كيمياء إشعاعية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

الكيمياء الإشعاعية (بالإنجليزية: Radiochemistry) مجال كيميائي ييعتمد على الكميات الإشعاعية الكيميائية في الغالب في مجال الطب للمساعدة في تشخيص المرض، وفي العديد من الدراسات البيئية.

تدرس الكيمياء الإشعاعية جميع أنواع الإشعاعات, سواءً كانت طبيعية أو كانت مصنوعة من قبل الإنسان.

خفض للمواد العضوية من قبل الالكترونات solvated[عدل]

وثمة مجال آخر للعمل على تدمير المركبات العضوية السامة عن طريق التشعيع، [ 1 ] بعد التشعيع " الديوكسين "(polychlorodibenzo- P -dechloroinated والديوكسين) في بنفس الطريقة التي يمكن تحويلها إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور ثنائي الفينيل كلوريد 1 غير العضوية. وذلك لأن الإلكترونات solvated تتفاعل مع مركب عضوي لتشكيل جذري أنيون، والتي تتحلل من فقدان كلوريد أنيون. إذا خليط امؤكسج من الكلور في الأيزوبروبانول أو الزيوت المعدنية والمشع مع أشعة غاما ، ثم سيتم نزع الكلور منه على الكلور غير العضوية لتشكيل كلوريد و ثنائي الفينيل . رد الفعل يعمل على نحو أفضل في الأيزوبروبانول إذا هيدروكسيد البوتاسيوم ( البوتاس الكاوية يضاف). قاعدة deprotonates الراديكالية hydroxydimethylmethyl لتحويلها إلى الأسيتون والإلكترون solvated، نتيجة يمكن زيادة قيمة G (العائد للطاقة معينة بسبب الإشعاع المودعة في النظام) من كلوريد لأن الإشعاع يبدأ الآن سلسلة من ردود الفعل، كل إلكترون solvated تشكلت بفعل أشعة غاما يمكن تحويل الآن أكثر من جزيء ثنائي الفينيل متعدد الكلور. [ 2 ] [ 3 ] إذا الأكسجين ، الأسيتون ، أكسيد النيتروز ، سادس فلوريد الكبريت أو نترات البنزين [ 4 ] موجود في خليط، ثم رد الفعل يتم تخفيض سعر الفائدة. وقد تم إنجاز هذا العمل في الآونة الأخيرة في الولايات المتحدة الأمريكية، وغالبا ما تستخدم الوقود النووي كمصدر للإشعاع. [ 5 ] [ 6 ] بالإضافة إلى العمل على تدمير الكلوريدات أريل فقد تبين أن الأليفاتية الكلور و البروم المركبات مثل فوق كلور الإيثيلين، [ 7 ] فريون (1،1،2-ثلاثي كلورو-1-،2،2 trifluoroethane)، و الهالون 2402- يمكن (1،2-ثنائي برومو-1-،1،2،2 رباعي فلورو) يمكن dehalogenated بفعل الإشعاع على حلول الأيزوبروبانول القلوية. مرة أخرى تم الإبلاغ عن سلسلة من ردود الفعل. [ 8 ] بالإضافة إلى العمل على الحد من المركبات العضوية من قبل التشعيع، تم الإبلاغ عن بعض العمل على أكسدة إشعاع الناجم عن المركبات العضوية. على سبيل المثال استخدام بيروكسيد الهيدروجين إشعاعي المنشأ (التي شكلتها التشعيع) لإزالة الكبريت من الفحم تم الإبلاغ. في هذه الدراسة وجد أن إضافة المنغنيز ثاني أكسيد الفحم إلى زيادة معدل إزالة الكبريت. [ 9 ] وتدهور نترات البنزين وأفادت التقارير على حد سواء تحت الحد من أكسدة والظروف السائدة في المياه. [ 10 ]

أنماط الإضمحلال الرئيسية[عدل]

إن جميع النظائر المشعة هي نظائر غير مستقرة لجميع العناصر-و ذلك يخضع للإضمحلال النووي مما يؤدي إلى انبعاث بعض الأنواع من الإشعاعات. قد تكون تلك الإشعاعات المنبعثة واحدة من ثلاث أنواع, إما أن تكون ألفا أو بيتا أو أشعة غاما.

