعة وفي أيّ مواد موجودة:

• أشعة ألفا: وهي عبارة عن نواة ذرة الهيليوم؛ حيث تحتوي على بروتونيْن ونيوترونيْن، وتحمل هذه النواة الشحنة الكهربائية الموجبة.
• أشعة بيتا: هي إلكترونات تتميز بأنّ لديها طاقة عالية، فعند تعريض الذرة إلى نشاط إشعاعي تتحول إلى طاقة نووية حيث يتحول نيوترون النواة إلى بروتون.
• أشعة غاما: هي أشعّة كهرومغناطيسية فوتونات تنتقل بسرعة الضوء وتخترق الأجسام، وهي ذات طول موجي صغير ولكنّها غير مشحونة كهربائياً.

درست مدام كوري العناصر المُشعّة وتوصّلت إلى أن هناك المزيد من هذه العناصر وهما البلوتونيوم والراديوم، لتُضيفهما إلى قائمة العناصر المُشعة التي تمّ اكتشافها سابقاً.

تعود أسباب إشعاع هذه العناصر والذرات إلى أنه في تركيب الذرة يوجد مكان تنحصر فيه الإلكترونات داخل النواة وتتحرّك حسب طاقتها فكلما قلت طاقة الإلكترون تحرّك في المدارات الخارجية للنواة والعكس صحيح؛ فالإلكترونات لا تبقى بنفس الطاقة إذ تتغيّر مع تغير المدار الذي تتحرك فيه.