فيديو الدرس: مصادر الإشعاع العلوم

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نتعرف على المصادر المختلفة للإشعاع النووي.

١٠:١٧

‏نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نتعرف على المصادر المختلفة للإشعاع النووي. كما سنرى، بعض هذه المصادر طبيعي وبعضها اصطناعي من صنع الإنسان.

فيما يخص المصادر الطبيعية للإشعاع، صدق أو لا تصدق، تعد الأرض نفسها مصدرًا لها. فجزء كبير من الأرض مكون من الصخور. وعندما نأخذ عينات من الطبقة الخارجية لهذه الصخور، التي تسمى القشرة الأرضية، نجد كميات ضئيلة جدًّا من المواد المشعة. فمن بين كل مليون ذرة في القشرة الأرضية، تقريبًا ١٠ ذرات فقط مكونة من هذه المواد. وتتضمن العناصر المشعة الموجودة في القشرة الأرضية الثوريوم واليورانيوم.

عندما نفكر في سطح الأرض، فإننا نعلم أن معظمه مغطى بالماء. والماء في المحيطات والبحار، التي تغطي سطح الأرض، يمر عبر الصخور الموجودة في القشرة الأرضية ويلتقط بعض المواد المشعة. إذن يمكننا القول إن الصخور والتربة والماء كلها مصادر طبيعية للإشعاع. بل ويمكننا أن نفكر فيما هو أبعد من ذلك. فنظرًا لأن ما ينمو في التربة أو الماء غذاء يأكله الإنسان، يعد بعض غذائنا مصدرًا للإشعاع. يتعرض الإنسان على الأرض لكل هذه المصادر الطبيعية. ومستويات الإشعاع المنبعث من هذه المصادر منخفضة للغاية. ولا تكفي للإضرار بالبشر.

إلى جانب مصادر الإشعاع النابعة من الأرض، توجد أيضًا مصادر نابعة من الفضاء الخارجي. أحد هذه المصادر هو الشمس. فتعد الشمس والنجوم النشطة الأخرى أشبه بمفاعلات نووية كبيرة. ينتقل الإشعاع النووي الصادر عن الشمس عبر الفضاء حتى يصل إلى الأرض. ويحجب الغلاف الجوي للأرض معظم هذا الإشعاع. لذا فإن الخروج من الغلاف الجوي للأرض في مهمات إلى الفضاء يتطلب حماية خاصة من هذا الإشعاع. ويطلق على أي إشعاع قادم من خارج الغلاف الجوي للأرض «الإشعاع الكوني».

نرى إذن أن المصادر الطبيعية للإشعاع موجودة في كل مكان حولنا. لكن نظرًا لأن الغلاف الجوي للأرض يحمينا، فليس هذا الإشعاع الطبيعي خطرًا علينا. والسبب في ذلك، كما رأينا، أن المواد المشعة نادرة جدًّا على الأرض. يمكننا القول إننا نجدها في كل مكان، ولكن بمقادير شديدة الضآلة. ومع ذلك، يمكن تنقية عينات من الصخور والتربة بحيث تصبح المصادر المشعة أكثر وفرة. وهذا يمنحنا عينة مركزة للغاية من المادة المشعة. ونظرًا لأن وجود عينة بهذا التركيز لا يحدث بشكل طبيعي، فإننا نسميها اصطناعية.

يوجد استخدامان رئيسيان لمصادر الإشعاع الاصطناعي. أحدهما في محطات الطاقة النووية. فتولد هذه المحطات الكهرباء من الطاقة النووية. أما الاستخدام الثاني لمصادر الإشعاع الاصطناعي، فهو الأسلحة النووية. وعند انفجار الأسلحة النووية، تنشر مصادر مشعة في البيئة. وتحمل التيارات الهوائية هذه المواد المشعة إلى جميع أنحاء الأرض. وتتسرب المواد المشعة أيضًا إلى التربة. ومن ثم، فإن الأسلحة النووية أحد مصادر الإشعاع.

لا تعد محطات الطاقة النووية مصدرًا خطيرًا للإشعاع، عند تشغيلها بالطريقة الصحيحة. ففي إطار التشغيل المعتاد، يحجب قلب المفاعل المصادر المشعة الموجودة في المفاعل بحيث تظل هذه المصادر والإشعاع الصادر عنها كلها محجوزة بداخله. ومع ذلك، في حالة وقوع أي حادث، قد لا يظل الإشعاع النووي محجوزًا حجزًا صحيحًا. وفي حالة حدوث انفجار، يمكن أيضًا أن يتسرب المصدر المشع إلى البيئة. لذلك، يمكن أن تكون محطة الطاقة النووية مصدرًا للإشعاع عند وقوع حادث بها. هذه الحوادث نادرة جدًّا، لكنها ممكنة.

على الجانب الآخر، يكون السلاح النووي دائمًا مصدرًا للإشعاع عند تفجيره. فينتج عن تفجير الأسلحة النووية انبعاث إشعاعات وكذلك مصادر هذه الإشعاعات، أي المواد المشعة نفسها.

دعونا الآن نلق نظرة على بعض الأمثلة حول مصادر الإشعاع.

هل ينبعث إشعاع نووي من الأرض؟

يتكون كوكب الأرض في الأساس من الصخور. وعندما نحلل هذه الصخور، نجد كميات قليلة للغاية من المواد النووية. العناصر المشعة الأكثر شيوعًا على الأرض تشمل اليورانيوم والراديوم والرادون. لذا فإن الإشعاع النووي ينبعث بالفعل من الأرض، وإن كان بكميات صغيرة جدًّا لا تشكل خطرًا على البشر.

