المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : التغيرات الطبيعة للنواة



الخيال اهم
03-26-2010, 05:13 PM
1-تحلل ألفا (إشعاع ألفا ) وينتج عنه جسيمات ألفا .
2-تحول نيوترون إلى بروتون وينتج عنه (إشعاع بيتا السالب) .
3-تحول بروتون الى نيوترون وينتج عنه (إشعاع بيتا الموجب) .
4-التقاط النواة للإلكترون القريب منها وينتج إشعاع سيني .
5-اصدار النواة المثارة لاشعة جاما .
كما ان هناك تغيرا غير طبيعي يحدث بفعل الانسان وهو انشطار النواة نتيجة قذفها بجسيم النيوترون .
ولاشك انك تسال متى يحدث اي من هذه التحولات او التغيرات داخل النواة ؟
فإليك نبذة مختصرة عن كل منها :

اولا : اشعاع ألفا
اشعاع ألفا وهو اشعاع استطاع رذرفورد ان يحرفه عن مساره باستخدام مجال مغناطيسي,وهو عباره عن تيار من جسيمات موجبة الشحنة (اثقل من الالكترون بحوالي 7000 مرة تقريبا) .
وتبين من التجارب ان قدرة اشعاع ألفا على الاختراق (النفاذ ) من خلال المواد ضعيفة فمثلا يمكن ايقاف اشعاع ألفا وامتصاصه بسهولة باستخدام صحيفة رقيقة من الالمونيوم لا يزيد سمكها عن 0,05 ملم.كما تبين ان اشعاع ألفا يؤين ذرات الهواء عند مروره فيه .
وتمكن رذرفورد وتلاميذه ان يثبتوا ان اشعاع ألفا عبارة عن أيونات غاز الهيليوم,اي انه يحتوي على بروتونين ونيوترونين .
وقد لوحظ انبعاث جسيمات ألفا غالبا من النويات ذات العدد الكتلي الكبير.كما يحدث لنواة اليورانيوم 238 وكذلك نواة الراديوم .

ثانيا : اشعاع بيتا السالب
تسمى احيانا جسيمات بيتا السالبة وهي عبارة عن شحنات سالبة (الكترونات) .
وقدرة نفاذ جسيمات بيتا اكبر من قدرة جسيمات ألفا بـ 100 مرة حيث يلزم صحيفة المونيوم سمكها 5 ملم لايقاف معظم اشعاع جسيمات بيتا.وقد لوحظ ان النويات غير مستقرة نظرا لان نسبة النيوترونات الى البروتونات كبيرة تكون باعثة لجسيمات بيتا السالبة حيث يتحول نيوترون الى بروتون والكترون (الالكترون يمثل جسيم بيتا الصادر من النواة) ويؤدي هذا التحول الى زيادة البروتونات (العدد الذري) بمقدار واحد وثبات عدد الكتلة وهذا يعني ان اشعاع النواة لجسيم بيتا السالب يجعلها تتحول من عنصر الى عنصر اخر,ومن ذلك مايحدث لنواة الثوريوم 234 حيث يتحول الى عنصر البروتاكتينيوم نتيجة تحول نيوترون الى بروتون .

ثالثا : اشعاع بيتا الموجب
تسمى احيانا جسيمات بيتا الموجبة وهي عبارة عن شحنات موجبة (بوزترونات) البوزيترون نظير الالكترون وله كتلة الالكترون وشحنة البروتون .
وماذكر عن جسيمات بيتا السالبة ينطبق على جسيمات بيتا الموجبة الا في تاثرها بالمجالين الكهربائي والمغناطيسي حيث تنحرف جسيمات بيتا السالبة في اتجاه مضاد للاتجاه الذي تنحرف اليه جسيمات بيتا الموجبة
وقد لوحظ ان النويات التي تكون باعثة لجسيمات بيتا الموجبة هي تلك التي يكون فيها عدد البروتونات كبير بالنسبة الى النيوترونات مما يجعلها غير مستقرة فيؤدي الى تحول بروتون او اكثر الى بروتون مما يجعل عدد البروتونات يقل (العدد الذري) مع بقاء عدد الكتلة ثابتا,وهذا يعني ان العنصر الذي يشع جسيمات بيتا الموجبة يتحول الى عنصر اخر .
ويصاحب تحول البروتون الى نيوترون اشعاع النواة لجسيم بيتا الموجب وهوعبارة عن جسيم يحمل شحنة البروتون الذي تحول الى نيوترون ومن امثلة ذلك مايحدث لنواة النيتروجين .
وجدير بالذكر ان الانوية التي يكون فيها عدد البروتونات كبيرا بالنسبه الى النيوترونات هي عناصر قليلة جدا .

