شارح الدرس: مصادر الإشعاع العلوم • الصف الثالث الإعدادي

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نتعرَّف على المصادر المختلفة للإشعاع النووي.

يحدث الإشعاع النووي بشكل طبيعي. الذرات غير المستقرة، التي يمكن أن ينبعث منها إشعاع نووي، موجودة في جميع أنحاء الكون. ويمكننا القول إن هناك مصادر طبيعية تُنتِج الإشعاع النووي.

من الممكن أيضًا أن نجعل الذرات غير المستقرة أكثر ميلًا للاضمحلال عن قصد. وهذا ممكن فقط مع نظائر بعض العناصر. وعندما ينبعث الإشعاع الذري من الذرات التي جعلناها أكثر ميلًا للاضمحلال عن قصد، يُسمَّى هذا إشعاعًا نوويًّا اصطناعيًّا.

نتناول أولًا الإشعاع النووي الطبيعي.

أحد مصادر الإشعاع النووي الطبيعي هو الكوكب الذي نعيش عليه. فالذرات غير المستقرة موجودة في الطبيعة داخل بعض الصخور التي يتكوَّن منها كوكب الأرض.

وهذه الذرات غير المستقرة داخل الصخور تُوجَد أيضًا في الماء. هذا لأن الماء يمر عبر الصخور عند سقوطه مطرًا. ويحمل هذا الماء قطعًا صغيرة من الصخور.

تتناول الكائنات الحية الماء فيدخل في أجسامها، وبذلك تحتوي بعض الكائنات الحية على ذرات غير مستقرة.

نرى إذن أن الإشعاع النووي الطبيعي القادم من الأرض يمكن أن يُوجَد في أجسامٍ عديدة. وعادةً لا تمثِّل كمية الإشعاع النووي الصادرة من هذه الأجسام خطرًا على البشر. ولكن في بعض الأماكن في العالم، تُوجَد صخور مشعة أكثر بكثير من أماكن أخرى. وفي هذه الأماكن، يكون الإشعاع النووي الطبيعي الناتج من الأرض أكثر بكثير.

المصدر الآخر للإشعاع النووي الطبيعي هو الأجسام الموجودة في الفضاء الخارجي. تنبعث من الشمس مثلًا كمية كبيرة من الإشعاع النووي. وكذلك من كل النجوم. ويتعرَّض رواد الفضاء الذين يسافرون للفضاء إلى كمية كبيرة من الإشعاع النووي. ويُسمَّى هذا الإشعاع النووي «الإشعاع الكوني».

معظم الإشعاع النووي القادم من خارج الأرض لا يخترق الغلاف الجوي للأرض. ولا يتعرَّض الأشخاص الموجودون على سطح الأرض لخطر كبير بسبب الإشعاع الكوني مثل رواد الفضاء. ولكن بعض الإشعاع الكوني يصل بالفعل إلى سطح الأرض.

يمكننا أن نلاحظ إذن أنه لا تُوجَد طريقة لتفادي الإشعاع النووي الطبيعي تمامًا. فالطريقة الوحيدة لتجنُّب الإشعاع الكوني هي الهبوط لمسافة كبيرة أسفل سطح الأرض. وهذا يزيد من احتمال التعرُّض للإشعاع الطبيعي الناتج عن الصخور. وهذا موضَّح في الشكل الآتي:

الإشعاع النووي الطبيعي القادم من الأرض ممثَّل بالأسهم الوردية. أما الإشعاع الكوني فممثَّل بالأسهم البيضاء.

هيا نُلقِ نظرة الآن على مثال يتعلَّق بالإشعاع النووي الطبيعي.

هيا نُلقِ نظرة على مثال آخر.

نتناول الآن الإشعاع النووي الاصطناعي.

إن كمية الإشعاع النووي التي تنبعث بشكل طبيعي أكبر بكثير من كمية الإشعاع النووي الاصطناعي التي ننتجها.

تُوجَد ثلاثة مصادر للإشعاع النووي الاصطناعي:

• انفجار الأسلحة النووية
• حوادث محطات الطاقة النووية
• عملية التشغيل العادية لمحطات الطاقة النووية

وبما أن هذه المصادر تنتج إشعاعًا نوويًّا أقل بكثير ممَّا ينتج عن المصادر الطبيعية، فقد يبدو أنها أقل ضررًا.

لكن من المهم أن نفهم أن مصادر الإشعاع النووي الاصطناعي هي مصادر للمادة المشعة أيضًا.

نتناول أولًا الأسلحة النووية. يوضِّح الشكل الآتي اختبار أحد الأسلحة النووية.

عندما ينفجر سلاح نووي، فإن بعض المواد التي يتكوَّن منها هذا السلاح تتبعثر نتيجةً للانفجار. وهذه المواد مشعة.

فعندما أجريت اختبارات أسلحة نووية تتضمَّن انفجارات فوق سطح الأرض، انبعثت المواد المشعة وانتقلت إلى جميع أنحاء العالم بفعل تيارات الرياح. ولكن أغلب المواد المشعة انتقلت مسافات أقصر من ذلك، وسقطت على الأرض في مكان ليس بعيدًا جدًّا عن موقع انفجار السلاح.

لا تنشر إذن اختبارات الأسلحة النووية، التي تتم تحت سطح الأرض، مواد مشعة على نطاق واسع مثلما تفعل الانفجارات في الهواء. لكن المادة المشعة الموجودة داخل الأرض تنتشر في النهاية نتيجة لعمليات طبيعية، مثل الماء الذي يمر عبر الأرض ويحمل أجزاءً صغيرة من المواد المشعة معه.

والآن، هيا نتناول حوادث محطات الطاقة النووية.

حوادث محطات الطاقة النووية ليست مثل انفجارات الأسلحة النووية. فالغازات والمواد المشعة الموجودة في الماء تنبعث عن طريق الخطأ بسبب أعطال في محطات الطاقة النووية.

في بعض الحوادث، انبعثت مواد مشعة بكمية كافية لإصابة أي شخص يعيش قرب محطة الطاقة التي وقع فيها الحادث بمرض خطير أو حتى مميت نتيجة الإشعاع النووي الصادر من المادة المشعة المنبعثة.

هيا نتناول الآن عملية التشغيل المعتادة في محطات الطاقة النووية.

لا ينطلق أيُّ إشعاع نووي تقريبًا من محطة الطاقة النووية التي تعمل بشكل طبيعي. لكن من الطبيعي أن تُنتج محطة الطاقة النووية نفايات مشعة. ويمكن التخلُّص من هذه النفايات بتخزينها تخزينًا آمنًا. عند التخزين الآمن للنفايات المشعة، فإن الأشخاص الوحيدين المهددين بخطر الإشعاعات النووية الناتجة عن هذه النفايات، هم العمال الذين ينقلون النفايات من محطة الطاقة إلى مركز تخزين النفايات.

هيا نُلقِ نظرة الآن على مثال يتعلَّق بالنفايات النووية.

هيا نُلقِ نظرة على مثال يتعلَّق بحوادث محطات الطاقة النووية.

هيا نلخِّص الآن ما تعلَّمناه في هذا الشارح.