أين يستخدم النشاط الإشعاعي؟ الاستخدامات المفيدة للنشاط الإشعاعي

الإشعاع والنشاط الإشعاعي والانبعاثات الراديوية هي مفاهيم تبدو خطيرة للغاية. ستتعرف في هذه المقالة على سبب كون بعض المواد مشعة وماذا يعني ذلك. لماذا يخاف الجميع من الإشعاع وما مدى خطورته؟ أين يمكن أن نلتقي المواد المشعةوماذا يهددنا هذا؟

مفهوم النشاط الإشعاعي

وأعني بالنشاط الإشعاعي "قدرة" ذرات نظائر معينة على الانقسام وبالتالي إنتاج الإشعاع. مصطلح "النشاط الإشعاعي" لم يظهر على الفور. في البداية، كان يسمى هذا الإشعاع بأشعة بيكريل، تكريما للعالم الذي اكتشفه أثناء العمل مع نظير اليورانيوم. ونطلق على هذه العملية الآن مصطلح "الإشعاع الإشعاعي".

وفي هذه العملية المعقدة نوعًا ما، تتحول الذرة الأصلية إلى ذرة عنصر كيميائي مختلف تمامًا. بسبب طرد جسيمات ألفا أو بيتا، يتغير العدد الكتلي للذرة، وبالتالي يتحركها وفقا لجدول D. I. Mendeleev. ومن الجدير بالذكر أن العدد الكتلي يتغير، لكن الكتلة نفسها تظل كما هي تقريبًا.

يعتمد على هذه المعلومة، يمكننا إعادة صياغة تعريف المفهوم قليلاً. لذا، فإن النشاط الإشعاعي هو أيضًا قدرة النوى الذرية غير المستقرة على التحول بشكل مستقل إلى نوى أخرى أكثر استقرارًا واستقرارًا.

المواد - ما هي؟

قبل أن نتحدث عن ما هي المواد المشعة، دعونا نحدد بشكل عام ما يسمى المادة. لذا، أولاً وقبل كل شيء، فهو نوع من المادة. ومن المنطقي أيضًا أن تتكون هذه المادة من جزيئات، وهي في حالتنا غالبًا إلكترونات وبروتونات ونيوترونات. هنا يمكننا أن نتحدث بالفعل عن الذرات التي تتكون من البروتونات والنيوترونات. حسنًا، الجزيئات والأيونات والبلورات وما إلى ذلك مصنوعة من الذرات.

يعتمد مفهوم المادة الكيميائية على نفس المبادئ. إذا كان من المستحيل عزل نواة في المادة، فلا يمكن تصنيفها على أنها مادة كيميائية.

حول المواد المشعة

كما ذكرنا سابقًا، لكي تظهر الذرة نشاطًا إشعاعيًا، يجب أن تتحلل تلقائيًا وتتحول إلى ذرة عنصر كيميائي مختلف تمامًا. إذا كانت جميع ذرات المادة غير مستقرة بدرجة كافية لتتحلل بهذه الطريقة، فهذا يعني أن لديك مادة مشعة. أكثر اللغة التقنيةقد يبدو التعريف كما يلي: تكون المواد مشعة إذا كانت تحتوي على نويدات مشعة، وبتراكيز عالية.

أين توجد المواد المشعة في جدول D.I. Mendeleev؟

بسيطة جدا و طريقة سهلةلمعرفة ما إذا كانت المادة مشعة أم لا، عليك أن تنظر إلى جدول D. I. Mendeleev. كل ما يأتي بعد عنصر الرصاص هو عناصر مشعة، وكذلك البروميثيوم والتكنيشيوم. من المهم أن تتذكر المواد المشعة، لأنها يمكن أن تنقذ حياتك.

هناك أيضًا عدد من العناصر التي تحتوي على نظير مشع واحد على الأقل في مخاليطها الطبيعية. فيما يلي قائمة جزئية بها، توضح بعض العناصر الأكثر شيوعًا:

  • البوتاسيوم.
  • الكالسيوم.
  • الفاناديوم.
  • الجرمانيوم.
  • السيلينيوم.
  • الروبيديوم.
  • الزركونيوم.
  • الموليبدينوم.
  • الكادميوم.
  • الإنديوم.

تشمل المواد المشعة تلك التي تحتوي على أي منها النظائر المشعة.