رابعا : الالتقاط الالكتروني
الالتقاط الالكتروني هو ان تقوم النواة بأسر (التقاط) إلكترون من مجال داخلي للذرة ويرافق هذه العملية انتقال الكترون من مستوى الطاقة الخارجي الى مستوى الطاقة الداخلي للذرة . وهوالمستوى الذي اسرت منه النواة الالكترون ويؤدي هذا الى تخلص الالكترون لطاقة تساوي الفرق بين طاقتي المستويين الذي انتقل بينهما وغالبا ماتكون كبيرة (لان الالكترون انتقل من مستوى خارجي الى مستوى داخلي) وتنبعث هذه الطاقة على هيئة اشعاع سيني .
اما الالكترون الذي التقطته النواة فانه يتحد مع بروتون ويتحول البروتون الى نيوترون اي ان العدد الذري للنواة ينقص بمقدار واحد بينما يظل عدد الكتلة ثابتا . وهذا يعني ان نواة العنصر التي يحدث لها اسر الكتروني تتحول الى نواة عنصر اخر كما يحدث لعنصر البوتاسيوم .

خامسا : اشعة جاما
اشعاع جاما هو عبارة عن موجات كهرومغناطيسية (لاتتأثر بالمجالين الكهربائي والمغناطيسي وتسير بسرعة الضوء) طاقتها عالية جدا . مما يجعل لها قدرة نفاذ اكبر بكثير من قدرة جسيمات ألفا و جسيمات بيتا . ولذلك فهي تشكل خطرا على المخلوفات الحية . اذ يستطيع اشعاع جاما اختراق جدار من الخرسانة سمكة 10 سم .
وقدرة اشعة جاما على تأيين الذرات التي تنفذ منه ضعيفة جدا ويمكن لاي نواة مثارة ان تصدر اشعة جاما ولايحدث في ذلك اي تغيير في عدد البروتونات او النيوترونات ومثالا على ذلك نواة التكتينيوم ويرمز لنواتها المثارة الرمز (tc) وهو ان النواة في حالة خاصة من الطاقة .

اخوكم الخيال اهم من المعرفة

تحياتي

غامضة
03-26-2010, 09:33 PM
معلومات قيمة استفدت منها كثييراا
خصوصا اننا ندرس هذا المجال الان ^_^

تقبل خالص تحياتي

الخيال اهم
03-26-2010, 10:50 PM
شكر لك اختي وبالتوفيق
تحياتي

شمعه فوشيه
03-26-2010, 10:57 PM
معلومات في غاية الاهميه خصوصا في اختبار التحصيلي لطلاب وطالبات الثانويه العامه ..


شكرا لكـ اخي الكريم

تحياتي

الخيال اهم
03-27-2010, 04:22 PM
لاشكر عى واجب اختي وبالتوفيق لهم
تحياتي

ميرفت منصور
04-02-2010, 11:25 AM
شكرا لك اخي الخيال أهم على هذه المعلومات القيمة ,قرأت الموضوع وأعجبني كثيرا والمصادفة انه مطلوب مني
بحث حول اشعة جاما من حيث :
1- خواص اشعة جاما
2-كيفية تفاعلها مع المواد الاخرى
فيا حبذا اخي الكريم اذا كان لديك المزيد من المعلومات حول هذه الاشعة من الناحيتين المذكورتين اعلاه وخاصة كيفية التفاعل مع المواد الاخرى ان تتفضل بعرضها اليوم اذا سمحت وهذا النداء عام الى جميع اعضاء المنتدى

الخيال اهم
04-02-2010, 10:57 PM
اختي مرفت منصور هذا رابط للموضوع
http://www.hazemsakeek.com/QandA/EMR/Gamma-rays.htm (http://www.hazemsakeek.com/QandA/EMR/Gamma-rays.htm)
اطلعي عليه واتمنى ان تستفيدي
تحياتي

