كيمياء إشعاعية

الكيمياء الإشعاعية (بالإنجليزية: Radiochemistry) مجال كيميائي يعنى بدراسة العناصر المشعة. كما يعالج إنتاج وتعريف واستخدام مثل تلك العناصر ونظائرها. وقد أفادت الكيمياء الإشعاعية، علم الأثار وعلم الكيمياء الحيوية والمجالات العلمية الأخرى. وتستخدم التقنيات الإشعاعية الكيميائية في الغالب في مجال الطب للمساعدة في تشخيص المرض، وفي العديد من الدراسات البيئية.

تدرس الكيمياء الإشعاعية جميع أنواع الإشعاعات, سواءً كانت طبيعية أو كانت مصنوعة من قبل الإنسان.

أنماط الإضمحلال الرئيسية

إن جميع النظائر المشعة هي نظائر غير مستقرة لجميع العناصر-و ذلك يخضع للإضمحلال النووي مما يؤدي إلى انبعاث بعض الأنواع من الإشعاعات. قد تكون تلك الإشعاعات المنبعثة واحدة من ثلاث أنواع, إما أن تكون ألفا أو بيتا أو أشعة غاما.

1. α إشعاع (ألفا) - هي انبعاث لجسيمات ألفا (التي تحتوي على 2 من البروتونات و 2 من النيوترونات) من النواة الذرية. وعندما يحصل هذا, فأن الكتلة الذرية الخاصة بالذرة ستنقص 4 وحدات كما تنقص العدد الذري بمعدل وحدتين.

2. β إشعاع (بيتا) - وهي تحول النيوترون إلى إلكترون وبروتون. بعد حدوث هذه العملية, تنبعث الإلكترون من النواة إلى الغيمة الإكترونية electron cloud. وعند خروج اشعة بيتا من نواة ذرة العنصر المشع فان العدد الذرى يزداد بمقدار 1 ويظل العدد الكتلى ثابت لا يتغير

3. إشعاع غاما - هي انبعاث للطاقة الكهرومغناطيسية (إشعة أكس على سبيل المثال) من نواة الذرة. ويحدث هذا عادةً خلال الإضمحلال الإشعاعي radioactive decay لألفا وبيتا.وعند خروج اشعة غاما من نواة ذرة العنصر المشع لا يتأثر العدد الذرى ولا العدد الكتلى بل تخلص النواة من جزء كبير من طاقتها.

يمكن أن تُميّز هذه الثلاثة أنواع من الإشعاعات عن بعضها على حسب قوة اختراقها للأجسام.

فيمكن إيقاف جسيم ألفا بسهولة كبير وذلك عندما تنطلق لعدة سنتيمترات في الهواء أو بإيقافها بواسطة قطعة ورقية، هذا الجسيم هو نظير نواة الهيليوم. أما الجسيم بيتا فيمكن أيقافه بواسطة ورقة من الألمنيوم يكون سمكها فقط عدة مليمترات، وهذا الجسيم هو عبارة عن إلكترون.وتعتبر غاما هي أكثر الإشعاعات قوةً في اختراق الأجسام وهي فوتون ذات طاقة عالية وبدون شحنة وبدون كتلة لديها سرعة مثل سرعة الضوء. تحتاج أشعة غاما إلى كمية محددة من المعدن الثقيل للوقاية من أشعاعها (و عادةً ما تكون معتمدة على الرصاص أو على الباريوم) للتقليص من حدة ضررها.

التحليل التنشيطي

عند إطلاق أشعة من النيوترونات خارج الأجسام فأن هذا قد يؤدي إلى نشاط إشعاعي; هذا النوع من التنشيطات للنظائر المستقرة لصنع نظير مشع هو أساس تحليل التنشيط النيوتروني neutron activation analysis. واحدة من أكثر المواضيع إثارةً التي تمت دراستها بهذه الطريقة هي دراسة شعر رأس نابليون, التي تمت دراستها وفحصها بسبب محتواها الزرنيخي.

توجد سلسلة من الطرق التجريبية المختلفة, صممت لتمكين قياس نطاق العناصر المختلفة في المصفوفات المختلفة. ولقيام بحث تأثير أحد المصفوفات فمن الشائع استعمال الاستخراج الكيميائي للعنصر المطلوب و/أو بسماح للنشاط الإشعاعي الناتج من العنصر المصفوفي بالإضمحلال قبل قياس نشاطها الإشعاعي. بما أن تأثير المصفوفة يمكن أن تُصحح بمراقبة طيف الإضمحلال, فأن هذا سيتطلب تحضير القليل من العينة وذلك لبعض الأنواع من العينات, مما يجعل من تحليل التنشيط النيوتروني أقل عرضة للتلويث.

يمكن أن تُرى التأثيرات الناجمة عن سلسلة مختلفة من أوقات التبريد إذا تعرضت العينة الافتراضية التي تحتوي على الصوديوم, واليورانيوم والكوبالت في نسبة 100:10:1 لنبضة قصيرة جداً من النيوترونات الحرارية. وبذلك ستسيطر نشاط ²⁴Na على النشاط الإشعاعي البدئي, لكن مع مرور الوقت ستسود عليها نشاط ²³⁹Np ونشاط ⁶⁰Co.

المراجع

ملف:Nuvola apps edu science.svg

هذه بذرة مقالة عن الكيمياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.

bg:Радиационна химия cv:Радиохими da:Radiokemi de:Radiochemie Radiochemistry]] es:Radioquímica fi:Radiokemia fr:Radiochimie hu:Radiokémia it:Radiochimica ja:放射化学 nl:Radiochemie no:Radiokjemi pl:Radiochemia pt:Radioquímica ro:Radiochimie ru:Радиохимия sr:Радиохемија uk:Радіохімія zh:放射化学