أنواع الإشعاع الإشعاعي

يأتي الإشعاع الإشعاعي بعدة أنواع، والتي تمت مناقشتها الآن سنتحدث. لقد تم ذكر إشعاعات ألفا وبيتا بالفعل، لكن هذه ليست القائمة بأكملها.

يعد إشعاع ألفا هو أضعف الإشعاع ويكون خطيرًا إذا دخلت الجسيمات مباشرة إلى جسم الإنسان. يتم إنتاج مثل هذا الإشعاع بواسطة جزيئات ثقيلة، ولهذا السبب يمكن إيقافه بسهولة حتى بواسطة قطعة من الورق. وللسبب نفسه، لا تنتقل أشعة ألفا أكثر من 5 سم.

إشعاع بيتا أقوى من الإشعاع السابق. هذا هو الإشعاع الصادر عن الإلكترونات، وهي أخف بكثير من جسيمات ألفا، لذا يمكنها اختراق عدة سنتيمترات في جلد الإنسان.

يتم تحقيق إشعاع جاما بواسطة الفوتونات، والتي تخترق بسهولة أكبر اعضاء داخليةشخص.

أقوى الإشعاع من حيث الاختراق هو الإشعاع النيوتروني. من الصعب جدًا الاختباء منه، لكنه في الطبيعة غير موجود بشكل أساسي، باستثناء ربما على مقربةإلى المفاعلات النووية.

تأثير الإشعاع على الإنسان

مشعة المواد الخطرةيمكن أن تكون قاتلة للبشر في كثير من الأحيان. بجانب التعرض للإشعاعله تأثير لا رجعة فيه. إذا تعرضت للإشعاع، فأنت محكوم عليك بالهلاك. اعتمادا على مدى الضرر، يموت الشخص في غضون ساعات قليلة أو على مدى عدة أشهر.

وفي الوقت نفسه، لا بد من القول إن الإنسان يتعرض بشكل مستمر للإشعاع الإشعاعي. والحمد لله أنه ضعيف بما فيه الكفاية موت. على سبيل المثال، عند مشاهدة مباراة كرة قدم على شاشة التلفزيون، فإنك تتلقى 1 ميكروراد من الإشعاع. ما يصل إلى 0.2 راد سنويًا هو بشكل عام الخلفية الإشعاعية الطبيعية لكوكبنا. الهدية الثالثة - حصتك من الإشعاع أثناء تصوير الأسنان بالأشعة السينية. حسنًا، التعرض لأكثر من 100 راد قد يكون خطيرًا بالفعل.

المواد المشعة الضارة، أمثلة وتحذيرات

أخطر مادة مشعة هي البولونيوم 210. وبسبب الإشعاع المحيط بها، يمكنك حتى رؤية نوع من "الهالة" المتوهجة اللون الأزرق. تجدر الإشارة إلى أن هناك صورة نمطية مفادها أن جميع المواد المشعة تتوهج. هذا ليس صحيحا على الإطلاق، على الرغم من وجود متغيرات مثل البولونيوم 210. معظم المواد المشعة ليست مشبوهة على الإطلاق في مظهرها.

أكثر المعدن المشععلى هذه اللحظةيعتبر ليفرموريوم. ويستغرق نظائره ليفرموريوم-293 61 مللي ثانية ليتحلل. تم اكتشاف هذا في عام 2000. Ununpentium أدنى منه قليلاً. وقت اضمحلال Ununpentia-289 هو 87 مللي ثانية.

أيضًا حقيقة مثيرة للاهتمامهو أن نفس المادة يمكن أن تكون غير ضارة (إذا كان نظائرها مستقرة) ومشعة (إذا كانت نوى نظائرها على وشك الانهيار).

العلماء الذين درسوا النشاط الإشعاعي

المواد المشعة لفترة طويلةلم تكن تعتبر خطيرة، وبالتالي تمت دراستها بحرية. لسوء الحظ، علمتنا الوفيات الحزينة أننا بحاجة إلى توخي الحذر مع مثل هذه المواد و زيادة المستوىحماية.

وكان أنطوان بيكريل من أوائل الأوائل، كما ذكرنا سابقًا. هذا عالم فيزياء فرنسي عظيم، تعود إليه شهرة مكتشف النشاط الإشعاعي. لخدماته حصل على عضوية لندن مجتمع ملكي. وبسبب مساهماته في هذا المجال، توفي في سن مبكرة عن عمر يناهز 55 عامًا. لكن عمله لا يزال في الذاكرة حتى يومنا هذا. تم تسمية وحدة النشاط الإشعاعي نفسها، وكذلك الحفر الموجودة على القمر والمريخ، على شرفه.

