مترجم بتصرف من: World Nuclear Association
الإشعاع هو الطاقة التي تنتقل عبر الفضاء والفراغ. الشمس هي واحدة من أكثر أشكال الإشعاع ألفة بالنسبة لنا فهي تعطينا الضوء والحرارة. نحن نستمتع بضوء الشمس ونعتمد عليه ولكن مع ذلك نحدد الكمية التي نتعرض لها.
الأشعة التي أعلى من الأشعة فوق البنفسجية (في الصورة في الأسفل) تكون إشعاعات تستخدم عادة في الطب. مع ذلك فإننا نحصل على جرعات منخفضة منها بشكل دائم عبر الفضاء، أو من الهواء، أومن الأرض، أو من الصخور. يمكننا أن نشير إلى هذه الأنواع من الأشعة بـ الأشعة المؤينة.
يمكن أن تسبب هذه الأشعة المؤينة بالضرر على الأنسجة الحية. وتكون أكثر خطورة عندما تكون على مستويات عالية، لذلك من الضروري السيطرة والتحكم في الكمية التي نتعرض لها. في حين أننا لا يمكن أن نشعر بهذا الإشعاع، فإنه يمكننا بسهولة الكشف عنه ورصده وقياس كميته.
تكونت الكائنات الحية وتطورت في بيئة لديها مستويات كبيرة من الإشعاعات المؤينة. علاوة على ذلك، فإن العديد من الناس مدينون بحياتهم وصحتهم لهذه الإشعاعات التي تم إستخدامها في المجال الطبي. فهذه الإشعاعات يتم إستخدامها لتشخيص وعلاج العديد من الأمراض.
الإشعاع المؤين مثل اليورانيوم والنفايات النووية هي جزء من بيئتنا البشرية، كما كانت دائماً كذلك. عندما تكون هذه الإشعاعات في مستويات عالية تكون خطرة، ولكن عندما تكون في مستويات منخفضة مثل التي نتعرض لها فإنها تكون طبيعية وغير مؤذية. يتم تكريس جهد كبير لضمان عدم تعرض العاملين في مجال الطاقة النووية لمستويات ضارة من الإشعاع.
الإشعاع الطبيعي
الأشعة الطبيعية هي الإشعاعات المؤينة الموجودة بشكل طبيعي في بيئتنا. لا يمكننا تفادي هذا النوع من الإشعاعات لأنها تحيط بنا على الدوام. مستويات هذا النوع من الإشعاع يمكن أن تختلف إختلافاً كبيراً. فالأشخاص الذين يعيشون في مناطق مليئة بالجرانيت أو الرمال المعدنية يحصلون على إشعاع أرضي أكثر من غيرهم، في حين أن الأشخاص الذين يعيشون أو يعملون على ارتفاعات عالية يحصلون على إشعاع كوني (من الفضاء) أكبر.
والكمية الأكبر من التعرض الإشعاعي الطبيعي لدينا يرجع سببه إلى غاز الرادون، وهو الغاز الذي يتسرب من قشرة الأرض، وهو موجود حتى في الهواء الذي نتنفسه.
النشاطية الإشعاعية في المواد
يتم قياس هذه الإشعاعات بمقاييس مختلفة عن المقاييس المعتادة للكتلة والحجم. تقاس كمية المواد المشعة بوحدة الـ بيكريل (Becquerel)، والتي تمكننا من مقارنة النشاط الإشعاعي لبعض المواد الطبيعية وغيرها من المواد.
الإشعاع المؤين (ألفا – بيتا – جاما)
الإشعاع المؤين مصدره من نوى الذرات. الذرة الواحدة هي اللبنة الأساسية للمادة. معظم الذرات مستقرة، ولكن بعض الذرات تتغير أو تتفكك إلى ذرات جديدة تماماً. يتم تسمية هذه الأنواع من الذرات المتغيرة بـ “غير مستقرة” أو “مشعة”.
الذرة الغير مستقرة لديها طاقة داخلية زائدة. هذا يؤدي إلى حدوث تغير في تركيبها وبعث الإشعاع للوصول إلى حالة الإستقرار وهذا ما يسمى بـ “الاضمحلال الإشعاعي Radioactive Decay“.
النواة الغير مستقرة تتخلص من الطاقة الزائدة على شكل إشعاع من نوع أشعة جاما أو جسيمات ذرية سريعة الحركة. إذا كان هذا الانحلال مع انبعاث جسيم ألفا أو بيتا. ويمكن للمرء أن يصف الانبعاثات على أنها أشعة غاما وبيتا وأشعة ألفا. عندما تصبح الذرة في وضع مستقر يتوقف الإشعاع.
جسيمات ألفا
تتكون هذه الجسيمات من زوجين من البروتونات وزوجين من النيوترونات على شكل نوى ذرية. وجسيمات ألفا مشحونة بشكل مضاعف (بسبب وجود اثنان من البروتونات). يؤدي ذلك بالإضافة إلى سرعتها البطيئة نسبياً وكتلتها الكبيرة إلى أنها تتفاعل بسهولة أكبر مع المادة مقارنة بجسيمات بيتا أو أشعة غاما وتفقد طاقتها بسرعة.
بالتالي فإن جسيمات ألفا لديها قدرة على الاختراق ضعيفة ويمكن أن تتوقف بواسطة طبقة من الجلد أو بورقة عادية. ولكن عندما تكون داخل الجسم يمكن أن تسبب ضرراً أشد من الأنواع الأخرى من الإشعاع.
جسيمات بيتا
جسيمات بيتا هي إلكترونات سريعة الحركة مصدرها أنوية أنواع كثيرة من الذرات المشعة. هذه الجسيمات مشحونة (شحنة الإلكترون)، هي أخف وزناً وهي تنبعث من الأنوية بشكل أسرع بكثير من جسيمات ألفا. يمكن أن تخترق ما يصل إلى 1-2 سم من الماء أو اللحم البشري. ويمكن أن تتوقف عن طريق ورقة من الألومنيوم بسمك بضعة ملليمترات.
أشعة جاما
أشعة غاما هي طاقة متنقلة كموجات مثلها مثل الحرارة والضوء. أشعة غاما والأشعة السينية متطابقة تقريباً إلا أن الأشعة السينية تنتج بشكل صناعي بدلاً من أن تأتي من النواة الذرية. ولكن على عكس الضوء هذه الأشعة لديها قوة اختراق كبيرة ويمكن أن تمر من خلال جسم الإنسان. للحماية من هذا النوع من الإشعاع نستخدم الخرسانة أو الرصاص.
المزيد عن الفيزياء النووية/الذرية: فيزياء الطب النووي
قياس الإشعاع
يتم قياس الجرعة الفعالة Effective Dose من كل هذه الأنواع من الإشعاع التي سبق ذكرها بواسطة وحدة تسمى سيفرت Sivert، ولنكون أكثر دقة فإن معظم الجرعات يتم قياسها بوحدة الملي سيفرت (واحد من الألف من سيفرت). كل واحد منا يتلقى حوالي 2 ملي سيفرت سنوياً من الإشعاع الطبيعي، وربما أكثر من الفحوصات الطبية. أي كمية أقل من حوالي الـ 100 ملي سيفرت تكون غير مؤذية.
المزيد عن قياس الإشعاع في الموضوع التالي: شرح وحدات قياس الإشعاع ومناقشة الإختلاف بينهم
- المصدر: مترجم بتصرف من World Nuclear Association الرابطة العالمية النووية