الإشعاع في حياتنا - الجزء الاول

أهتم علماء الفيزياء والكيمياء النووية خلال الربع الأخير من القرن التاسع عشر بإستكشاف بناء الذرة فأجروا العديد من التجارب العلمبة التي تساعدهم علي هذه الإستكشافات, وفي عام 1894 إكتشف العالم الألماني رونتجن Roentgen أشعة غير مرئية والتي كانت لها قدرة كبيرة علي إختراق المواد الصلبة ولم يستطع آنذاك أن يحدد بالضبط طبيعة هذة الأشعة ولذلك سماها أشعة إكس X-rays أي الأشعة المجهولة ولازالت تحتفظ بهذا الإسم حتي الآن.

وفي عام 1896 كان العالم الفرنسي بيكريل Becquerel يجري تجارب يستخدم فيها ألواحا فوتوغرافية حساسة ويعرضها لأشعة الشمس, وجاءت بعض الأيام التي غابت فيها الشمس فترك الألواح في درج مكتبة عدة أيام وبالمصادفة كان يحتفظ في هذا الدرج ببعض عينات اليورانيوم وأحد المفاتيح في درج المكتب بحيث جاء وضع المفتاح فوق الألواح الفوتوغرافية المغلفة جيدا بالورق الأسود المانع للضوء وجاءت عينات اليوراينوم فوق المفتاح وعندما سطعت الشمس أياما أخرج بكريل الألواح الحساسة من الدرج لإستئناف تجاربة وقرر تظهير اللوح الحساس الأول ليتاكد من صلاحية الألواح قبل إجراء التجارب.

ولدهشته الشديدة وجد صورة المفتاح مطبوعة علي اللوح الحساس ففحص الوضع في الدرج ليكتشف كيف تم ذلك بالرغم من أن الألواح كانت مغلفة تغليفا محكما بالورق الأسود فشك في أن عينات اليوراينوم قد تكون مصدرا لأشعة نافذة إخترقت الورق الأسود وطبعت صورة المفتاح علي اللوح الحساس فأعاد التجربة مرات ومرات بإستخدام مواد مختلفة بين العينة واللوح الحساس حتي تأكد تماما من أن عينة اليوراينوم تنبعث منها أشعة غير مرئية لها القدرة علي إختراق الأجسام الصلبة أكثر من اشعة إكس التي أكتشفها رونتجن قبل ذلك بعامين , فأعلن كشفه هذا وسمعت به ماري كوري Marie Curie وزوجها بيتر كوري Pierre Curie اللذان كانا يقومان بتجاربهما علي الراديوم Radium الذي إستخلصاه من تجاربهما التي كشفت عن ظاهرة طبيعية هامة جدا أطلق عليها ظاهرة النشاط الإشعاعي Radioactivity والتي تعني أن هناك بعض العناصر تنبعث من أنويتها ثلاثة أنواع مختلفة من الأشعة غير المرئية.

ويمكن تعريف الإشعاع علي أنة طاقة متحركة يمكن لبعض منه تخلل الأجسام التي تعترض طريقه , وتمتص هذة الأجسام طاقة الإشعاع كليا أو جزئيا , وتتأثر الأجسام التي يتخللها الإشعاع حسب مقدار الطاقة التي يمتصها الجسم من كمية الطاقة الإشعاعية التي تخترقة.

ويمكن تصنيف الاشعاع الي نوعين رئيسيين : الأول هو الإشعاع الموجي والثاني هو الإشعاع الجسيمي والأشعة المؤينة وسنناقش كل نوع علي حده.

أنواع الإشعاع

(1) الإشعاع الموجي Electromagnetic Radiation :
يشمل الإشعاع الموجي جميع صور الطاقة الكهرومغناطيسية التي تنتقل علي هيئة موجات , ويمكن تصور الموجة علي أنها حركة نقطة صعودا ونزولا عن خط انتقالها من مكان الي آخر. صحيح أن هذا التصور ليس سليما من الناحية الفيزيائية ولكنه جيد من ناحية تقريب الخصائص الموجية التي نريد شرحها هنا

كما أن الموجة الكهرومغناطيسية تتكون في الحقيقة من موجتان متعامدتان هما الموجة الكهربائية والموجة المغناطيسية

والمسافة بين قمتين متتاليين أو قاعين متتاليين تسمي بالطول الموجي Wave Length ويرمز لها بالرمز ? وهو يختلف إختلافا شاسعا بين الصور المختلفة للطاقة الكهرومغناطيسية من جزء من مائة من الإنجستروم في أقصر موجات أشعة جاما إلي مئات الأمتار في أشعة الراديو (الإنجستروم هو وحدة طول مقدارها 10 × 10 ^ - 10 سم أو 0.1 نانومتر )

خاصية أخري هامة بالنسبة للموجات الكهرومغناطيسية ألا وهو التردد Frequency وهو عدد الدورات الكاملة في الثانية الواحدة ووحدته الهرتز Hz, وحيث أن سرعة جميع الموجات الكهرمغناطيسية ثابتة وهي تساوي سرعة الضوء التي مقدارها 3 × 10 ^8 متر في الثانية , نجد أن تردد الموجة يتناسب عكسيا مع طول الموجة.

ويمكن كتابة معادلة العلاقة بين التردد والسرعة وطول الموجة كالاتي : C = F * ?

والذي يهمنا هو الطاقة المصاحبة للموجة والتي يطلق عليها electron volt حيث تتناسب هذة الطاقة تناسبا عكسيا مع طول الموجة أو تناسبا طرديا مع تردد الموجة ويطلق علي جميع الأطوال الموجية المختلفة مجتمعة تعبير الطيف الكهرومغناطيسي Electromagnetic Spectrum كما هو في الشكل التالي :

وقد أطلقت تسميات مختلفة علي أجزاء الطيف الكهرومغناطيسي حسب خصائصها من وجهة نظر استخدامها وقدرتها علي التأيين وتأثيراتها علي الجسم البشري كما بالشكل السابق.

المصدر :
- http://en.wikipedia.org/wiki/Radiation
- نشرة من المركز القومي للبحوث وتكنولوجيا الإشعاعات النووية بمدينة نصر