وبعد هذه الاكتشافات أعلن العالم رذرفورد بان هناك ثلاثة أنواع من الإشعاع تصدر من هذه المواد والتي أطلق عليها اسم ذرات النشاط الإشعاعي أما هذه الإشعاعات فهي :
أولا :إشعاع موجب الشحنة يمتص من قبل الأجسام يدعى بإشعاع ألفا .
ثانيا :إشعاع سالب الشحنة يمتص عادة من قبل الصفائح المعدنية ذات سمكيقل عن السنتمتر ويدعى بإشعاع بيتا .
ثالثا : إشعاع خالي الشحنة له نفاذية عالية يدعى بإشعاع جاما .
من المعروف بان إشعاع ألفا يمثل نوى الهليوم بينما إشعاع بيتا يمثل الإلكترونات السريعة جدا وان إشعاع جاما يمثل فوتونات ذات طاقة عالية لها طول موجي اقصر من فوتونات الأشعة السينية .
لقد أدرك العلماء بان الطاقات المصاحبة لهذه الإشعاعات كبيرة جدا مقارنة بالطاقات المصاحبة للتفاعلات الكيماوية الاعتيادية .ان الوحدات المستعملة لقياسات الطاقة في التحولات النووية هي المليون فولت إلكتروني وعلى العكس من ذلك فان الفولت إلكتروني هو مقياس الطاقات للظواهر الخارجية عن النواة .
تبلغ طاقة ألفا الناتجة من المصادر الإشعاعية الطبيعية بين 4_10 م ا ف بينما طاقات إشعاعات بيتا وجاما حوالي 0.03 إلى 3 MEV.
ان المواد التي درست في الماضي والتي تم إثبات فعاليتها الإشعاعية أظهرت أنواعا مختلفة من الإشعاع وتبين فيما بعد إنها تحتوي على نوعين أو اكثر من المركبات إشعاعا مميزا أما يكون إشعاع ألفا أو إشعاع بيتا ولا يمكن إطلاق الاثنان معا . لهذه الإشعاعات طاقات محدودة ثابتة ويمكن التعبير عن النشاط الراديوي باستعمال فترة النصف .
يصاحب انطلاق أشعة ألفا واشعه بيتا من الركب انطلاق أشعة جاما ، ان لأشعة جاما طاقة مميزة أو مجموعة من الطاقات المميزة ففي كثير من الحالات لو تركت إحدى المركبات المشعة فترة من الزمن لوجدناها بعدئذ تشع حزما جديدة إضافية لم تكن تمتلكها سابقا ،هذه الحزم هي إشعاعات مميزة لمركبات جديدة غير المركبات الأصلية للنموذج وحيث ان نوعا واحدا من الإشعاع يرافق العنصر بغض النظر عن كونه حرا أم في مركب وان ظهور الإشعاع الجديد في النموذج النقي دلالة على ان العنصر قد يتغير فعلا إلى عنصر ثاني مشع .
إشعاعات ألفا وبيتا وجاما:
حيث ان دقائق ألفا (نوى الهليوم) لها زوج من البروتونات وزوج من النيوترونات , لذا فان الذرة التي تقاسي من انحلال ألفا يجب ان يقل فيها العدد الكتلي بمقدار أربعة وحدات ويقل فيها العدد الذري بمقدار وحدتين.
ومن الدراسات الطيفية وجد ان مجموع الكتل الداخلة في التفاعل هي أعلى بقليل من مجموع الكتل الخارجة منه بمقدار (0.0046)وحدة الكتل الذرية ,حيث يظهر هذا الفرق على شكل طاقة متحررة يمكن حسابها باستعمال معادلة اينشتين E=MC^2 تتحرر الطاقة وتظهر على شكل طاقة حركية تمتلكها نواتج التفاعل بينما تمتلك دقائق ألفا المتحررة 98% منها على شكل طاقة حركية أيضا .
أما بالنسبة للانحلال المصاحب لتحرر أشعة بيتا فان العدد الكتلي ( وليست الكتلة ) يبقى ثابتا بينما يزداد العدد الذري بمقدار وحده واحدة , فمثلا ينحل الثوريم إلى البروثاكينيوم بعد ان يشع أشعة بيتا .
فلو فرضنا ان العدد الذري لدقيقة بيتا هو –1 وان العدد الكتلي لها يساوي صفرا فان كلا من العدد الذري والعدد الكتلي يبقيان متوازيين وان مجمل التأثير في هذا التفاعل هو تحول النيترون في النواة إلى بروتون والكترون , والأخير هو الذي ينطلق منها , ومع ان حصيلة التفاعل واضحة وجلية لكن الطريقة الذي اتبعته النواة في هذا الانحلال لا يزال موضع الدراسة من قبل العاملين في الفيزياء النظرية .
ففي الانحلال المصاحب لأشعة بيتا , وكما في باقي أنواع الانحلال لابد ان تكون هناك خسارة في الكتلة لها علاقة مباشرة مع الطاقة الحركية لدقيقة بيتا المنبعثة , وحيث ان كتل المواد الداخلية في التفاعل والخارجة منه باقية ثابتة من حيث العدد لذا فان فرق الكتلة لابد ان يبقى ثابتا أيضا ولذلك من المتوقع ان تكون الكتل المنطلقة ذات طاقات متساوية ، أما الحقيقة فهناك مدى واسع من الطاقات لدقائق بيتا المنبعث ، فهي على العكس مما هو عليه في انطلاق دقائق ألفا .
في الحالات التي تكون فيها كتل القوى الداخلة في التفاعل والخارجة منه معروفة بصورة مضبوطة يمكن حساب الطاقة المتحررة المصاحبة لانطلاق دقائق بيتا ، لقد وجد في جميع الحالات ان الطاقة المحسوبة تأخذ القيم العليا بينما نجد فعلا ان طاقات دقائق بيتا المتحررة اقل بكثير من ذلك وقد تقرب إلى القيمة الثلث للطاقة المحسوبة ، ولهذا السبب فان قانون حفظ الكتلة والطاقة لابد ان يختل أو ان تكون هناك أجسام غير مرئية إضافية قد حملت فرق الطاقة المتبقي ،ولهذا السبب بالذات ولاسباب أخري دعت العالم بولي على الاعتقاد بوجود هذه الدقائق المتعادلة والمصاحبة لانبعاث أشعة بيتا والتي دعاها بالنيوترينو ويرمز لها بالحرف Y .
فلو فرضنا وجودها فهي صغيرة جدا وان كتلتها تقل عن 1 \20 من كتلة الإلكترون . وحيث إنها متعادلة الشحنة لذلك فان تأثيرها على اللوح الفوتوغرافي او في غرفة التأين معدوم ، ولأنها قليلة الكتلة لذا فان تأثيرها مع الدقائق التي تصطدم معها يكون قليلا جدا ولذلك فان النيوترينو لم يشاهد له تأثير مباشر واضح لحد الآن ، ومع هذا كله فهو مقبول كأحد المكونات الأساسية للمادة بلا من رسم قوانين جديدة فيزيائية تفسر انبعاث دقائق بيتا .
أما الحالة بالنسبة لأشعة جاما فهي تعتبر بمثابة الإشعاع الكهرومغناطيسي ذات الطاقة العالية ، والتي يمكن ان تكون ناتجة عن انتقال في المكونات النووية .قد تسبب النيوترونات السريعة ذات الطاقة العالية إطلاق دقائق مشحونة من نوع الأهداف .
تعبت وانا اكتب
طبعا لفريق الاعضاء
المصدر : كتاب الكيمياء النووية للدكتور يحيى عبدالعزيز
