عناوين
ما هو العنصر المشع
العنصر المشع هو كمية مغلفة من النظائر المشعة تستخدم لتوفير حزمة من الإشعاع المؤين. عادة ما تحتوي المصادر الصناعية على نظائر مشعة تنبعث منها أشعة جاما أو الأشعة السينية ، وهي من بين مكونات صناعة الإلكترونيات.
كيف يتم استخدام نظائر العناصر المشعة في جوانب مختلفة من الحياة
تستخدم نظائر العناصر المشعة في العديد من جوانب الحياة لأنه يمكن الكشف عن نشاطها الإشعاعي أو يمكن استخدام الطاقة التي تطلقها.
تعتبر النظائر المشعة من أدوات الكشف الفعالة لسهولة اكتشاف نشاطها الإشعاعي ، ويتم ذلك من خلال الكاشف وهو مادة يمكن استخدامها لتتبع مسار تلك المادة من خلال بعض الهياكل ، على سبيل المثال ، يمكن أن تكون التسريبات في أنابيب المياه الجوفية تم اكتشافه عن طريق تمرير بعض الماء المحتوي على التريتيوم عبر الأنابيب ثم استخدم عداد جيجر لتحديد موقع أي تريتيوم مشع تم العثور عليه لاحقًا في الأرض حول الأنابيب.
يمكن أيضًا استخدام أدوات التتبع لاتباع خطوات تفاعل كيميائي معقد. بعد دمج الذرات المشعة في الجزيئات المتفاعلة ، يمكن للعلماء تتبع أين تذهب الذرات باتباع نشاطها الإشعاعي. أحد الأمثلة الأكثر شهرة هو استخدام الكربون المشع 14 لتحديد الخطوات التي ينطوي عليها التمثيل الضوئي في النباتات.
استخدامات نظائر العناصر المشعة في مختلف جوانب الحياة
- تحديد أعمار الأشياء
أحد الاستخدامات المهمة للنظائر المشعة هو تحديد أعمار الكائنات الحية المختلفة ، لأن نصف عمر النظائر المشعة لا يتأثر بأي عوامل بيئية ، ويمكن استخدامه مثل الساعة الداخلية.
على سبيل المثال ، إذا قام الباحث بتحليل صخرة ووجد أنها تحتوي على كمية معينة من اليورانيوم 235 وكمية معينة من نظيرها ، فيمكنه أن يستنتج أن جزءًا معينًا من اليورانيوم 235 الأصلي قد تحلل إشعاعيًا ، وإذا كان نصفه يتحلل اليورانيوم ، فإن عمر الصخر هو نصف عمر اليورانيوم 235 أو حوالي 4.5 × 10 9 سنوات.
- تحديد عمر المشغولات
تُستخدم نظائر العناصر المشعة لتحديد عمر القطع الأثرية التي كانت على قيد الحياة مثل المواد الحيوانية أو النباتية ، ولا سيما الكربون 14 (نصف العمر 5،370) ، لأنه يتم إنتاجه بكمية صغيرة بشكل طبيعي في المناطق العليا من الغلاف الجوي ، ويدخل في أنسجة الكائنات الحية ، مما يؤدي إلى مستوى ثابت ، وإن كان منخفضًا للغاية.
ومع ذلك ، بمجرد موت الكائن الحي ، يتم تحليل الكربون -14 الموجود في الأنسجة تدريجيًا ، إذا تم اكتشاف قطعة أثرية حية وتحليلها بعد سنوات عديدة من موتها ، ومعرفة ما تبقى من الكربون -14 ثم مقارنتها بمستوى ثابت معروف من الكربون في الكائنات الحية يمكن تحديد العمر التقريبي قطعة أثرية.
- حفظ المنتجات
يستخدم الإشعاع المنبعث من بعض المواد المشعة لقتل الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في بعض المواد الغذائية ، مما يؤدي إلى زيادة مدة صلاحيتها ، على سبيل المثال ، تتعرض الطماطم والفطر والبراعم والتوت للإشعاع مع انبعاثات الكوبالت 60 أو السيزيوم 137 ، وهذا يسبب قتل مجموعة كبيرة من البكتريا مسببة الضرر ، وترك المنتج في حالته الأصلية لفترة أطول من الوقت.
كما يتم تعريض البيض وبعض اللحوم ، مثل لحوم البقر والدواجن ، للإشعاع لمنعها من التلف.
