عادة ماينبعث في أثناء التحلل الإشعاعي

عادة ماينبعث في أثناء التحلل الإشعاعي، اعتدنا جميعًا أن الذرة تتكون من نواة يدور حولها إلكترونات سالبة، والنواة ذاتها تتكون من بروتونات موجبة الشحنة ونيترونات متعادلة الشحنة، يمكن أن تتساوى البروتونات الموجبة في عدة أشكال من العناصر، لكن مع ذلك نرى اختلف واضح في عدد النيترونات المتعادلة، فيما يعرف بالنظير.

فمثلًا، من المتعارف عليه أن الحديد ذو الرمز Fe، يحتوي على 26 بروتون موجب بينما يحتوي على 30 نيوترون متعادل، لكن!

هناك نظائر أخرى للحديد، حيث تحتوي على نفس نسبة البروتونات أي 26 بروتون موجب، لكن أحد تلك النظائر يحتوي على عدد مختلف من النيترونات، إما 27 أو 31 نيترون متعادل الشحنات الكهربية.

لذا يجب أن نسترجع قيمة وجود النيترونات متعادلة الشحنة داخل النواة، النيترونات تعمل على استقرار النواة الذري، فوجود بروتونات موجبة الشحنة، يولد قوى تنافر بين بعضها البعض ويزيد منها، لكن البروتونات تعادل هذا التنافر، حتى تحقق الترابط الذري لنواة هذا العنصر باختلاف نظائره.

إذًا يمكننا أن نفترض أن نظير الحديد الذي يحتوي على 26 بروتون موجب و27 نيترون متعادل، غير مستقر ذريًا، لأن نسبة النيترونات قليلة مما يعني قلة الارتباط النووي مع البروتونات، وهنا يطلق على تلك النواة الغير مستقرة؛ “النواة المشعة – Radioactive nucleus”.

لذا تلجأ النواة دائمًا إلى الاستقرار! وهذا يحدث في تلك الحالة بتحول إحدى بروتونات تلك النوة إلى نيوترون، حتى يخرج من النواة إلى “بوزيترون – positron”، وهو إلكترون لكن على غير العادة فهو يحمل شحنة موجبة.

والآن قد أصبح لذرة الحديد تلك 25 بروتون موجب، بالإضافة هذا البروتون الموجب الذي تحول إلى نيترون، يصبح إجمالي عدد النيترونات 28 نيترون متعادل الشحنة، لكن هذه المواصفات هي ما تحملها ذرة المنجنيز، لذا يتحول نظير الحديد إلى ذرة منجنيز Mn وهي تُمثل ذرة مستقرة.

تلك العملية السابق توضيحها، تعرف بـ “عملية التحلل الإشعاعي – Radioactive decay”، والذي يمكن أن نختصره في تعريف بأن عملية التحلل الإشعاعي هي الإنهيار الذاتي للنواة الذرية للعنصر، أو فقدان النواة لبعض جزيئاتها، والذي ينتج عنه خروج كمية من الطاقة والمادة من داخل نواة الذرة، حيث تبحث الذرة دائمًا على الاستقرار.

وبالتأكيد أهم عوامل هذا التحلل هو الوقت! فيما يعرف بـ “زمن عمر النصف – Half life time”، وهو الزمن الذي تحتاجه نص كتلة ما من هذا النظير المشع الغير مستقر لتحوله إلى عنصر مستقر، وفي الحديد زمن عمر النصف الخاص به هو ثمانية دقائق ونصف.

أما بالنسبة لأنواعه:

1. تحلل من النوع ألفا: جزيء ألفا يتكون من بروتون موجب واحد فقط مع اثنين من النيوترونات المتعادلة، كما يحدث في اليورانيوم ويتحول إلى الثوريوم.
2. تحلل من النوع بيتا: كما يحدث في عنصر الكربون 14، فينقسم نيترون متعادل إلى؛ بروتون موجب وإلكترون سالب، فتتحول ذرة الكربون المشعة إلى ذرة نيتروجين.
3. تحلل من النوع جاما: وهو المسؤول عن إنبعاث الإشعاعات كأشعة جاما، وهي إحدى الموجات الكهرومغناطيسية، والتي تمتاز بطاقة عالية، وتحدث في الطبيعة عكس أشعة أكس والتي يتم توليدها صناعيًا.

إن أول شخص اكتشف هذه الظاهرة كان العالم “هنري بيكريل – Antoine Henri Becquerel” وهو أحد أشهر علماء الفيزياء الفرنسيين، وجاء من بعده كل من العالمين: “ماري كوري – Marie Curie”و” رذرفورد – Ernest Rutherford” مؤكدين على فرضيان العالم هنري في نظرية التحلل الإشعاعي.