كانت ماري سكلودوفسكا كوري شخصًا عظيمًا بنفس القدر، حيث عملت مع زوجها بيير كوري في مجال المواد المشعة. وكانت ماريا أيضًا فرنسية، وإن كانت ذات جذور بولندية. بالإضافة إلى الفيزياء، كانت تعمل في التدريس وحتى نشطة أنشطة اجتماعية. ماري كوري - الحائزة على جائزة المرأة الأولى جائزة نوبلفي تخصصين في وقت واحد: الفيزياء والكيمياء. إن اكتشاف العناصر المشعة مثل الراديوم والبولونيوم هو الفضل لماري وبيير كوري.

خاتمة

وكما نرى فإن النشاط الإشعاعي يكفي عملية صعبةوالتي لا تبقى دائمًا تحت سيطرة الإنسان. هذه إحدى الحالات التي يمكن أن يجد فيها الناس أنفسهم عاجزين تمامًا في مواجهة الخطر. ولهذا السبب من المهم أن نتذكر أن الأشياء الخطيرة حقًا يمكن أن تكون خادعة جدًا في المظهر.

يمكنك في أغلب الأحيان معرفة ما إذا كانت المادة مشعة أم لا بمجرد تعرضها لها. لذلك كن حذرا ويقظا. تساعدنا التفاعلات الإشعاعية بعدة طرق، لكن يجب ألا ننسى أيضًا أن هذه قوة خارجة عن سيطرتنا عمليًا.

بالإضافة إلى ذلك، يجدر بنا أن نتذكر مساهمة العلماء العظماء في دراسة النشاط الإشعاعي. لقد نقلوا إلينا قدرًا لا يصدق من المعرفة المفيدة، التي تنقذ الآن الأرواح، وتزود بلدانًا بأكملها بالطاقة وتساعد على الشفاء أمراض رهيبة. مشعة المواد الكيميائيةخطر ونعمة على البشرية.

مقال

في تخصص "علم البيئة"

حول الموضوع: "الظاهرة النشاط الإشعاعي في الطبيعة"

إجراء:

طالب المجموعة M-081d

كوسوتوخينا ناديجدا

ظاهرة النشاط الإشعاعي في الطبيعة

النشاط الإشعاعي هو القدرة النوى الذريةتتحول تلقائيًا إلى نوى أخرى، وتنبعث منها أنواع مختلفة من الإشعاعات المشعة والجسيمات الأولية.

يمكن تقسيم النشاط الإشعاعي إلى نوعين: طبيعي وصناعي. طبيعي، ويمكن ملاحظته في النظائر غير المستقرة الموجودة في الطبيعة. ويلاحظ النشاط الإشعاعي الاصطناعي في النظائر التي تم الحصول عليها نتيجة التفاعلات النووية.

هناك ثلاثة أنواع من الإشعاع الإشعاعي:

    أ-الإشعاع - يتميز هذا الإشعاع بالكهرباء و المجالات المغناطيسية. لديها قدرة تأين عالية. كما يتميز بقدرة اختراق منخفضة. وهو في جوهره عبارة عن تيار من نوى الهيليوم.

    الإشعاع ب - تمامًا مثل الإشعاع أ، ينحرف هذا الإشعاع بواسطة المجالات الكهربائية والمغناطيسية. إذا واصلنا المقارنة، فسنجد أن قدرتها على التأين أقل بكثير (بمقدار درجتين تقريبًا)، وقدرتها على الاختراق أكبر بكثير من قدرة جسيمات ألفا. ب- الإشعاع هو تيار من الإلكترونات السريعة.

    الإشعاع g - على عكس الإشعاعين السابقين، لا ينحرف عن طريق المجالات الكهربائية والمغناطيسية. قدرة التأين منخفضة. لكن القدرة على الاختراق هائلة بكل بساطة. الإشعاع g هو طول موجي قصير الاشعاع الكهرومغناطيسي، وطول موجته ليس طويلاً. والنتيجة هي خصائص جسيمية واضحة.

الحادة والمزمنة مرض الإشعاع. حروق الإشعاع.

