الفيزياء — النشاط الإشعاعي الصناعي: التطبيقات والاستخدامات — الثالثة ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

النشاط الإشعاعي الصناعي هو إنتاج نظائر مشعة اصطناعياً بقصف الأنوية المستقرة بجسيمات (نيوترونات، بروتونات).

1. مفهوم النشاط الإشعاعي الصناعي

على عكس النشاط الإشعاعي الطبيعي (اليورانيوم، الراديوم)، النشاط الإشعاعي الصناعي ينتج بتفاعلات نووية في المفاعلات أو المسرعات. مثال: قصف الألومنيوم بالنيوترونات: Al-27 + n -> Al-28 (مشع).

2. التفاعلات النووية الاصطناعية

أول تفاعل نووي اصطناعي (رذرفورد 1919): قصف النيتروجين بجسيمات ألفا: N-14 + a -> O-17 + p.

التفاعل المتسلسل: انشطار U-235 بقصفه بنيوترون ينتج نيوترونات إضافية، تسبب انشطار أنوية أخرى.

3. إنتاج النظائر المشعة

في المفاعلات النووية: قصف الوقود النووي بالنيوترونات. في المسرعات: قصف الأهداف بجسيمات مشحونة.

4. تطبيقات النظائر المشعة

• الطب: التصوير الطبي (scintigraphie)، العلاج الإشعاعي للسرطان (cobalt-60).
• الصناعة: قياس السمك، كشف العيوب في المعادن (gammagraphie).
• الزراعة: تعقيم المواد الغذائية، تحسين المحاصيل بالطفرات.
• البحث: التتبع بالإشعاع (ماركاج)، التأريخ بالكربون-14.

5. الأمان الإشعاعي

الحماية من الإشعاع: الوقت (تقليل وقت التعرض)، المسافة (زيادة البعد)، الحواجز (الرصاص، الخرسانة).

6. مثال بكالوريا

بكالوريا 2020 (شعبة علوم تجريبية): اذكر تطبيقين للنظائر المشعة في المجال الطبي.

الحل: (1) التصوير الطبي: استخدام التكنيشيوم-99m في التصوير الومضي للعظام والقلب والدماغ. (2) العلاج الإشعاعي: استخدام الكوبالت-60 لعلاج الأورام السرطانية بتسليط إشعاع غاما عليها لتدمير الخلايا السرطانية.