دعونا نلق نظرة الآن على سؤال آخر.

هل يصل أي إشعاع نووي منبعث من بعض الأجسام خارج كوكب الأرض إلى كوكب الأرض؟

عندما نفكر في الأجسام الموجودة خارج كوكب الأرض، فإننا نعني أي جسم في الفضاء. ينشأ الإشعاع النووي في النجوم، ومنها الشمس. ومثلما يصل الضوء القادم من الشمس إلى الأرض، يصل الإشعاع النووي الذي ينبعث منها إلى الأرض أيضًا. معظم الإشعاع القادم من الفضاء، الذي يطلق عليه الإشعاع الكوني، يحجبه الغلاف الجوي للأرض. ولكن بعض الإشعاع يخترقه ويصل إلى سطح الأرض. للإجابة إذن عن هذا السؤال، يمكننا القول: نعم، يصل الإشعاع النووي المنبعث من بعض الأجسام خارج كوكب الأرض إلى كوكب الأرض.

دعونا نلق نظرة الآن على سؤال حول مصدر اصطناعي للإشعاع.

عند وقوع حادث في مفاعل نووي، أي من الآتي يمثل خطرًا صحيًّا رئيسيًّا على الأشخاص الذين يعيشون بعيدًا عن المفاعل النووي؟ (أ) انبعاث الإشعاع النووي من المفاعل. (ب) تسرب مصادر الإشعاع النووي من المفاعل.

خيارا الإجابة يبدوان متشابهين، ولكن يوجد اختلاف مهم بينهما. لنفترض أن لدينا مصدر إشعاع نووي. قد يكون ذلك كتلة من المواد المشعة مثل: اليورانيوم أو البلوتونيوم. وهذا المصدر ينبعث منه إشعاع. المصدر والإشعاع شيئان مختلفان. في هذا المثال، نتخيل وقوع حادث في مفاعل نووي. لذا دعونا نفترض أن هذا هو المفاعل النووي الذي وقع به الحادث، عن طريق حدوث ثقب في المفاعل مثلًا. ونريد أن نعرف الخطر الصحي الرئيسي على الأشخاص الذين يعيشون بعيدًا عن المفاعل النووي.

خلال التشغيل العادي، يحتوي المفاعل النووي على مادة مشعة. يصمم المفاعل لحجب هذه المادة ومنع انتشارها، كما يحجب الإشعاع الصادر منها. إذا حدث ثقب في جدار المفاعل، يمكن أن يتسرب شيئان مختلفان: أولًا، الإشعاع النووي؛ وهو ما ينبعث من مصدر الإشعاع. ويمكن أن يتسرب أيضًا مصدر الإشعاع نفسه من المفاعل.

في حالة الأشخاص الذين يعيشون بعيدًا عن المفاعل، فإن تسرب الإشعاع بحد ذاته لا يشكل خطرًا صحيًّا كبيرًا. وذلك لأن الإشعاع سيتعين عليه قطع مسافة طويلة وعندما يصل إلى هؤلاء الناس، لن يكون ضارًّا جدًّا. لكن إذا تسربت مصادر الإشعاع نفسها من المفاعل، فمن الممكن أن ينبعث منها بعد ذلك إشعاع عند مسافة أقرب بكثير من الأشخاص المعنيين. لذا فإن المصادر المتسربة من المفاعل أخطر من الإشعاع نفسه. نختار الإجابة (ب).

دعونا نلق نظرة الآن على مثال أخير.

أي العبارات الآتية تصف بشكل صحيح العلاقة بين النفايات النووية والإشعاع النووي؟ (أ) تعتبر النفايات النووية مصدرًا للإشعاع النووي. (ب) تعتبر النفايات النووية نوعًا من الإشعاع النووي.

نحاول هنا تحديد ما إذا كانت النفايات النووية مصدرًا أم نوعًا من الإشعاع النووي. لنبدأ بالتفكير في المقصود بالنفايات النووية. يصمم المفاعل النووي لاحتواء مصادر الإشعاع النووي بأمان. وعندما تنضب هذه المصادر، تزال من المفاعل وتوضع في حاويات سميكة. ويطلق على مصادر الإشعاع المستنفدة هذه اسم النفايات النووية. السبب في ضرورة احتواء النفايات النووية هو أنها لا تزال مصدرًا للإشعاع. إذا كانت النفايات النووية نوعًا من الإشعاع، فستنبعث وتختفي بسرعة. ولكن نظرًا لأنها مصدر ينبعث منه إشعاع نووي باستمرار، فإنه تجب حماية البيئة منها. وهكذا نختار الإجابة (أ).

دعونا الآن نختتم هذا الدرس بمراجعة بعض النقاط الرئيسية. في هذا الفيديو، رأينا أن مصادر الإشعاع النووي موجودة بشكل طبيعي على الأرض وفي الفضاء. يسمى الإشعاع النووي القادم من الفضاء بالإشعاع الكوني. وأخيرًا، تعرفنا على المصادر الاصطناعية للإشعاع النووي. وتشمل هذه المصادر المفاعلات النووية التي تعرضت لحادث والأسلحة النووية. هذا ملخص درس مصادر الإشعاع.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.