تلخيص درس تطبيقات وآثار التفاعلات النووية كيمياء صف ثاني عشر عام فصل اول
للتفاعلات النووية الكثير من الاستخدامات المفيدة لكن لها آثار حيوية ضارة أيضاً
الاهداف
• يعدد الطرق التي تستخدم لاكتشاف الاشعاع وقياسه
• يذكر استخدامات الاشعاع في علاج الامراض
• يحدد آثار الضارة للإشعاع على الأجهزة الحيوية
ما هي الطرق المتعددة التي تستخدم لاكتشاف الاشعاع وقياسه ؟
بيكريل : اكتشف النشاط الإشعاعي بسبب تأثير الإشعاع في الألواح الفوتوغرافية .
العالم بيكريل لاحظ تكون طبقة ضبابية من عينات اليورانيوم الملتفة بالصفائح الفوتوغرافية إذن تعتبر من كواشف الجسيمات فهل هناك كواشف للجسيمات أخرى ؟
1 – فيلم كاشف
2 - شحن و تآين المادة
3 – تسبب انبعاث الفوتونات
الكشف الإشعاعي : أجهزة تستخدم للكشف الإشعاعي
شارة فيلمية و عداد جايجر و عداد موللر
تم ابتكار وسائل متعددة لاكتشاف الإشعاع
يطالب الأشخاص الذين يعملون قرب المصادر المشعة بارتداء شارة مقياس اللمعان الحراري
كيف تعمل ؟
تحتوي الشارة على بلورة صغيرة, يثير الاشعاع الإلكترونات في
البلورة و لتحديد جرعة الاشعاع يتم تسخين البلورة فتعود الإلكترونات إلى حالة الاستقرار فتبعث ضوءاً
تكتشف أجهزة قياس النشاط الاشعاعي هذا الضوء كقياس لجرعة الإشعاع التي يتعرض لها العاملين
الإشعاع عالي الطاقة إلى درجة تكفي لتأين المادة التي يصطدم بها الإشعاع المؤين
يستخدم عداد جايجر لاكتشاف مستويات الإشعاع و قياسها يولد الإشعاع المؤين تياراً كهربائياً في العداد يظهر التيار على مقياس متدرج بينما يصدر مكبر الصوت أصواتاً مسموعة
تستخدم عدادات الوميض لاكتشاف وجود إشعاع مؤين يثير الإشعاع المؤين الإلكترونات داخل الفوسفور و عند عودة الإلكترونات إلى حالة الاستقرار ينبعث منها فوتونات يتم اكتشافها بواسطة الكاشف الضوئي
توجد أجهزة متنوعة تسمح بالكشف عن الإشعاعات
العدادات الومضية :
- أجهزه تقوم بتحويل الضوء الومضي الى اشاره كهربائية تسمح بالكشف عن الإشعاع المؤين
- بعض المواد الكيميائية يمكن تصبح ومضية أو باعثه للضوء المرئي عند امتصاصها الإشعاع المؤين
عدادات جايجر – موللر :
- أجهزه تحسب الإشارات الكهربائية الناتجة من تأين غاز بفعل الإشعاع المؤين
- تستخدم في الكشف عن جسيمات بيتا واشعه X وأشعه جاما
الشارات الفيلمية :
تحتوى على فيلم حساس يقيس بشكل تقريبي نسبة تعرض الأشخاص للإشعاع
تطبيقات وآثار التفاعلات النووية كيمياء صف ثاني عشر عام 2019
استخدامات الإشعاع :
- تحليل التنشيط النيتروني لاكتشاف كميات العناصر الضئلة في العينة
- تحليل تركيب رقائق السيليكون عالية النقاء
- يتم اكتشاف كميات أقل من 9-10 1x ذرة في العينة
- تستخدم انبعثات بيتا لقياس سمك الورق
تستخدم العدادات مثل ذلك المبين في الصورة انبعاث بيتا من الكريبتون أو البروميثيوم أو الستروتيوم حيث يتم وضع المصدر المشع على أحد جانبي الورقة و كاشف على الجانب الآخر تمتص الورقة معظم جسيمات بيتا و لكن فقط النسبة المئوية للجسيمات التي تتمكن من المرور عبر الكاشف التي تشير الى سمك الورقة
استخدام النظائر المشعة :
كاشف مشع : نظير مشع يبعث اشعاعاً غير مؤين ويستخدم للإشارة إلى وجود عنصر أو مادة معينه
• تحليل آليات التفاعل في التفاعلات المعقدة متعددة الخطوات
• مجال الطب ( اليود -131 ) لاكتشاف الأمراض الغدة الدرقية
علاج السرطان :
ما هو السرطان :
السرطان هو مرض يصيب الخلايا ، التي تعتبر الوحدة الأساسية في بناء الجسم
تقوم أجسامنا بتخليق خلايا جديدة بشكل مستمر حتى تتم عملية النمو و استبدال الخلايا الميتة أو لمعالجة الخلايا التالفة بعد الإصابة بجروح
يحتمل أن تتطور بعض الأورام الحميدة إلى أورام خبيثة و قد يتطور الورم إلى سرطان إذا لم يتم العلاج
- قد يسبب الإشعاع في حدوث مشكلات صحية للإنسان قد يؤدي إلى إتلاف الخلايا السليمة أو تدميرها
- يعمل الإشعاع على تدمير الخلايا الضارة متل الخلايا السرطانية
- تتميز طل أنواع السرطان بنمو سريع للخلايا غير طبيعية
- قد يؤدي هذا النمو إلى ظهور كتل من الأنسجة غير طبيعية تسمى بالأورام الخبيثة
- تكون الخلايا السرطانية أكثر قابلية للتدمير بالإشعاع
- يدمر الإشعاع بعض الخلايا السليمة
- العلاج بالإشعاع أحد أكثر خيارات العلاج فاعلية في مكافحة السرطان
يمكن استخدام الإشعاع لعلاج السرطان
تظهر صورة فحص الرنين المغناطيسي الملتقطة قبل العلاج و بعد 4 و 10 أشهر من العلاج انخفاضا في حجم الورم
استخدام الإصدار البوزيتروني :
تعرف أداة التشخيص الطبية الأخرى التي تعتمد على الإشعاع بالتصوير المقطعي باسم ( الإصدار البوزيرتوني )
لتشخيص الأمراض أو دراسة أجزاء الدماغ التي يتم تستخدم صور PETتنشيطها في ظروف معينة .