هيفاء
04-02-2010, 11:05 PM
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
جزاك الله خيرا على المعلومات القيمة التي تفضلتم بها
جزاكم الله خيرا
أستاذي الفاضل لدي إستفسار
الإصدار ألفا هو الهيليوم صحيح ؟؟

ميرفت منصور
04-03-2010, 06:38 AM
شكرا لك ولكني لم اصل بعد الى طرق تفاعلها مع المواد

ميرفت منصور
04-03-2010, 05:58 PM
شكرا جزيلا اخي الخيال اهم ولكني لم اصل لما اريد انا ابحث عن طرق تفاعل اشعة جاما مع المادة
1- طريقة الثر الكهروضوئي
2- اثر كومبتون
3-انتاج الازواج

الخيال اهم
04-22-2010, 08:32 AM
اعتذر لانقطاعي
بالنسبة لكي اختي هيفاء
الفا هي نواة ذرة الهيليوم

الخيال اهم
04-22-2010, 08:34 AM
اختي الكريمة ميرفت منصور
هذ شرح لطرق تفاعل اشعة جاما مع المادة

في أغلب الأحيان تكون الانوية الوليدة الناتجة عن تفكك جسيمات ألفا أو بيتا (أوالأنوية الناتجة عن أي عملية نووية كالتفاعلات النووية مثلاً) في حالة مثارة
( متهيجة – excited state ) ويعني هذا أن طاقة مكونات النواة في هذه الحالة أعلى من طاقتها في الحالة المستقرة (الأرضية) أي أن كتلة النواة في الحالة المثارة تكون أعلى من كتلتها في الحالة الأرضية ( ground state) ثم خلال زمن قصير جداً تنتقل النواة من الحالة المثارة إلى حالة أقل إثارة أو إلى الحالة المستقرة (الأرضية) للتخلص من طاقة الإثارة الزائدة وذلك بإصدارها على شكل إشعاعات كهر ومغناطيسية تعرف باسم أشعة جاما .تصدر هذه الإشعاعات كفوتونات ، والفوتون وحدة جسيمات هذه الإشعة. وطاقته هو الفرق بين حالتي التغير. يظهر الشكل (3) الانتقال من حالتين متهيجتين بالنسبة لحالة الاستقرار للنواة .
كما يمكن أن تتخلص النواة من طاقة الإثارة بتجميع هذه الطاقة الزائدة وتركيزها على أحد الإلكترونات المدارية (خاصة المدارK لقربة من النواة) فينطلق هذا الإلكترون تاركاّ الذرة حاملاً معة قيمة محددة من الطاقة وتعرف هذه العملية باسم التحول الداخلي ( internal conversion) وتجدر الإشارة إلى أن إزالة الإثارة عن طريق إصدار إشعاعات كهر ومغناطيسية (أشعة جاما) يمكن أن يحدث بإنتقال النواة من الحالة المثارة مباشرة إلى الحالة الأرضية ويكون فيها فوتون واحد حامل لكل طاقة الإثارة ولهذه الحالة إحتمال ضعيف لحدوثها وتسمى بالتحول الممنوع ( Forbiden) ولكن الذي يحدث في أغلب الأوقات هو تحول بمراحل متتابعة (شلالات) من إصدار لأشعة
جاما شكل (4) والطاقة الكلية المحمولة بالفوتونات تساوي الفرق بين الطاقة الأصلية والنهائية مهما أختلفت عدد المراحل أي أن
E2 = E1+E3
لتكن طاقة الفوتونات على التوالي هي ( E1,E2) من نظرية الكم ومعادلة بلانك يمكن تعين الطاقة التي يحملها الفوتون إذا علمت طول الموجة ( λ )
للإشعاع : E= h.v = h c/ λ
حيث h هي ثابت بلانك وتساوي (10-34 6.63 * ) ، V تردد الأشعاع و (λ) هي طول الموجة و C هي سرعة الضوء.
لقد أصبح الأن طبيعياً وصف أشعة جاما بطاقة فوتوناتها يقال مثلاً ((1Mev أشعة جاما وهذا يعني الإشعاع الذي فوتوناته تحمل قدرة قدرها (1Mev) وطاقة التهيج أو الإثارة هي عادة في حدود 0.1 إلى 10Mev وطول الموجةالموافق لهذه الطاقة هي
10-9CM إلى 10-9CM أو0.1A0 إلى 0.001A0 انجستروم .
وبصورة عامة يحدث الإنتقال من حالة طاقة مرتفعة إلى حالة طاقة منخفضة مع إصدار أشعة جاما خلال فترة زمنية قصيرة لاتتعدى الجزء من الثانية ، بينما يحدث الإنتقال الممنوع بفاصل زمن أطول .
تكون حالة التهيج في النواة ذات الأعداد الكتلية الصغيرة هي على الأقل 1mev فوق حالة الاستقرار وفي النوى المتوسطة تكون أقل من 1mev وفي النوى الثقيلة أولى حالة التهيج تكون mev 0.1 فوق حالة الاستقرار أما النوى السحرية فهي تؤلف شذوذاً عن هذه القاعدة فالبزموت 09 مثلاً الذي له 126 نيتروناً في نواته ينقاد كعنصر خفيف مع فرق في الطاقة في الرتبة 1mev.


