أنواع النظائر المشعة
تعرف النظائر المشعة (بالإنجليزية: Radioisotopes) أو ما تعرف أيضاً بالنظائر الغير المستقرة، على أنها ذرات تحتوي على مزيج غير مستقر من النيوترونات والبروتونات، أو طاقة زائدة في نواتها، وتحدث عندما يكون عدد النيوترونات في الذرة عدداً كبير جداً أو قليل جداً، حيث تميل الذرة إلى التفكك وتصبح غير مستقرة. وتحتوي النظائر المختلفة لنفس العنصر على نفس عدد البروتونات في نواتها الذرية ولكن بأعداد مختلفة من النيوترونات.
تنقسم النظائر المشعة إلى قسمين:
نظائر طبيعية
وهي التي تكون موجودة في الطبيعة على هيئتها الطبيعية منذ أن خلقها الله وتعالى ودون تدخل الإنسان فيها، مثل: البوتاسيوم 40، الروبيديوم 87، الساماريوم 147، واللوتيسيوم 176، وأيضاً اليورانيوم 235، واليورانيوم 238.
نظائر مشعة صناعية
وهي التي تمَكن الإنسان من إنتاجها عن طريق تعديل الذرة باستخدام مفاعل نووي أو سيكلوترون لكي يستخدمها في مختلف الأغراض، مثل: الهيدروجين 3 (تريتيوم)، والكربون 14، والصوديوم 24، والفوسفور 32، والكبريت 35، والبوتاسيوم 42، والكالسيوم 45، والكروم 51، والحديد 59، والكوبالت 60، والكريبتون 85، والإسـتروتنيتوم 90، والأيتريوم 90، والبلاديوم 109، واليود 131 و 132، والزينـون 133، والسيزيوم 137، والثوليوم 170، والإيرديوم 192، والذهب 198، والبولونيوم 210.
تتحلل النظائر المشعة لكي تستعيد الذرات المشعة ذات النواة غير المستقرة الاستقرار، وذلك عن طريق التخلص من الجسيمات الزائدة والطاقة على شكل إشعاع، وتسمى عملية إطلاق الإشعاع بالتحلل الإشعاعي أو الاضمحلال الإشعاعي (بالإنجليزية: Radioactive decay).
يوجد أربعة أنواع مختلفة من الإشعاع المنبعث من الذرات المشعة وهي: جسيمات ألفا (α)، وجسيمات بيتا (β)، وأشعة غاما (γ) ، والنيوترونات، تطلق الذرات المشعة نوعاً أو أكثر من هذه الأنواع من الإشعاع للوصول إلى حالة أكثر استقراراً، حيث لكل نوع من أنواع الإشعاع خصائص مختلفة تؤثر على كيفية اكتشافه وكيف يمكن أن يؤثر علينا، بينما جميع الذرات الخاصة بالنظائر تمتلك سلوكاً كيميائياً متطابقاً بشكل تام ولكن مستويات متنوعة من النشاط الإشعاعي، وفيما يأتي توضيح لها:
جسيمات ألفا ( α)
جسيم ألفا هو عبارة عن مجموعة من أربعة جسيمات هي أساساً نواة الهيليوم، تنقسم النواة في أثناء تحلل جسيم ألفا إلى جزأين: زوج من البروتونات مرتبط بزوج من النيوترونات وجزء نواة يكون الرقم الذري لها أقل من اثنين من الأصل، وعدد الكتلة الذرية أقل من أربعة من الأصل، أي أنها تتكون من نيوترونين وبروتونيين بشحنة ( 2).
جسيمات بيتا (β)
عند تحلل جسيم بيتا فإنه يقذف إلكترون من نواة الذرة المتحللة، وتنتج نواة يكون الرقم الذري لها أعلى ولكن نفس العدد الكتلي ، وتبقى الشحنة الكلية كما هي، لأنه يتم أيضاً تكوين إلكترون بشحنة سالبة ليعادلها.
أشعة غاما (γ)
أشعة غاما تعرف بأنها إشعاع كهرومغناطيسي عالي الطاقة ينبعث من بعض النويدات المشعة عندما تنتقل نواتها من حالة طاقة أعلى إلى حالة طاقة أقل، وهي عبارة عن فوتونات ليس لها كتلة أو شحنة سكونية.
تتمتع هذه الأشعة بطاقة عالية وطول موجي قصير، وتتميز جميع أشعة جاما المنبعثة من نظير معين بأن لها نفس الطاقة، وهي خاصية تمكن العلماء من تحديد بواعث جاما الموجودة في العينة.
تخترق أشعة جاما الأنسجة أبعد مما تخترقه جسيمات بيتا أو ألفا، ولكنها تترك تركيزاً أقل من الأيونات في مسارها مما قد يتسبب في تلف الخلايا، وهي تشبه إلى حد كبير الأشعة السينية .