إذا تم استخدام أسلحة الدمار الشامل النووية، يحدث مصدر للتدمير النووي. تصبح هذه المنطقة غير صالحة تمامًا للسكن. سيتم تدمير كل شيء بسبب عوامل مثل الهواء هزة أرضيةوالإشعاع الضوئي والإشعاع المخترق والتلوث الإشعاعي للمنطقة.

العامل الأكثر أهمية هو موجة الصدمة الهوائية. ويتكون بسبب الزيادة السريعة في حجم منتجات الانفجار النووي تحت تأثير كمية هائلة من الحرارة والضغط، ومن ثم خلخلة طبقات الهواء المحيطة. المنطقة المتضررة من موجة الانفجار كبيرة جدًا! يتم تدمير كل شيء حي وغير حي يأتي في طريقه.

الإشعاع المخترق هو أشعة جاما وتدفق النيوترونات. إنهم قادمون من المنطقة انفجار نووي. لديهم القدرة على الانتشار على عدة آلاف من المترو، ولا يتم إيقافهم بواسطة أي وسيلة، كما أنها تسبب تأين الذرات والجزيئات. عند التعرض للإشعاع، تتعطل العمليات البيولوجية ووظائف الأعضاء والأنسجة في الجسم. والنتيجة هي مرض الإشعاع.

تحدث الحروق على كامل سطح الجسم تقريبًا بسبب تعرض الجسم للإشعاع الخفيف. للحماية في المناطق المفتوحة، يتم استخدام ملابس ونظارات خاصة، ولكن بشكل عام يُنصح باللجوء إلى ملجأ للقنابل.

تؤدي الذرات المشعة إلى امتزاز التربة وتسبب التلوث الإشعاعي للمنطقة.

الخطر الرئيسي الذي يواجه الأشخاص في المناطق الملوثة هو إشعاع بيتا جاما الخارجي ودخول منتجات الانفجار النووي إلى الجسم والجلد.

مرض الإشعاع (أو مرض الإشعاع الحاد) هو إصابة لجميع أعضاء وأنظمة الجسم تحدث على الفور. تحدث التغييرات الأكثر أهمية في الهياكل الوراثية للخلايا المنقسمة، وخاصة الخلايا المكونة للدم في نخاع العظم، والجهاز اللمفاوي، وظهارة الجهاز الهضمي والجلد، وخلايا الكبد والرئتين والأعضاء الأخرى. هذا يرجع إلى التأثير إشعاعات أيونية.

لا الدور الأخيريلعب معدل الجرعة الإشعاع الإشعاعي: نفس كمية الطاقة الإشعاعية التي تمتصها الخلية تسبب المزيد من الضرر للهياكل البيولوجية، وكلما كانت فترة التشعيع أقصر. إذا تم تمديد التعرض مع مرور الوقت، فإنه يسبب أضرارا أقل بكثير من نفس الجرعات الممتصة على مدى فترة من الزمن. المدى القصير.

تتعلق الاختلافات بالقدرة على استعادة الجسم المتضرر من الإشعاع. ومع زيادة معدل الجرعة، تقل أهمية عمليات التعافي.

يتم قياس الجرعة الممتصة من الإشعاع بواسطة طاقة الإشعاع المؤين المنقولة إلى كتلة المادة المشععة. وحدة الجرعة الممتصة هي الرمادي (Gy)، وتساوي 1 جول يمتصه 1 كجم من المادة (1 Gy = 1 J/kg = 100 راد).

تلف الأعضاء واعتماد المظاهر على جرعة الأنسجة:

متلازمة سريرية

الجرعة الدنيا، راد

أمراض الدم:

العلامات الأولى لقلة الكريات البيض (نقص الصفيحات الدموية).

10*10 4 في 1 ميكرولتر في اليوم 29 – 30).

200 أو أكثر

ندرة المحببات (انخفاض عدد الكريات البيض أقل من 1*10 3 في 1 ميكرولتر)، نقص الصفيحات الشديد.

أكثر من 250 - 300

إزالة الشعر: أولية ودائمة.

500، في كثير من الأحيان 800 - 1000

معوي: صورة التهاب الأمعاء، والتغيرات التقرحية النخرية في الأغشية المخاطية للتجويف الفموي، والبلعوم الفموي، والبلعوم الأنفي.

