محتويات
جسيم الفا عبارة عن نواة ذرة
جسيم الفا عبارة عن نواة ذرة الهيليوم.
حيث أن جُسيمات ألفا تتكون من نواة الهيليوم، لأنها تحتوي على بروتونين ونيوترونين مرتبطان فيما بينهما بقوة نووية، وتكون هذه الجُسيمات ذات كتلة كبيرة وشحنه كهربائية عالية، وهي أشد أنواع نوايا العناصر من حيث الاستقرار والثبات.
كما أن أكثر ما يميز هذه الجُسيمات قوة تفاعلها مع الذرات الأخرى التي تواجهها، ومصادرها تشكل خطر كبير على الأجسام الأخرى.
وخاصة في حال وصولها إلى الأعضاء الداخلية، ويمكن أن تصل هذه الجُسيمات عن طريق استنشاقها أو ابتلاعها، وتنتقل جُسيمات ألفا عبر الهواء لبضع سنتيمترات تكتسب إلكتروناً لتصبح ذكرة كاملة.
وتتسم بقدرتها العالية على التأين لذلك ينم استخدامها في العلاج الإشعاعي نادراً، لأنه لو تم إعطاؤه بالخطأ لخلية سليمة بجانب الخلية السرطانية يتلف أنسجتها.
ما هي خصائص جسيمات الفا
- البنية الداخلية.
- الارتباط.
- التفاعل.
- الاستقرار والثبات.
- شديدة التفاعل.
- الحركة.
لكل من العناصر أو الجزيء أو الذرات والجُسيمات حتى خصائص كيميائية وفيزيائية تبين ماهيتها وفعاليتها عندما تكون منفصلة أو مندمجة مع العناصر الأخرى، وفيما يلي يتم عرض خصائص هذه الجسيمات بالشرح المفصل:
البنية الداخلية: جُسيمات ألفا عبارة عن نواة الهيليوم التي تتشكل من اتحاد بروتونين ونيوترونين.
الارتباط: يرتبط البروتونين والنيوترونين مع بعضهم البعض بقوة نووية متينة.
التفاعل: نتيجة شحنة جُسيمات ألفا الموجبة (لأن البروتونات موجبة الشحنة والنيوترونات بلا شحنة أو معتدلة الشحنة) يجعلها شديدة التفاعل مع كل ما حولها.
الاستقرار والثبات: تعتبر جُسيمات ألفا من أكثر الجسيمات الكيميائية ثباتاً واستقراراً، فكتلتها تبلغ حوالي 28.8 ميغا إلكترون فولت، والبروتونين والنيوترونين المكونين لها يرتبطان بقوة نووية أكسبتها الاستقرار.
شديدة التفاعل: يمكن أن تسبب هذه الجُسيمات خلل في الأعضاء الداخلية في حال استنشاقه أو ابتلاعه، لذلك العلاج بأشعة ألفا لمرضا السرطان يستخدم نادراً، لأنه يمكن أن يتلف الخلايا السليمة من السرطان في حال تسلط عليها.
الحركة: تعتبر جُسيمات ألفا من الأجسام قليلة الحركة، فلا تنتقل سوى بضع سنتيمترات عن طريق الهواء. [1]
ما معنى جسيمات الفا
جُسيمات ألفا عبارة عن جُسيمات مركبة من بروتونين ونيوترونين مرتبطين بين بعضها البعض بقوة نووية مستقرة.
تنبعث هذه الجُسيمات من نواة بعض النويدات المشعة عن طريق أحد أشكال التحلل الإشعاعي يُطلق عليه اسم اضمحلال ألفا، ويطابق جسيم الألفا ذرة الهيليوم من حيث التركيبة الذرية (كتلته الذرية 4) لأنه يتكون من بروتونين ونيوترونين أي قدرته على التأين المزدوج.