عند سقوط حزمة متوازية في إشعاعات جاما على المادة الممتصة يخرج الفوتون الذي يتفاعل مع أحد ذرات المادة بأي من العمليات الثلاث- من الحزمة وذلك بسبب أمتصاص طاقته بالكامل وفنائة خلال عمليتي الأثر الكهروضوئي أو إنتاج الأزواج أو بسبب تشتته وانحرافه عن المسار (أثر كومبتون) بذلك يكون عدد الفوتونات الساقطة N0 ومع سمك المادة dx أي أن شدة اشعاعات جاما (Y) خلال مرورها في المادة تهبط بشكل أساسي وسبب ذلك هو امتداد ضياعها في سماكة الجسم الماص.
ففي كل نقطة من المادة هناك تناسب بين شدة الإشعاع والسمكة حسب المعادلة:
dN = - µNo dX ------- (1)
حيث N0 هي عدد الفوتونات الساقطة، µ هو ثابت التناسب ويعرف باسم معامل الامتصاص الخطي (linear absorpition coeffictient) أما الإشارة السالبة فتعني نقص عدد الفوتونات التي تخترق المادة (أي زيادة عدد الفوتونات الخارجة من الحزمة ) كلما زاد السمك، وعموماً جرى العرف على استخدام شدة الإشعاعات I بدلاً من عددها N لذا يفضل كتابة المعادلة السابقة على الشكل الآتي:
dI = - µ Io dx ---------(2)
وعندما تكامل طرفي المعادلة (2) نحصل على العلاقة المعروفة التالية:
I = I0 e-mx ------------(3)
وهي تمثل شدة الحزمة البارزة إذا اعتبرنا حزمة خفيفة وحيدة القدر من أشعة جاماً(y) شدتها I0 تمر خلال سماكة dx في مادة ما.
حيث I0 هي شدة الإشعاعات الساقطة على المادة، I هي شدة الإشعاعات التي اخترقت سمكاً في المادة مقداره xولا تشمل أي إشعاعات ثانوية قد نتتج لسبب التفاعل داخل هذا السمك.
وكما سيتضح فيما بعد يعتمد معامل الامتصاص الخطي µعلى طاقة الاشعاعات جاما (y) وعلى نوع المادة لذلك فإنه عندما تحتوي حزمة إشعاعات جاما على خليط من طاقات مختلفة فإنه يمكن حساب شدة الإشعاعات المخترقة لكل طاقةعلى حدة باستخدام العلاقة (3) ويرتبط معامل الامتصاص الخطي µبعدد الذرات n الموجودة في 1cm3 من المادة الممتصة وبالمقطع العرضي الكلي (E) σلتفاعل الفوتونات مع المادة بمعدل الامتصاص (أي الامتصاص في 1cmمن المادة) يتناسب مع شدة الفوتونات الساقطة ومع كل من n ، σ أي أن:
وبمقارنة هذه العلاقة الأخيرة بالعلاقة (2) يتضح أن
µ (E) = N σ(E)
أي أن معامل الامتصاص الخطي هو عبارة عن حاصل ضرب عدد الذرات في 1cm3المادة في المقطع العرض الكلي(E) عند الطاقة المعينة E.



