تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
سلاسل النشاط الإشعاعي الطبيعي
المؤلف:
فريدريك بوش ، دافيد جيرد
المصدر:
اساسيات الفيزياء
الجزء والصفحة:
4-1-2016
11140
سلاسل النشاط الإشعاعي الطبيعي
لاشك أن الحيرة قد انتابتك عندما علمت بالحقيقة القائلة بأن الراديوم 226 موجود على الأرض حالياً. إن عمر النصف لهذا العنصر ــ بغض النظر عن أي شيء ــ هو 1600 سنة؛ بينما يبلغ عمر الأرض عدة بلايين من السنين. وإذا لجأنا إلى قانون الاضمحلال، لوجدنا أن نسبة العدد الموجود حالياً في نوى الراديوم إلى العدد الذي كان موجوداً منذ 4×109 سنة يجب أن تكون:
وهو كسر متناهي الصغر. ولابد لنا من استنتاج أنه تم تزويد الأرض بنوى راديوم جديد بعد أن انتهي منها النوى الأصلي. وإذا قمنا بحسابات مماثلة لوجدنا أن العديد من مصادر النشاط الإشعاعي الطبيعي ذات أعمار نصف أقصر بكثير من أن تفسر وجودها إلى الأرض على سطح الارض. دعنا ننظر في كيفية وجود هذا النوى.
إن الراديوم والنوى المشع المماثل له موجودة على الأرض لأنها نواتج نظائر ذات عمر طويل للغاية. فاليورانيوم 238 ــ مثلاً ــ له عمر نصف يبلغ 4.47×109 سنة، وهو قارب في ذلك عمر الأرض نفسها. إن نواة اليورانيوم هي النواة الأم لسلسلة كاملة من النوى المشع. وتضمحل نواة اليورانيوم تبعاً لنظام الاضمحلال:
حيث النواة الوليدة هي نواة الثوريوم، وهكذا يكون 238U هو المصدر الدائم لنظير الثوريوم، الذي يضمحل بدوره بانبعاث β:
حيث النواة الوليدة هي بروتاكتينيوم.
وينحل البروتاكتينيوم بدوره بانبعاث β إلى 234U.
الشكل 1)): سلسلة نشاط إشعاعي نموذجية، ويطلق عليها سلسلة اليورانيوم لأن النواة الأم هي اليورانيوم.
وتتضمن هذه السلسلة العديد من الخطوات الاخرى قبل الوصول إلى العنصر النهائي المستقر، وهو في هذه الحالة عنصر الرصاص، 206Pb. ويوضح الشكل 1)) تفاصيل هذه السلسلة. ويلاحظ أن المراحل النهائية لنظام الاضمحلال لهذه السلسلة قد تنطوي على عدة بدائل ممكنة. ولكل إمكانية احتمال معين للحدوث كما يتضح من الشكل (1) لحالة 216Bi ويطلق على النسبة المئوية لإمكانيات الاضمحلال المختلفة نسبة التفرق بالنسبة لاضمحلال النواة الأم.
هناك أيضاً سلسلتان طبيعيتان أخريان لاضمحلال النشاط الإشعاعي على الأرض. والجدول ((1 يضم هاتين السلسلتين مع السلسلة التي تناولناها منذ قليل. ويلاحظ أن كلا من هذه السلاسل تبدأ بعنصر ذي عمر نصف طويل جداً وتضمحل في نهاية الأمر لتصل إلى نظير مستقر للرصاص. ويفترض أن سلاسل اضمحلال أخرى قد وجدت على الأرض في عصور سابقة ولكنها اضمحلت بسرعة أكبر من أن تكتشف في وقتنا هذا.
الجدول ((1: السلاسل المنبعثة للنشاط الاشعاعي.