التلوث بالمواد المشعة

مقدمة : يعتبر التلوث بالمواد المشعة واحد من صور التلوث ذات التأثير العالمي و الكبير.

الذرة و النواة The Atom and The Nucleus

تتكون العناصر من وحدات صغيرة جداً تدعى الذرات و تتكون الذرة من النواة و التي بها البروتونات ذات الشحنة الموجبة و النيترونات ذات الشحنة المتعادلة و خارج النواة الالكترونات ذات الشحنة السالبة و تتعادل الشحنة الموجبة مع السالبة في العناصر المستقرة.

عدد الكتلة / عبارة عن مجموع عدد البروتونات و النيترونات

العدد الذري / عبارة عن مجموع عدد البروتونات فقط

نظائر العناصر / هي التي تختلف فيها عدد النيترونات فيما عدد البروتونات ثابت

مثال  الهيدروجين ( بروتون وليس بها نيوترون )

 ديتيريوم  ( بروتون واحد و نيوترن واحد )

 تريتيوم  ( بروتون واحد و نيوتروتين )

تعريف النشاط الإشعاعي : عبارة عن تفكك نواة النظير تلقائياً إلى نواة أصغر ذات قيمة أقل للطاقة، وتصدر إشعاعات في شكل جسيمات الفا و بيتا و تعرف هذه النظائر بالنظائر المشعة.

تختلف المواد في مدة الإشعاع فقد تكون قصيرة أو عدة سنوات .

عمر النصف Half life : عبارة عن الفترة الزمنية التي تنخفض خلالها الشدة الإشعاعية للعينة المجهزة من هذا النظير إلى النصف.

 مثال : مادة عمرها الإشعاعي خمس سنوات ß10 كوري

 بعد خمس سنوات ß   5 كوري

 بعد خمس سنوات  ß  2.5 كوري

بعد خمس سنوات ß   1.25 كوري

أنواع الإشعاعات الذرية

أ‌-       أشعة ألفا α / عبارة عن نواة الهليوم-4

1-    موجبة الشحن ( نيوترونين و بروتونين )

2-    سرعتها ضعيفة 20000كلم / ث

3-    تتوقف بمجرد أن تعترضها قطعة ورق

4-    عمق نفوذها في الأنسجة الحية ضعيف

5-    مسارها في الهواء ضعيف بضع سنتيمترات

ب‌-   أشعة بيتا β / تنقسم إلى نوعين الالكترونات ( – )  و البوزيترونات ( + )

1-    أخف وزن

2-    تحمل شحنة موجبة أو سالبة

3-    لأنها اصغر حجماً من ألفا فإنها تنفذ إلى الأنسجة الحية بشكل أفضل مليمترات

4-    تقطع مسافة مترين في الهواء

ت‌-   أشعة جاما γ / تتكون بعد إشعاعات ألفا و بيتا و التي تكون فيها النوى غير مستقرة و بالتالي تصدر إشعاعات أخرى هي جاما.

1-    قصيرة الموجة

2-    سرعتها 300الف كيلو / ث

3-    لها القدرة الأعلى في اختراق الأنسجة الحية

4-    مسارها في الهواء فائق الحد و لا يتم إيقافها إلا بكتلة من الرصاص يبلغ سمكها 22سم تقريباً.

ث‌-   النيوترونات / عبارة عن جسيمات متعادلة الشحنة في النواة .

هي عبارة عن جسيمات متعادلة الشحنة في النواة و تنتج داخل المفاعلات النووية عند انقسام نوى اليورانيوم ، فعندما تنقسم نواة اليورانيوم إلى نواتين اصغر تنطلق عدد من النيوترونات و هذه النيوترونات تصطدم بنوى اليورانيوم مما يؤدي إلى ما يعرف بالتفاعل المتسلسل ( تدفق النيوترونات )

ج‌-    الأشعة السينية / هي عبارة عن أمواج كهرومغناطيسية وتشبه في طبيعتها أشعة جاما .