الآفات الجلدية: حمامي (الأولي والمتأخر)،

التهاب الجلد الإشعاعي الجاف، التهاب الجلد الإشعاعي النضحي، التهاب الجلد النخري التقرحي

2500 أو أكثر

لتقييم الأضرار التي تلحق بصحة الإنسان بسبب التشعيع غير المتكافئ، تم تقديم مفهوم الجرعة المكافئة الفعالة، والذي يستخدم في تقييم التأثيرات العشوائية المحتملة - الأورام الخبيثة.

لتقييم الأضرار الناجمة عن التأثيرات العشوائية للإشعاعات المؤينة على الأفراد أو السكان، يتم استخدام الجرعة المكافئة الجماعية، يساوي المنتجالجرعات الفردية المكافئة لكل عدد من الأشخاص المعرضين للإشعاع. وحدة الجرعة المكافئة الجماعية هي مان سيفرت (man-Sv).

مباشرة بعد تشعيع الشخص، تكون الصورة السريرية سيئة، وأحيانا لا توجد أعراض على الإطلاق. ولهذا السبب تلعب معرفة الجرعة الإشعاعية للشخص دورًا حاسمًا في التشخيص والتشخيص المبكر لمسار مرض الإشعاع الحاد، وفي تحديد التكتيكات العلاجية قبل ظهور الأعراض الرئيسية للمرض.

وفقًا لجرعة التعرض للإشعاع، يُقسم مرض الإشعاع الحاد عادةً إلى أربع درجات من الشدة:

خطورة مرض ARS

الخلايا الليمفاوية 48 – 72 ساعة بعد التشعيع (في 1 ميكرولتر)

الكريات البيض في اليوم السابع إلى التاسع بعد التشعيع (في 1 ميكرولتر)

الصفائح الدموية في اليوم العشرين بعد التشعيع (في 1 ميكرولتر)

مدة العلاج في المستشفى

ثقيلة للغاية

10 - 30 دقيقة. عديد

أقل من 80000

في 30 دقيقة. – 3 ساعات، مرتين أو أكثر

لا أو بعد 3 ساعات، جرعة واحدة

أكثر من 80000

ليس من الضروري

التفريق بين مرض الإشعاع الحاد حسب شدته اعتمادًا على مظاهر التفاعل الأولي:

الشدة والجرعة (راد)

علامات غير مباشرة

ضعف

صداع

حالة من الوعي

درجة حرارة

احتقان الجلد وحقن الصلبة

فاتح (100 – 200)

المدى القصير صداع، الوعي واضح

طبيعي

حقن الصلبة الخفيفة

متوسطة (200 – 400)

معتدل

الصداع، وعي واضح

حمى منخفضة

احتقان مميز في الجلد والحقن الصلبة

ثقيل (400 – 600)

أعربت

صداع شديد في بعض الأحيان، وعي واضح

حمى منخفضة

احتقان الجلد الشديد وحقن الصلبة

ثقيل للغاية (أكثر من 600)

الأكثر حدة

الصداع الشديد المستمر، وقد يتم الخلط بين الوعي

ربما

احتقان حاد في الجلد والحقن الصلبة

مرض الإشعاع الحاد هو مرض مستقل يتطور نتيجة لموت خلايا الجسم المنقسمة في الغالب تحت تأثير التعرض قصير المدى (حتى عدة أيام) للإشعاعات المؤينة في مناطق واسعة من الجسم. يمكن أن يكون سبب مرض الإشعاع الحاد إما حادثًا أو تشعيعًا كاملاً للجسم لأغراض علاجية - أثناء زراعة نخاع العظم، في علاج أورام متعددة.

الصورة السريرية لمرض الإشعاع الحاد متنوعة للغاية. يعتمد ذلك على جرعة الإشعاع والوقت المنقضي بعد التشعيع. في تطوره، يمر المرض بعدة مراحل. في الساعات الأولى بعد التشعيع، يظهر رد فعل أولي (القيء والحمى والصداع مباشرة بعد التشعيع). بعد بضعة أيام (كلما زادت جرعة الإشعاع مبكرًا)، يتطور نضوب نخاع العظم، وتتطور ندرة المحببات ونقص الصفيحات في الدم. تظهر العمليات المعدية المختلفة والتهاب الفم والنزيف. بين التفاعل الأولي وارتفاع المرض، عند جرعات إشعاعية أقل من 500 - 600 راد، لوحظت فترة من الرفاه الخارجي - الفترة الكامنة. إن تقسيم مرض الإشعاع الحاد إلى فترات رد الفعل الأولي والكامنة والطول والشفاء غير دقيق: فالمظاهر الخارجية البحتة للمرض لا تحدد الوضع الحقيقي.

