جسيم بيتا

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
مقارنة بين قدرة أجسام ألفا وبيتا وأشعة جاما على الاختراق. جسيمات ألفا (أنوية الهيليوم) تعجز عن اختراق ورقة من كتاب مثلاً، أشعة بيتا يمكن وقفها باستخدام لوح من الألومنيوم، أما أشعة جاما فلديها قدرة عالية على اختراق المواد، وهي تـُمتص تدريجياً خلال اختراقها لمادة كثيفة

جسيم بيتا (بالإنجليزية: Beta particle ) عبارة عن إلكترون أو بوزيترون ذو سرعة وطاقة عاليتين وينبعث من نوى إشعاعية النشاط مثل البوتاسيوم-40. وجسيمات بيتا المنبعثة هي شكل من الإشعاعات المتأينة وتعرف أيضاً باسم أشعة بيتا. وتسمى عملية إنتاج جسيمات البيتا بتحلل بيتا. ويُرمز لجسيم بيتا بالحرف الإغريقي بيتا (β). هنالك نوعان من تحلل بيتا: إما β‏ الذي يصدر إلكترونا، وβ‏+ الذي يصدر بوزيترونا. تمتاز جسيمات بيتا بقدرة ضعيفه على تأيين المواد الموجودة في مسارها، إلا أن نفاذيتها للمواد ضعيفة نسبيا، بحيث أنها تخترق صفيحة من الألمنيوم بسمك 3 ملم. كما يمكن تسريع الإكترونات في معجل جسيمات فتزيد سرعتها إلى ما يقرب من سرعة الضوء.

جسيمات بيتا هي جسيمات ذات طاقة عالية وسرعة الإلكترون أو البوزترون المنبعث من بعض الأنوية المشعة مثل بوتاسيوم-40 عالية. يصدر عن اضمحلال جسيم بيتا اشعاع نووي تسمى أشعة بيتا ويرمز لها بالحرف الإغريقي β، ولإضمحلال بيتا نوعين β- وβ+ ، حيث β- تزيد عدد الإلكترونات وβ+ تزيد البوزونات.

تحلل β‏ (انبعاث الإلكترون)[عدل]

Beta decay

عند وجود نواة ذرية غير مستقرة مع فائض من النيوترونات قد يعرضها لتحلل بيتا حيث يتحول النيوترون إلى بروتون وإلكترون والكترون ضديد نيوترينو وهو (الجسيم المضاد للنيوترينو):

np + e + νe

نواة الذرة الغير مستقرة والنيرونات الزائدة تؤدي إلى حدوث اضمحلال بيتا β- (يسمى الاضمحلال الإلكتروني) ,
حيث يتحول النيترون إلى بروتون وينتج الإلكترون والأنتي نيترينو

n → p + e + ν e

هذه العملية تحدث بواسطة تفاعل ضعيف ,تحول النيترون إلى بروتون هذا الانبعاث للتفاعل الضعيف الظاهري للبوزون في مستوى الكواركات
انبعاث بيتا عادة يصدر من انشطار النيوترون في المفاعلات النووية ,أيضا النيترونات الحرة تضمحل في هذه العملية ,
تعتبر مفاعلات الانشطار النووي مصدر غني لإنتاج الأنتي نيترينو والإلكترونات

اضمحلال β+ (انبعاث البوزترون)[عدل]

نواة الذرة غير المستقرة والبروتونات الزائدة تؤدي إلى حدوث اضمحلال بيتا β+ ويسمى بالاضمحلال البوزتروني، تحول البروتون إلى نيترون ينتج البوزترون والانتي نيترينو

p → n + e++ ν e

تحلل β+ يحدث داخل النواة فقط عندما تكون طاقة الفصل في النواة الوليدة أعلى من طاقة الفصل للنواة الأم

التفاعل مع مواد أخرى[عدل]

هناك ثلاثة أنواع للاشعة المنبعثة من المواد المشعة هي :الفا ,بيتا وجاما جسيمات بيتا تملك طاقة اختراقية وطاقة أيونية متوسطة ,يمكن وقفها بواسطة بضع ملليمترات من الألمنيوم، ولإشعاع بيتا شحنة عالية تفوق شحنة أشعة جاما المؤينة ,ويمكن تبطئة جسيمات بيتا بالتفاعلات الكهرومغناطيسية وقد يمكن إيقافها بالأشعة السينية الانكباحية bremsstrahlung x-rays.

استخداماتها[عدل]

1- العلاج الطبي مثل علاج العيون وسرطان العظام ورؤية المكونات الداخلية (الاستشفاف)
2- يستخدم سترونتيوم90(فلز) لإنتاج جسيمات بيتا
3- تستخدم جسيمات بيتا للتحقق من الجودة ومعرفة سمك الورق وكذلك البكرات ,بعض إشعاع بيتا قد يتم امتصاصه أثناء مروره خلال المنتج فإذا كان المنتج سميك أو رقيق بالمقابل تختلف كمية الإشعاع الممتصة
β+هي مصدر البوزترونات المستخدمة في جهاز التصوير المقطعي بالإشعاع البوزتروني (PET scan)

تاريخياً[عدل]

هنري بيكريل (أول من اكتشف النشاط الإشعاعي)
أثناء تجاربه لاحظ أن اليورانيوم يصدر أشعة تؤدي إلى إسوداد فيلم التصوير، كما ولها قدرة اختراق عالية فلايمكن إيقافها مثل أشعة اكس

ارنست رذرفورد
أكمل تجربة هنري ولاحظ ظهور نوعين من الإشعاع:
جسيمات الفا :التي لم تظهر في لوحات بيكريل لأنه من السهل امتصاصها بواسطة الورق الأسود
جسيمات بيتا :التي تملك قدرة اختراقية أكبر من قدرة جسيمات الفا بــ 100 مرة
ونشر نتائجه 1897

الصحة[عدل]

جسيمات بيتا لها القدرة على اختراق المادة الحية لمدى معين ويمكنها تغييير ترتيب الجزيئات وفي معظم الحالات يكون لهذا التغير نتائج خطرة كخطورة السرطان والموت، فعندما يتعرض DNA لهذه الجسيمات يحدث تلقائيا تغير ملحوظ
تستخدم جسيمات بيتا كمصدر في العلاج الإشعاعي لقتل الخلايا السرطانية

استخداماتها المستقبلية[عدل]

لنتصور وجود خلايا بيتا الفولتية لتوفير الطاقة للأجهزة الإلكترونية كالاب توب والهاتف المحمول دون الحاجة لإعادة شحنها مدى الحياة.

طالع أيضاً[عدل]