Lesson Explainer: مصادر الإشعاع | Nagwa Lesson Explainer: مصادر الإشعاع | Nagwa

Lesson Explainer: مصادر الإشعاع Science

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.

مثال ١: تحديد إذا ما كانت الأرض تبعث إشعاعًا نوويًّا

هل ينبعث إشعاع نووي من الأرض؟

الحل

تحتوي الأرض على صخور مشعة. وينبعث الإشعاع النووي من الذرات غير المستقرة الموجودة في هذه الصخور. إذن نعم، ينبعث إشعاع نووي من الأرض.

هيا نُلقِ نظرة على مثال آخر.

مثال ٢: تحديد إذا ما كان الإشعاع النووي القادم من الفضاء يؤثِّر على الأرض

هل يصل أي إشعاع نووي منبعث من بعض الأجسام في الفضاء الخارجي إلى سطح الأرض؟

الحل

يجب أن يَعبُر الإشعاع النووي القادم من الفضاء الغلاف الجوي للأرض ليصل إلى الأرض. يُمتص معظم الإشعاع النووي في الغلاف الجوي، لكن بعضه يصل إلى السطح. إذن نعم، بعض الإشعاع النووي القادم من الفضاء يصل إلى الأرض.

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.

اختبار بيكر لعملية تقاطع الطرق

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.

مثال ٣: وَصْف النفايات النووية

أيُّ العبارات الآتية تَصِف بشكل صحيح العلاقة بين النفايات النووية والإشعاع النووي؟

  1. تُعَد النفايات النووية مصدرًا للإشعاع النووي.
  2. النفايات النووية نوع من الإشعاع النووي.

الحل

النفايات النووية مشعة؛ ولذلك ينبعث منها إشعاع نووي. وهذا يعني أن النفايات النووية مصدر للإشعاع النووي، وليست نوعًا من أنواع الإشعاعات النووية.

هيا نُلقِ نظرة على مثال يتعلَّق بحوادث محطات الطاقة النووية.

مثال ٤: التعرُّف على الأخطار الناتجة عن حوادث المفاعلات النووية

عند وقوع حادث في مفاعل نووي، أيٌّ من الآتي يمثِّل خطرًا صحيًّا رئيسيًّا على الأشخاص الذين يعيشون بعيدًا عن المفاعل النووي؟

  1. تسرُّب مصادر الإشعاع النووي من المفاعل
  2. انبعاث الإشعاع النووي من المفاعل

الحل

معظم الإشعاع النووي الذي ينبعث من مفاعل نووي أثناء حادثة ما ينتقل لمسافة قصيرة فقط قبل امتصاصه. والأشخاص الذين يعيشون على مسافة بعيدة غير معرَّضين لخطر هذا الإشعاع.

ولكن، قد تتضمَّن إحدى الحوادث انبعاث مادة مشعة يمكن حملها في الهواء أو تدفُّقها مع الماء. وتتكوَّن هذه المادة من مصادر للإشعاع النووي. ويمكن لهذه المصادر أن تقطع مسافات طويلة؛ ومن ثَمَّ، تصبح خطرًا على الأشخاص الذين يعيشون بعيدًا عن المفاعل النووي.

هيا نلخِّص الآن ما تعلَّمناه في هذا الشارح.

النقاط الرئيسية

  • ينبعث الإشعاع النووي الطبيعي من مصادر على الأرض.
  • ينبعث الإشعاع النووي الطبيعي من مصادر في الفضاء. وهذا يُسمَّى الإشعاع الكوني. بعض الإشعاع الكوني يصل إلى سطح الأرض.
  • معظم الإشعاع النووي الذي يتعرَّض له الناس من مصادر طبيعية.
  • ينبعث الإشعاع النووي الاصطناعي من الأسلحة النووية ومحطات الطاقة النووية.

Download the Nagwa Classes App

Attend sessions, chat with your teacher and class, and access class-specific questions. Download Nagwa Classes app today!

Nagwa uses cookies to ensure you get the best experience on our website. Learn more about our Privacy Policy.