مرض الإشعاع المزمن هو مرض ناجم عن تشعيع الجسم المتكرر بجرعات صغيرة يصل مجموعها إلى أكثر من 100 راد. يتم تحديد تطور المرض ليس فقط من خلال الجرعة الإجمالية، ولكن أيضًا من خلال قوتها، أي فترة التعرض التي تم خلالها امتصاص جرعة الإشعاع في الجسم. في ظل ظروف الخدمة الإشعاعية المنظمة بشكل جيد في البلاد، لا يتم ملاحظة حالات مرض الإشعاع المزمن. يؤدي ضعف السيطرة على مصادر الإشعاع وانتهاك قواعد السلامة من قبل الموظفين عند العمل مع وحدات العلاج بالأشعة السينية إلى حالات مرض الإشعاع المزمن.

يتم تحديد الصورة السريرية لمرض الإشعاع المزمن في المقام الأول من خلال متلازمة الوهن والتغيرات المعتدلة في قلة الخلايا في الدم. التغيرات في الدم في حد ذاتها لا تشكل مصدر خطر على المرضى، على الرغم من أنها تقلل من قدرتهم على العمل.

مع مرض الإشعاع المزمن، تنشأ الأورام في كثير من الأحيان - داء الدم والسرطان. من خلال الفحص الطبي المنظم جيدًا، والفحص الشامل للأورام مرة واحدة سنويًا واختبارات الدم مرتين سنويًا، من الممكن منع تطور أشكال متقدمة من السرطان، ويقترب متوسط ​​العمر المتوقع لهؤلاء المرضى من الطبيعي.

جنبا إلى جنب مع مرض الإشعاع الحاد والمزمن، يمكن تمييز الشكل تحت الحاد، والذي يحدث نتيجة تكرار التشعيع بجرعات متوسطة على مدى عدة أشهر، عندما تصل الجرعة الإجمالية في فترة زمنية قصيرة نسبيا إلى 500 - 600 راد. الصورة السريرية لهذا المرض تشبه مرض الإشعاع الحاد.

الحماية من الإشعاع للسكان. الوقاية الطبية والإسعافات الأولية للإصابات الإشعاعية.

وفقا لإشارات التحذير الصادرة عن الدفاع المدني "خطر الإشعاع"، يجب على السكان الاحتماء في الهياكل الواقية. كما هو معروف، فإنها تضعف بشكل كبير (عدة مرات) تأثير اختراق الإشعاع.

ونظرًا لخطر الضرر الإشعاعي، فمن المستحيل البدء في تقديم الإسعافات الأولية للسكان إذا كانت هناك مستويات عالية من الإشعاع في المنطقة. في هذه الظروف، يعد تقديم المساعدة الذاتية والمتبادلة من قبل السكان المتضررين أنفسهم، والالتزام الصارم بقواعد السلوك في المنطقة الملوثة أمرًا ذا أهمية كبيرة.

في المناطق الملوثة بالمواد المشعة، يجب عدم تناول الطعام، أو شرب الماء من مصادر المياه الملوثة، أو الاستلقاء على الأرض. يتم تحديد إجراءات تحضير الطعام وإطعام السكان من قبل سلطات الدفاع المدني، مع الأخذ في الاعتبار مستويات التلوث الإشعاعي في المنطقة.

عند تقديم الإسعافات الأولية في المناطق ذات التلوث الإشعاعي في مناطق الأضرار النووية، أولا وقبل كل شيء، يجب عليك تنفيذ تلك التدابير التي يعتمد عليها الحفاظ على حياة الشخص المصاب. ثم من الضروري إزالة أو تقليل إشعاعات جاما الخارجية التي تستخدم فيها الهياكل الواقية: الملاجئ والغرف المريحة والطوب والخرسانة والمباني الأخرى. ولمنع التعرض لمزيد من المواد المشعة على الجلد والأغشية المخاطية، يتم إجراء التعقيم الجزئي والتطهير الجزئي للملابس والأحذية. جزئي التعقيميتم عن طريق الغسيل ماء نظيفأو مسح الجلد المكشوف بمسحات رطبة. يتم غسل عيون الشخص المصاب وشطف فمه. ثم يتم وضع جهاز تنفس أو ضمادة قطنية بنفسجية على الشخص المصاب، أو تغطية فمه وأنفه بمنشفة أو منديل أو وشاح، ويتم تطهير ملابسه جزئيًا. وفي الوقت نفسه يراعى اتجاه الريح حتى لا يسقط الغبار المنجرف من الملابس على الآخرين.

