تعريف الانحلال الإشعاعي
الانحلال الإشعاعي أو الاضمحلال الإشعاعي، هو العملية العشوائية التي تفقد فيها النواة طاقتها بانبعاث الإشعاع، وعادة ما يكون هذا الإشعاع على شكل جسيمات ألفا (نوى الهليوم)، أو جسيمات بيتا (إلكترونات أو بوزيترونات)، أو أشعة جاما (فوتونات عالية الطاقة)، حيث تتناقص طاقة النواة، مما يجعلها أكثر استقرارًا، وفي جميع عمليات الاضمحلال، يتم الحفاظ على الكتلة والشحنة ورقم لبتون.
أنواع الانحلال الإشعاعي
انحلال ألفا
في اضمحلال ألفا، ينبعث جسيم موجب الشحنة، مطابق لنواة الهليوم 4، تلقائيًا، يتكون هذا الجسيم، المعروف باسم جسيم ألفا ، من بروتونين واثنين من النيوترونين، ويحدث تحلل ألفا عادة في النوى الثقيلة مثل اليورانيوم أو البلوتونيوم، ونظرًا لأن جسيم ألفا أكبر نسبيًا من الأشكال الأخرى للانحلال الإشعاعي، فيمكن إيقافه بواسطة ورقة ولا يمكنه اختراق جلد الإنسان، كما ويكون نطاق جسيم ألفا قصير، لذا فإذا تم تناول عنصر تحلل ألفا، قد يلحق ضررًا كبيرًا بالأنسجة المحيطة.
انحلال بيتا
تطلق الذرات جسيمات بيتا من خلال عملية تعرف باسم تحلل بيتا، ويحدث تحلل بيتا عندما تحتوي الذرة على عدد كبير جدًا من البروتونات أو عددًا كبيرًا جدًا من النيوترونات في نواتها، ويمكن أن يحدث نوعان من تحلل بيتا، والنوع الأول هو اضمحلال بيتا الإيجابي، حيث يطلق جسيم بيتا موجب الشحنة يسمى البوزيترون والنيوترينو، والنوع الآخر اضمحلال بيتا السلبي، حيث يطلق جسيم بيتا سالب الشحنة يسمى الإلكترون ومضاد النيترينو، والنيوترينو ومضاد النوترينو عبارة عن جسيمات أولية عالية الطاقة ذات كتلة قليلة أو معدومة ويتم إطلاقها من أجل الحفاظ على الطاقة أثناء عملية الانحلال.
التقاط الإلكترون
يحدث التقاط الإلكترون عندما يكون هناك عدد كبير جدًا من البروتونات في النواة، حيث لا تمتلك النواة طاقة كافية لانبعاث البوزيترون. في هذه الحالة، يتم التقاط أحد الإلكترونات المدارية بواسطة بروتون في النواة، وهذا ينتج نيوترونًا ونيوترينو ينبعث عن طريق تغيير عدد البروتونات.
التحول الداخلي
هذه عملية تتفاعل فيها نواة مثارة مع إلكترون مداري وتخرج الإلكترون، ولا تتحول الذرة إلى عنصر جديد K والإلكترون المقذوف ليس جسيم بيتا لأنه لم يأت من النواة، وبعد خروج الإلكترون، ينتقل إلكترون ذو طاقة أعلى إلى موضع الإلكترون السابق ويصدر أشعة سينية.
الانشطار العفوي
يحدث الانشطار العفوي فقط في العناصر الثقيلة جدًا التي يزيد عدد كتلتها الذرية عن 92، وهو يختلف عن الانشطار النووي الذي يحدث في مفاعل نووي والذي يحدث عن طريق القصف النيوتروني للوقود، ويحدث الانشطار العفوي نتيجة النفق الكمومي دون الحاجة إلى ضرب الذرة بواسطة نيوترون، وتكون نتائج الانشطار التلقائي هي نفس نتائج الانشطار المستحث، حيث ينقسم العنصر إلى نواتين أخف ويطلق النيوترونات في هذه العملية، وقد تحفز هذه النيوترونات سلسلة تفاعل الانشطار النووي إذا كان هناك ما يكفي من المواد الانشطارية.