استخدام الإصدار البوزيتروني :
- أداة تشخيص طبية تعتمد على الإشعاع بالتصوير المقطعي
- تستخدم صور PET لتشخيص الأمراض أو دراسة أجزاء الدماغ التي يتم تنشيطها في ظروف معينة
طريقة عمل جهاز PET :
- يحقن المريض في مجرى الدم بكاشف مشع يتحلل تحت تأثير الإصدار البوزيتروني
- تصدر البوزيترونات المنبعثة من الكاشف المشع انبعاثات من أشعة غاما التي يتمو اكتشافها بالمشعرات المحيطة بالمريض
استخدام الإصدار البوزيتروني :
يقيس هذا الكاشف أشعة غاما المنبعثة من الكاشفات المشعة التي امتصتها أجسام المرضى تظهر الصورة إلى الجهة اليمنى مناطق مختلفة من الدماغ تبعث أشعة غاما قد تساعد هذه الصور الأطباء في تحديد موقع الورم و مراقبة عمل الدماغ
لقد وجدت النظائر والإشعاع في غضون السنوات الأخيرة مجالاً تطبيقياً رحباً في الطب من اجل تشخيص ومعالجة الكثير من الأمراض ودراسة العمليات الحيوية عند الإنسان والحيوان وتعتبر نظائر الكوبالت والفوسفور واليود
والذهب والصوديوم والسيزيوم هي الأكثر استخداما ، ويمكن تقسيم استخدامات النظائر المشعة في الطب للأغراض التالية :
- تستخدم النظائر المشعة في التشخيص الطبي والكشف عن مختلف انواع الأمراض و الأورام السرطانية.
- أغراض علاجية ، كعمل تغيرات بايلوجية في الأنسجة كما يحدث عند معالجة الأورام الخبيثة وقتل الأنسجة المصابة بالمرض
- اقتفاء حركة المادة المشعة داخل جسم الإنسان وتحديد الحالة الوظيفية للغدد ودراسة العمليات الحيوية لمختلف انواع الخلايا.
- تعقيم المواد والأدوات الطبية.
تأثيرات الإشعاع على المادة
عند اصطدام الأشعة بالذرات فإنها تطلق إلكترونات
تتفكك الروابط الكيميائية بين الذرات
الإضرار بالمادة سواء حية أو غير حية
وآثار التفاعلات النووية كيمياء
الاثار البيولوجية للإشعاع
يتعمد الضرر الناتج عن الإشعاع المؤين الذي يمتصه الجسم على:
- نوع الإشعاع
- طافة الإشعاع
- نوع النسيج الذي يمتص الإشعاع
- فوة الاختراق
- المسافة من المصدر
الإشعاع المؤين عالي الطاقة خطيرة لأن بإمكانه تفتيت الجزيئات داخل النسيج البيولوجي وتأيينها.
الجذر الحر: الذرة أو الجزيء الذي يحتوي على إلكترون مفرد واحد أو أكثر.
- الجذر الحر هو أحد أمثلة نواتج الإشعاع المؤين شديدة التفاعل.
- تؤثر الجذور الحرة في الجزيئات الأخرى وتتسبب في حدوث خلل في عمل الخلايا الطبيعية.
- يصنف ضرر الإشعاع المؤين على الأنظمة الحية إلى جسدي أو وراثي.
- يؤثر الضرر الجسدي فقط في أنسجة الجسم غير التناسلية ويشمل الحروق والسرطان.
- يؤثر الضرر الوراثي في النسل عن طريق إتلاف النسيج التناسلي.
- الضرر الوراثي يصعب دراسته؛ لأنه قد لا يكون واضحا لعدة أجيال.