بحث عن استخدام نظائر العناصر المشعة في الحياة

[˛ ذآتَ حُسن ♔]

ما هو العنصر المشع
العنصر المشع هو كمية مغلفة من النظائر المشعة المستخدمة لتوفير حزمة من الإشعاع المؤين، عادة ما تحتوي المصادر الصناعية على نظائر مشعة تنبعث منها أشعة جاما أو الأشعة السينية، وهي من العناصر التي تدخل في صناعة الالكترونيات.

كيف يتم استخدام نظائر العناصر المشعة في جوانب الحياة المختلفة
يتم استخدام نظائر العناصر المشعة في الكثير من جوانب الحياة وذلك لأنه يمكن اكتشاف نشاطها الإشعاعي أو يمكن استخدام الطاقة التي تطلقها.

تعتبر النظائر المشعة أدوات اكتشاف فعالة لأنه من السهل اكتشاف نشاطها الإشعاعي، ويتم ذلك من خلال الكاشف هو مادة يمكن استخدامها لتتبع مسار تلك المادة من خلال بعض الهياكل، مثلاً يمكن اكتشاف التسريبات في أنابيب المياه الجوفية عن طريق تمرير بعض المياه المحتوية على التريتيوم عبر الأنابيب ثم استخدام عداد جيجر لتحديد موقع أي تريتيوم مشع موجود لاحقًا في الأرض حول الأنابيب.

كما يمكن أيضًا استخدام أدوات التتبع لاتباع خطوات تفاعل كيميائي معقد، بعد دمج الذرات المشعة في الجزيئات المتفاعلة يمكن للعلماء تتبع أين تذهب الذرات باتباع نشاطها الإشعاعي، ومن أشهر الأمثلة على ذلك هو استخدام الكربون المشع 14 لتحديد الخطوات المتبعة في عملية التمثيل الضوئي في النباتات.

استخدامات نظائر العناصر المشعة في جوانب الحياة المختلفة
تحديد أعمار الكائنات
من الاستخدامات الهامة للنظائر المشعة هي تحديد أعمار الكائنات المختلفة، وذلك لأن عمر النصف للنظائر المشعة لا يتأثر بأي عوامل بيئية، ويمكن استخدامه مثل الساعة الداخلية.

مثلاً إذا قام الباحث بتحليل صخرة ووجد أنها تحتوي على كمية معينة من اليورانيوم 235 وكمية معينة من نظيرها، فيمكن أن يستنتج أن جزءًا معينًا من اليورانيوم 235 الأصلي قد تحلل إشعاعيًا، وإذا تحلل نصف اليورانيوم فإن عمر الصخر يبلغ نصف عمر اليورانيوم 235 أو حوالي 4.5 × 10 9 سنوات.

تحديد عمر القطع الأثرية
يتم استخدام نظائر العناصر المشعة في تحديد عمر القطع الأثرية التي كانت حية مثل المواد الحيوانية أو النباتية، بشكل خاص يتم استخدام الكربون -14 (نصف العمر 5،370 )، وذلك لأن يتم إنتاجه بكمية ضئيلة بشكل طبيعي في الروافد العليا للغلاف الجوي، ويدخل في أنسجة الكائنات الحية، مما يؤدي إلى بناء مستوى ثابت، وإن كان منخفضًا للغاية.

ومع ذلك بمجرد موت كائن حي، يتم تحليل الكربون 14 الموجود في الأنسجة بشكل تدريجي، إذا تم اكتشاف قطعة أثرية حية وتحليلها بعد سنوات عديدة من وفاتها، ومعرفة ما تبقى من الكربون -14 ثم مقارنة بمستوى ثابت معروف من كربون في الكائنات الحية يمكن تحديد العمر التقريبي للقطعة الأثرية.

حفظ المنتجات
يتم استخدام الإشعاع المنبعث من بعض المواد المشعة لقتل الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في بعض المواد الغذائية، مما يسبب في زيادة العمر الافتراضي لها، مثلاً يتم تعريض الطماطم والفطر والبراعم والتوت للإشعاع بانبعاثات الكوبالت 60 أو السيزيوم 137، وهذا يسبب في قتل مجموعة كبيرة من البكتيريا المسببة للتلف، مما يجعل المنتج بحالته الأساسية لفترة أطول.

وأيضًا يتم تعريض البيض وبعض اللحوم، مثل لحم البقر والدواجن للإشعاع للمحافظة عليها من الفساد.

