قبل أكثر من قرن بقليل ، واجه عالم فرنسي معروف قليلاً يدعى Henri Becquerel شيئًا جديدًا ومذهلًا للغاية. مع مرور الوقت ، تم اكتشاف وجود هذه الأشعة في العديد من العناصر التي تحدث بشكل طبيعي ، وقد أطلق عليها اسم النشاط الإشعاعي. هذه المعادن التي عرضتها أصبحت تعرف أيضًا بالنظائر المشعة.
النظائر المشعة (المعروفة أيضًا بالنظائر المشعة أو النويدات المشعة) هي ذرات تحتوي على عدد مختلف من النيوترونات من ذرة معتادة. بسبب هذا الخلل ، هذه النظائر لها نواة غير مستقرة تتحلل ، وفي هذه العملية تنبعث أشعة ألفا وبيتا وجاما حتى يصل النظير إلى الاستقرار. بمجرد استقراره ، يتحول النظير إلى عنصر آخر تمامًا. يحتوي كل عنصر كيميائي على واحد أو أكثر من النظائر المشعة ، مع احتساب أكثر من 1000 نظيرًا إجمالاً. تم العثور على ما يقرب من 50 من هؤلاء في الطبيعة. يتم إنتاج الباقي بشكل مصطنع كنتيجة مباشرة للتفاعلات النووية أو بشكل غير مباشر مثل الأحفاد المشعة لهذه المنتجات.
من النظائر المشعة التي تحدث بشكل طبيعي ، هناك ثلاث فئات تستخدم لتجميعها. الأول هو النويدات المشعة البدائية ، التي تنشأ بشكل أساسي داخل باطن النجوم مثل اليورانيوم والثوريوم ، لا تزال موجودة لأن نصف عمرها طويل جدًا لدرجة أنها لم تتحلل تمامًا. المجموعة الثانية ، النويدات المشعة الثانوية ، هي نظائر مشعة مشتقة من تحلل النويدات المشعة البدائية وتتميز بنصف عمر أقصر. المجموعة الثالثة والأخيرة معروفة بالنويدات المشعة الكونية ، التي تتكون من نظائر مثل الكربون 14 التي يتم إنتاجها باستمرار في الغلاف الجوي بسبب الأشعة الكونية. من ناحية أخرى ، يتم إنتاج النويدات المشعة المنتجة صناعيًا بواسطة المفاعلات النووية أو مسرعات الجسيمات أو مولدات النويدات المشعة (حيث يُسمح للنظير الأم ، الذي ينتج عادةً في مفاعل نووي ، بالتحلل لإنتاج نظائر مشعة). بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن الانفجارات النووية تنتج نظائر مشعة اصطناعية أيضًا.
يتم استخدام النظائر المشعة اليوم لمجموعة متنوعة من الأغراض. عندما يتعلق الأمر بمجال الطب النووي ، يتم استخدام النظائر المشعة في التصوير بالرنين المغناطيسي والأشعة السينية لأغراض التشخيص والعلاج الإشعاعي المستهدف وتعقيم المعدات الطبية. في الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة ، يتم استخدام النويدات المشعة في أبحاث الجزيئات والحمض النووي من أجل "تسمية" الجزيئات وتتبع العمليات الكيميائية والفسيولوجية. يستخدم الكربون 14 ، وهو نظير كوني المنشأ بشكل طبيعي ، في الكربون الذي يرجع تاريخه إلى علماء الآثار وعلماء الحفريات والجيولوجيين. في الزراعة ، يتم استخدام الإشعاع لوقف نبت المحاصيل الجذرية ، وقتل الطفيليات والآفات ، وفي الطب البيطري. وعندما يتعلق الأمر بالصناعة ، يتم استخدام النويدات المشعة لدراسة معدل تآكل وتآكل المعادن ، لاختبار التسربات والكتل ، وتحليل الملوثات ، ودراسة حركة المياه السطحية ، وقياس جريان المياه من المطر والثلج ، ومعدلات التدفق من الجداول والأنهار.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول النظائر المشعة لمجلة الفضاء. إليك مقال عن النظائر ، وإليك مقال عن التحلل الإشعاعي.
إذا كنت ترغب في مزيد من المعلومات حول النظائر المشعة ، فراجع هذه المقالات من مركز موارد NDT و Science Courseware.
لقد سجلنا أيضًا حلقة كاملة من فريق علم الفلك حول عصر الكون. استمع هنا ، الحلقة 122: كم عمر الكون ؟.
المراجع:
http://en.wikipedia.org/wiki/Radionuclide
http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/489027/radioactive-isotope
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiocarbon_dating
http://www.ehow.com/about_5095610_radioactive-isotopes.html
