العلوم الفيزيائية — النشاط الإشعاعي: أنواعه وتطبيقاته — الثالثة ثانوي — شعبة علوم — بكالوريا — المنهاج الجزائري

الدرس: النشاط الإشعاعي – أنواعه وتطبيقاته

1. مفهوم النشاط الإشعاعي

النشاط الإشعاعي هو انبعاث جسيمات وأشعة من نواة ذرة غير مستقرة (مشعة) لتتحول إلى ذرة أكثر استقراراً. اكتشفه هنري بيكريل عام 1896. النوى غير المستقرة تمتلك طاقة زائدة أو عدد نيوترونات غير مناسب. توجد مواد مشعة طبيعياً (اليورانيوم، الراديوم) وأخرى صناعية (البلوتونيوم). النشاط الإشعاعي يقاس بوحدة البيكريل (Bq).

2. أنواع الإشعاعات

إشعاع ألفا (α): جسيمات مكونة من بروتونين ونيوترونين (نواة هيليوم)، قدرة اختراق ضعيفة (توقفها ورقة). إشعاع بيتا (β): إلكترونات سريعة، قدرة اختراق متوسطة (يوقفها الألمنيوم). إشعاع جاما (γ): أمواج كهرومغناطيسية عالية الطاقة، قدرة اختراق عالية جداً (يوقفها الرصاص أو الخرسانة السميكة). لكل نوع تأثيرات مختلفة على المادة الحية.

3. التفاعلات النووية

الانشطار النووي: انقسام نواة ثقيلة (يورانيوم-235) إلى نواتين أخف مع انطلاق طاقة هائلة ونيوترونات. يستخدم في المفاعلات النووية والقنبلة الذرية. الاندماج النووي: اندماج نواتين خفيفتين (هيدروجين) لتكوين نواة أثقل (هيليوم) مع انطلاق طاقة هائلة. يحدث في الشمس والنجوم والقنبلة الهيدروجينية. التفاعلات المتسلسلة: تنتج نيوترونات تسبب انشطارات إضافية.

4. تطبيقات النشاط الإشعاعي

الطب: التشخيص (التصوير المقطعي PET، مشعات للتتبع)، العلاج الإشعاعي للسرطان. الصناعة: اختبار المواد (كشف العيوب في المعادن)، تعقيم المواد الطبية. الزراعة: إنتاج محاصيل معدلة وراثياً، حفظ الطعام بالإشعاع. الطاقة: توليد الكهرباء في المحطات النووية. الآثار: على الجانب الآخر، الإشعاع يمكن أن يسبب السرطان والطفرات الجينية.

5. تمارين

التمرين الأول: اشرح الفرق بين إشعاع ألفا وبيتا وجاما من حيث التركيب وقدرة الاختراق.

التمرين الثاني: اذكر ثلاثة تطبيقات سلمية للنشاط الإشعاعي.

للمزيد: درس التيار الكهربائي و درس الحرارة والطاقة.