تختلف أساليب انتقال الطاقة من إشعاعات جاما إلى المادة اختلافاً جوهرياً عن تلك الأساليب التي تنتقل بها من الجسيمات المشحونة إلى المادة ورغم أن أشعة إكس، برمستولونغ، وإشعاع الأفناء ليس تماماً أشعة جاما(Y) لكونها لا تأتي من تحول نووي إلا أنها مشابهة لأشعة جاما(y) في طبيعتها الأساسية وتفاعلها مع المادة. والاختلاف الوحيد هو أن أشعة جاما ( هي ذات قدرة مرتفعة وأن ما سنبحثه الآن ينطبق على الأشعة الكهرومغناطيسية التي تتراوح بين (100Mev- 90.01Mev ) هناك عدة طرق تتفاعل بموجبها أشعة جاما (y) مع المادة وتفقد طاقتها لتمنحها لتلك المادة عن طريق إحدى العمليات الثلاثة الرئيسية التالية:
الأثر الكهروضوئي (Photoelctrice effect)
وخلاله يفقد إشعاع جاما طاقته بالكامل ويمنحها لأحد الإلكترونات المرتبطة بذرة من ذرات المادة وبالتالي يفنى هذا الإشعاع.
أثر كومبتون (Compton effect)
وخلاله تفقد إشعاع جاماً جزء من طاقته ويمنحها لأحد الإلكترونات الحرة أو ضعيفة لارتباط بالذرة وبالتالي ينحرف هذا الاشعاع عن مساره.
إنتاج الأزواج (Pair production):
عندما يحمل فوتون أشعة جاما(y) طاقة أكبر من Mev 1.02 ويمر بالقرب من نواة للذرة فإنه ينعدم في الساحة الكهربائية ويشكل زوج من الألكترون وبوزترون طاقتهما المكافئة لكتلتيهما هي Mev 1.02 وهذه هي بالنتجية أصغر طاقة لازمة لانتاج هذا الزوج من الجسيمات، وإذا كانت طاقة الفوتون أكبر من هذه القيمة، فالزيادة تظهر في الالكترون والبوزترون كقدرة مركبة وجزء صغير منها يذهب لنواة الذرة. وتظهر هذه الحادثة أكثر وضوحاً كلما ازدادت طاقة فوتونات أشعة جاما.
يمكن وضع احتمال تشكل الزوج في الجسيمات بالمعادلة التالية:
احتمال الإنتاج الزوجي = ثابتة × Z2 (E – 1.02)
فيزداد هذا الاحتمال مع العدد الذري لمادة الامتصاص وقدرة الفوتون الإضافية عن الحد الأدنى Mev 1.02 أن هذا التعبير خاص بتشكل الزوج في الساحة الكهربائية للنواة إلا أنه بالإضافة لذلك قد يحدث في مساحة الإلكترونات المدارية ويزداد هذا الاحتمال الأخير بزيادة العدد الذري.
يلاحظ مما تقدم أن الحادثتان الأوليتان من ظاهرة كهروضوئية وظاهرة كومبتون
(Compton ) تتناقصان بزيادة طاقة أشعة جاما (y) بينما الظاهرة الثالثة تزداد بإزدياد الطاقة وبذلك يتضح أن الانتاج الزوجي هو الذي يحدث في حالة الطاقات المرتفعة للأشعة جاما(Y) التي تتعدى طاقتها Mev 5 ومع الأجسام الماصة ذات العدد الذري المرتفع، وتجدر الإشارة إلى أن هذه العمليات الثلاث الرئيسية أو بعضها صالح لجميع طاقات الاشعاعات الكهرومغناطيسية بما في ذلك الأشعة السينية (X-ray) وإشعاعات الإنكباح.

حكايا قلم
04-22-2010, 10:57 PM
شكراً جزيلاً لكم على هذه المعلومات

فدائية الأقصى
05-12-2010, 02:45 AM
نعم اجزت واحسنت

احسن الله اليكم

او يمكن تسميتها التفاعلات النووية اما طبيعية كنشاط الاشعاعي وانماطه اشعة الفا وبيتا وجاما
او اصطناعية كالانشطار والاندماج

وقد تتعرض النواة للنحلال والاضمحلال ايضا

maiss
05-14-2010, 07:09 PM
معلومات قيمه
الف شكر لك اخي ويعطيك العافيه