1. α إشعاع (ألفا) - هي انبعاث لجسيمات ألفا (التي تحتوي على 2 من البروتونات و 2 من النيوترونات) من النواة الذرية. وعندما يحصل هذا, فأن الكتلة الذرية الخاصة بالذرة ستنقص 4 وحدات كما تنقص العدد الذري بمعدل وحدتين.

2. β إشعاع (بيتا) - وهي تحول النيوترون إلى إلكترون وبروتون. بعد حدوث هذه العملية, تنبعث الإلكترون من النواة إلى الغيمة الإكترونية electron cloud. وعند خروج اشعة بيتا من نواة ذرة العنصر المشع فان العدد الذرى يزداد بمقدار 1 ويظل العدد الكتلى ثابت لا يتغير

3. إشعاع غاما - هي انبعاث للطاقة الكهرومغناطيسية (إشعة أكس على سبيل المثال) من نواة الذرة. ويحدث هذا عادةً خلال الإضمحلال الإشعاعي radioactive decay لألفا وبيتا.وعند خروج اشعة غاما من نواة ذرة العنصر المشع لا يتأثر العدد الذرى ولا العدد الكتلى بل تخلص النواة من جزء كبير من طاقتها.

يمكن أن تُميّز هذه الثلاثة أنواع من الإشعاعات عن بعضها على حسب قوة اختراقها للأجسام.

فيمكن إيقاف جسيم ألفا بسهولة كبير وذلك عندما تنطلق لعدة سنتيمترات في الهواء أو بإيقافها بواسطة قطعة ورقية، هذا الجسيم هو نظير نواة الهيليوم. أما الجسيم بيتا فيمكن أيقافه بواسطة ورقة من الألمنيوم يكون سمكها فقط عدة مليمترات، وهذا الجسيم هو عبارة عن إلكترون.وتعتبر غاما هي أكثر الإشعاعات قوةً في اختراق الأجسام وهي فوتون ذات طاقة عالية وبدون شحنة وبدون كتلة لديها سرعة مثل سرعة الضوء. تحتاج أشعة غاما إلى كمية محددة من المعدن الثقيل للوقاية من أشعاعها (و عادةً ما تكون معتمدة على الرصاص أو على الباريوم) للتقليص من حدة ضررها.

التحليل التنشيطي[عدل]

عند إطلاق أشعة من النيوترونات خارج الأجسام فأن هذا قد يؤدي إلى نشاط إشعاعي; هذا النوع من التنشيطات للنظائر المستقرة لصنع نظير مشع هو أساس تحليل التنشيط النيوتروني neutron activation analysis. واحدة من أكثر المواضيع إثارةً التي تمت دراستها بهذه الطريقة هي دراسة شعر رأس نابليون, التي تمت دراستها وفحصها بسبب محتواها الزرنيخي.[1]

توجد سلسلة من الطرق التجريبية المختلفة, صممت لتمكين قياس نطاق العناصر المختلفة في المصفوفات المختلفة. ولقيام بحث تأثير أحد المصفوفات فمن الشائع استعمال الاستخراج الكيميائي للعنصر المطلوب و/أو بسماح للنشاط الإشعاعي الناتج من العنصر المصفوفي بالإضمحلال قبل قياس نشاطها الإشعاعي. بما أن تأثير المصفوفة يمكن أن تُصحح بمراقبة طيف الإضمحلال, فأن هذا سيتطلب تحضير القليل من العينة وذلك لبعض الأنواع من العينات, مما يجعل من تحليل التنشيط النيوتروني أقل عرضة للتلويث.

يمكن أن تُرى التأثيرات الناجمة عن سلسلة مختلفة من أوقات التبريد إذا تعرضت العينة الافتراضية التي تحتوي على الصوديوم, واليورانيوم والكوبالت في نسبة 100:10:1 لنبضة قصيرة جداً من النيوترونات الحرارية. وبذلك ستسيطر نشاط 24Na على النشاط الإشعاعي البدئي, لكن مع مرور الوقت ستسود عليها نشاط 239Np ونشاط 60Co.

المراجع[عدل]

  1. ^ H. SMITH, S. FORSHUFVUD & A. WASSÉN, Nature, 1962, 194(26 May), 725-726