التطبيقات الطبية
تستخدم بعض انواع النظائر المشعة في علاج وتشخيص بعض الأمراض، مثلا يتم استخدام عنصر اليود 131 المشع لاختبار نشاط الغدة الدرقية، وذلك لأنها تحتوي على نسبة عالية من اليود، ويتم ذلك عن طريق إعطاء جرعة محددة من اليود 131 للمريض، ثم وفي اليوم التالي يتم استخدام ماسح ضوئي لقياس كمية النشاط الإشعاعي في الغدة الدرقية.

ولا تسبب هذه المواد المشعة أي اثار جانبية لأن هناك حاجة إلى القليل جدًا من المواد المشعة في تقنيات التشخيص هذه لأن الإشعاع المنبعث من السهل جدًا اكتشافه .

وأيضًا هناك مجموعة كبيرة اخرى من أستخدامات نظائر العناصر المشعة في جوانب الحياة المختلفة مثل:

يتم استخدامها بطرق مختلفة بغرض تحسين الإنتاجية واكتساب المعلومات التي لا يمكن الحصول عليها بأي طريقة أخرى.
يتم استخدامها بشكل شائع في التصوير الشعاعي الصناعي، والذي يستخدم مصدر جاما لإجراء اختبار الإجهاد أو التحقق من سلامة اللحامات، مثلاً يتم اختبار توربينات المحرك النفاث للطائرة من أجل السلامة الهيكلية.
تستخدم هذه العناصر في الصناعة للقياس بعض الاشياء مثل قياس مستويات السائل داخل الحاويات أو قياس سمك المواد.
تستخدم النظائر المشعة أيضًا على نطاق واسع في البحث العلمي ويتم استخدامها في مجموعة من التطبيقات، من تتبع تدفق الملوثات في الأنظمة البيولوجية لتحديد عمليات التمثيل الغذائي في الحيوانات الأسترالية الصغيرة.
يتم استخدامها للكشف عن الأنشطة النووية السرية من النظائر المشعة المميزة التي تنتجها برامج الأسلحة.

استخدامات النظائر المشعة في الطب والزراعة
-استخدامات النظائر المشعة في الطب

أيضاً يتم استخدامها في الطب النووي يكميات صغيرة لتوفير معلومات حول جسم الشخص وعمل أعضاء معينة أو العمليات البيولوجية الجارية أو الحالة المرضية لمرض معين، وفي معظم الحالات يتم استخدام المعلومات من قبل الأطباء لإجراء تشخيص دقيق.
يمكن استخدام الإشعاع لعلاج الأعضاء المريضة أو الأورام.
-استخدامات النظائر المشعة في الزراعة

يتم استخدام النظائر المشعة في تقدير الكمية التي يمتصها النبات والمقدار المفقود من العناصر المختلفة وذلك بهدف تحديد كمية السماد التي يحتاجها النبات، مما يقلل من استخدام كميات كبيرة من السماد وبالتالي تقليل التكاليف على المزراع
يستخدم الإشعاع للسيطرة على أعداد الحشرات من خلال تقنية الحشرات المعقمة (sit)، يتضمن ذلك تربية أعداد كبيرة من الحشرات التي يتم تعقيمها من خلال التشعيع (أشعة جاما أو الأشعة السينية) وإدخالها في التجمعات الطبيعية، تظل الحشرات العقيمة قادرة على المنافسة جنسياً لكنها لا تستطيع إنتاج ذرية، تعتبر تقنية sit صديقة للبيئة وقد أثبتت أنها وسيلة فعالة لإدارة الآفات حتى في حالة فشل استخدام مبيدات الآفات على نطاق واسع.

يتم استخدام النظائر المشعة للمساعدة في حدوث حدوث طفرات في تربية النباتات، وتم تطوير حوالي 3200 نوع جديد من المحاصيل بهذه الطريقة، وغالبًا ما يستخدم تشعيع جاما أو النيوترونات جنبًا إلى جنب مع تقنيات أخرى لإنتاج خطوط وراثية جديدة لمحاصيل الجذور والدرنات والحبوب ومحاصيل البذور الزيتية، تم تطوير أنواع جديدة من الذرة الرفيعة والثوم والقمح والموز والفاصوليا والفلفل بحيث تكون أكثر مقاومة للآفات وأكثر قدرة على التكيف مع الظروف المناخية القاسية.

ما هي الأدوية المشعة
يتم تعليق النظائر المشعة على الأدوية، وبعد دخول الجسم تتراكم الادوية المشعة في عضو معين أو أنسجة ورمية، سيتعرض النظير المشع المرتبط بالدواء المستهدف للاضمحلال وينتج كميات محددة من الإشعاع التي يمكن استخدامها لتشخيص أو علاج الأمراض والإصابات البشرية، يتم اختيار كمية الأدوية المشعة التي يتم تناولها بعناية لضمان سلامة كل مريض.