يطلق على جُسيمات ألفا اسم أشعة ألفا لأنها أول إشعاع نووي تم اكتشافه على الأرض، بعدها تم اكتشاف أشعتي بيتا جاما بعد فترة وجيزة، وتتسم جُسيمات ألفا ببطئ الحركة وشدة التفاعل، كما أنها أثقل أشكال الإشعاع النووي، وأكثرها ثباتاً واستقراراً، كما أنها أجسام سريعة تبلغ سرعتها من 5 إلى 7% من سرعة الضوء أي ما يقارب 20 مليون متر في الثانية. [2]
من الأمثلة على جسيمات الفا
- تنبعث من النويدات المشعة.
- اضمحلال بعض المواد.
- الإنتاج الصناعي.
- المفاعل النووي.
تتواجد جُسيمات ألفا في الطبيعة من تلقاء نفسها، وقد يتم تصنيعا من تفاعل المواد فتنبعث عنها، فيما يلي بعض الأمثلة عليها:
تنبعث من النويدات المشعة: أي أنها يمكن أن تنتج عن طريق النويدات المشعة نحو اليورانيوم-238 والراديوم-226.
اضمحلال بعض المواد: تنتج جُسيمات ألفا عن اضمحلال بعض المواد نحو اليورانيوم والثوريوم والأكتينيوم التي توجد بشكل طبيعي وكميات متفاوتة في الصخور والتربة والمياه.
الإنتاج الصناعي: يتم إنتاج هذه الجُسيمات صناعياً من النظائر المشعة لبعض العناصر نحو البلوتونيوم والأمريسيوم والكوريوم والكاليفورنيوم.
المفاعل النووي: غالبية عمليات إنتاج جُسيمات ألفا تكون عن طريق المفاعل النووي، حيث تنتج عن امتصاص النيوترونات من نواة الجُسيمات عن طريق استخدام نظائر مشعة مختلفة لليورانيوم.
استخدامات أشعة ألفا
- مزيل الكهرباء الساكنة.
- صناعة النفط.
- مصدر للوقود.
- علاج السرطان.
- أجهزة كشف الدخان.
- المركبات الفضائية.
- أجهزة تنظيم ضربات القلب.
تستخدم جُسيمات ألفا في حياتنا اليومية في العديد من الأجهزة المهمة، فيما يلي يتم ملخص عن أهم استخداماتها:
مزيل الكهرباء الساكنة: تستخدم جُسيمات ألفا في مصانع الورق من أجل إزالة الكهرباء الساكنة منها، وكل المصانع الأخرى التي تحتاج ذلك أيضاً، كما يتم استخدام جُسيمات ألفا من البولونيوم 210 لإزالة الشحنات الكهربائية الساكنة في المعدات.
صناعة النفط: يتم استخدام هذه الجُسيمات لإعطاء الطاقة للأدوات التي يتم فيها استخراج وتكرير النفط.
مصدر للوقود: تُستخدم هذه الجُسيمات في العادة كمصدر من مصادر الوقود، فالمولدات الكهربائية الخاصة بالنظائر المشعة تحتاج إلى اضمحلال ألفا من البلوتونيوم 238 من أجل توليد الحرارة، والتي يتم تحويلها إلى كهرباء باستخدام المسابر الفضائية.
علاج السرطان: تستخدم أشعة ألفا في علاج مرض السرطان، عن طريق التحقيق في بعض بواعث ألفا، فهي تستخدم في العلاج الإشعاعي غير المغلق لمرضى السرطان.
أجهزة كشف الدخان: تستخدم في أجهزة كشف الدخان الأمريسيوم 241، حيث يقلل هذا الجهاز كمية جُسيمات ألفا التي تدخله، ويطلق الإنذار عن ذلك.
المركبات الفضائية: يتم استخدام جُسيمات ألفا من أجل توفير الطاقة في المركبات الفضائية.
أجهزة تنظيم ضربات القلب: تستخدم أيضاً هذه الجُسيمات في المجال الطبي لتوفير الطاقة في أجهزة تنظيم ضربات القلب. [3]