مصادر التلوث بالمواد المشعة

أ‌-      مصادر طبيعية

1-  الأشعة الكونية ( الإشعاع القادم من الفضاء و الشمس ) و يحتوي على بروتونات و نيترونات و جسيمات ألفا و فوتونات و الالكترونات و غيرها .

2-    القشرة الأرضية : توجد في الصخور الجرانيتية و الصخور التي تحتوي على الأصداف البحرية و المواد العضوية و التي تحتوي على اليورانيوم و التوريوم و غيرها.

3-    مواد مشعة موجودة بالقرب من سطح الأرض : و هذه الغازات فيها الكربون المشع و الرادون و الثوريون الناتجان من تحلل اليورانيوم و التوريوم.

4-  مواد مشعة موجودة في الماء: مياه البحر تحتوي على تركيز مرتفع من البوتاسيوم 40 و كذلك التوريوم 222 ، فيما تحتوي المياه الجوفية في الولايات المتحدة على نسبة مرتفعة من الراديوم 227.

ب‌-   المصادر الصناعية

1-  التفجيرات الذرية: تعتبر من اكبر أسباب التلوث بالمواد المشعة ، و التفجيرات التي تحدث في الجو تبقى في الجو بدرجات فبعضها يسقط في مكان التجربة و البعض يبقى معلق في الهواء على حسب وزن الذرات و الجزيئات.

2-    المفاعلات الذرية : قد تنطلق كتل من الإشعاع في مراحل الإنتاج و عمل المفاعل أو من خلال مياه التبريد و مخلفات المفاعلات .

3-      المصادر الإشعاعية المستخدمة في الأغراض الطبية و الصناعية: مثل الأشعة السينية ، أيضا تستخدم المواد المشعة مثل اليود 131 و الفسفور 32 في التشخيص و علاج الأمراض، ويتعرض العاملون في هذا المجال إلى خطر التلوث كما تستخدم هذه الإشعاعات في المجال الصناعي مثل التصوير الإشعاعي و التعقيم وغيرها.

يمكن تقسيم المخاطر الناتجة من تعرض الإنسان للإشعاع كما يلي:

أولا : مخاطر جسدية وتشمل التأثيرات والأمراض التالية :-

1- السرطان.

2- عتمة عدسة العين.

3 – العقم.

4-      الوفاة قبل الأوان.

ثانياً : المخاطر الوراثية :

تعتبر الإشعاعات المؤينة إحدى العوامل المهمة المساعدة لإحداث الطفرة الوراثية وهي من الظواهر الخطرة التي يجب تقليل احتمالية حدوثها إلى ادنى حد ممكن ذلك لان الإشعاع يعمل على احداث انحرافات في الكروموسومات ينتج عنها تشويهات ولادية وارتفاع نسبة الاجهاض عند الحوامل ونسبة وفيات المواليد اضافة إلى ولادة أطفال مصابين بنقص عقلي. وتبين الاحصائيات ان تعرض النساء إلى الإشعاع يؤدي إلى انخفاض نسبة المواليد الذكور.

لحد من التلوث الإشعاعي :-

1/ وضع تحذيرات في أماكن تواجد الإشعاعات .

2/ مراقبة التلوث الإشعاعي باتخاذ إجراءات الوقاية والأمن .

3/ تغطية أرضيات المباني بطبقة من مادة مقاومة للتفاعلات الكيميائية وللحرارة وأن تلصق لصقاً جيداً لضمان عدم تسرب المواد المشعة تحتها .

4/ التهوية اللازمة في أماكن العمل بالإشعاعات والمواد المشعة .

5/ اتباع وتطبيق المواصفات المطلوبة بالنسبة للاسطح والجدران .

6/ الكشف عن التلوث الإشعاعي بواسطة الأجهزة المخصصة لذلك .

7/ تخزين المواد المشعة في اماكن آمنة مثل الدور الأرضي من المبنى مع تزويد المخزن عند مجاره بأحهزة الكشف عن التلوث الإشعاعي مع ضرورة وضع المواد المعة بالمخزن داخل حاويات ودروع مناسبة .

8/ معالجة النفايات المشعة عن طريق مكونات السيليكون تيتانيوم والأكسجين التي تسحب السيزيوم المشع منها .