- التطبيقات الطبية
تستخدم بعض أنواع النظائر يستخدم اليود المشع في علاج وتشخيص بعض الأمراض ، على سبيل المثال ، يستخدم اليود المشع 131 لاختبار نشاط الغدة الدرقية ، لاحتوائه على نسبة عالية من اليود ، ويتم ذلك بإعطاء جرعة محددة من اليود 131 للمريض ، ثم في اليوم التالي يتم استخدام ماسح ضوئي لقياس كمية النشاط الإشعاعي في الغدة الدرقية.
لا تسبب هذه المواد المشعة أي آثار جانبية لأن هناك حاجة إلى القليل جدًا من المواد المشعة في تقنيات التشخيص هذه لأن الإشعاع المنبعث من السهل جدًا اكتشافه[1] .
هناك أيضًا مجموعة واسعة من الاستخدامات لنظائر العناصر المشعة في مختلف جوانب الحياة ، مثل:
- يتم استخدامها بطرق مختلفة لغرض تحسين الإنتاجية واكتساب المعلومات التي لا يمكن الحصول عليها بأي طريقة أخرى.
- يتم استخدامها بشكل شائع في التصوير الشعاعي الصناعي ، والذي يستخدم مصدر جاما لإجراء اختبار إجهاد أو التحقق من سلامة اللحامات ، على سبيل المثال يتم اختبار توربينات المحرك النفاث للطائرة للتحقق من السلامة الهيكلية.
- تستخدم هذه العناصر في الصناعة لقياس أشياء مثل قياس مستويات السائل داخل الحاويات أو قياس سمك المواد.
- تستخدم النظائر المشعة أيضًا على نطاق واسع في البحث العلمي وتستخدم في مجموعة من التطبيقات ، من تتبع تدفق الملوثات في النظم البيولوجية لتحديد عمليات التمثيل الغذائي في الحيوانات الأسترالية الصغيرة.
- يتم استخدامها للكشف عن الأنشطة النووية السرية للنظائر المشعة المميزة التي تنتجها برامج الأسلحة.
استخدامات النظائر المشعة في الطب والزراعة
استخدامات النظائر المشعة في الطب
- يتم استخدامه أيضًا في الطب النووي بكميات صغيرة لتوفير معلومات حول جسم الشخص ، أو عمل أعضاء معينة ، أو العمليات البيولوجية الجارية ، أو الحالة المرضية لمرض معين ، وفي معظم الحالات يتم استخدام المعلومات من قبل الأطباء لعمل التشخيص الدقيق.
- يمكن استخدام الإشعاع لعلاج الأعضاء المريضة أو الأورام.
استخدامات النظائر المشعة في الزراعة
- تستخدم النظائر المشعة لتقدير الكمية التي يمتصها النبات والكمية المفقودة من العناصر المختلفة من أجل تحديد كمية السماد التي يحتاجها النبات مما يقلل من استخدام كميات كبيرة من السماد وبالتالي يقلل من التكاليف على المزارع
- يستخدم الإشعاع للسيطرة على أعداد الحشرات من خلال تقنية الحشرات المعقمة (SIT). يتضمن ذلك تربية أعداد كبيرة من الحشرات التي يتم تعقيمها من خلال التشعيع (أشعة جاما أو الأشعة السينية) وإدخالها في التجمعات الطبيعية. تظل الحشرات العقيمة قادرة على المنافسة جنسياً ولكنها لا تستطيع إنجاب ذرية ، فإن تقنية SIT صديقة للبيئة وقد أثبتت أنها طريقة فعالة لإدارة الآفات حتى عندما يفشل استخدام مبيدات الآفات على نطاق واسع.
- تستخدم النظائر المشعة للمساعدة في حدوث طفرات في تربية النباتات ، وقد تم تطوير حوالي 3200 نوع جديد من المحاصيل بهذه الطريقة. تطوير أصناف جديدة من الذرة الرفيعة والثوم والقمح والموز والفاصوليا والفلفل تكون أكثر مقاومة للآفات وأكثر قدرة على التكيف مع الظروف المناخية القاسية.[3]
ما هي الأدوية المشعة؟
يتم تعليق النظائر المشعة على الأدوية. بعد دخوله الجسم ، يتراكم العقار المشع في عضو معين أو نسيج ورمي. سوف يتحلل النظير المشع المرتبط بالدواء المستهدف وينتج كميات محددة من الإشعاع التي يمكن استخدامها لتشخيص أو علاج الأمراض والإصابات البشرية. يتم اختيار كمية الأدوية المشعة التي يجب تناولها. بعناية لضمان سلامة كل مريض.[2]