إذا دخلت المواد المشعة إلى الجسم، يتم غسل المعدة وإعطاء الممتزات (الكربون المنشط). في حالة حدوث غثيان، تناول مضادًا للقىء من مجموعة الإسعافات الأولية الشخصية الخاصة بك. من أجل الوقاية من الأمراض المعدية التي يصبح الشخص المشعع عرضة لها، يوصى بتناول العوامل المضادة للبكتيريا.

تتميز الكائنات الحيوانية والنباتية بحساسيات إشعاعية مختلفة، ولم يتم توضيح أسبابها بالكامل بعد. كقاعدة عامة، النباتات والحيوانات والبكتيريا وحيدة الخلية هي الأقل حساسية، والثدييات والبشر هم الأكثر حساسية. تحدث اختلافات في الحساسية للإشعاع بين الأفراد من نفس النوع. يعتمد ذلك على الحالة الفسيولوجية للجسم وظروف وجوده وخصائصه الفردية. الأطفال حديثي الولادة وكبار السن أكثر حساسية للإشعاع. أنواع مختلفة من الأمراض، والتعرض للآخرين العوامل الضارةيؤثر سلبا على مسار الضرر الإشعاعي.

تسمى التغييرات التي تحدث في أعضاء وأنسجة الجسم المشعع بالتغيرات الجسدية. هناك تأثيرات جسدية مبكرة، تتميز بالاعتماد الواضح على الجرعة، وأخرى متأخرة، تشمل زيادة خطر الإصابة بالأورام (سرطان الدم)، وتقصير متوسط ​​العمر المتوقع وأنواع مختلفة من اختلال وظائف الأعضاء. لا توجد أورام محددة تنفرد بها الإشعاعات المؤينة. هناك علاقة وثيقة بين الجرعة وإنتاجية الورم وفترة الكمون. ومع انخفاض الجرعة، ينخفض ​​معدل الإصابة بالأورام وتزداد فترة الكمون.

على المدى الطويل، يمكن أيضًا ملاحظة الضرر الوراثي (التشوهات الخلقية، والاضطرابات الموروثة)، والذي يكون، إلى جانب تأثيرات الورم، عشوائيًا. أساس التأثيرات الجينية للإشعاع هو الضرر الذي يلحق بالهياكل الخلوية المسؤولة عن الوراثة - المبيضين والخصيتين التناسليتين.

ويعتمد تأثير الإشعاع، كما قلنا، على حجم الجرعة الممتصة وتوزيعها الزماني المكاني في الجسم. قد يسبب التشعيع ضررًا بسيطًا وغير جراحي الصورة السريرية، إلى قاتلة. إن التشعيع الفردي الحاد والمطول والجزئي والمزمن بجرعة تزيد عن الصفر، وفقًا للمفاهيم الحديثة، يمكن أن يزيد من خطر التأثيرات العشوائية طويلة المدى - السرطان والاضطرابات الوراثية.

عدد الوفيات بسبب الأورام والعيوب الوراثية نتيجة الإشعاع:

جهاز حاسم

مرض

خطر، 102 سيفرت

عدد القضايا, 10 4 أشخاص-Sv.

الجسم كله، نخاع العظم الأحمر

سرطان الدم

غدة درقية

سرطان الغدة الدرقية

الغدة الثديية

سرطان الثدي

أورام العظام

أورام الرئة

جميع الأعضاء والأنسجة الأخرى

أورام الأعضاء الأخرى

جميع الأعضاء والأنسجة

جميع الأورام الخبيثة

الغدد الجنسية

العيوب الوراثية

يمكن توقع حدوث إصابات إشعاعية حادة 131 ط من الدرجات الشديدة والمتوسطة والخفيفة عند دخول الكميات التالية إلى الجسم:

تبلغ سمية النويدات المشعة أثناء الاستنشاق حوالي 2 مرات أعلى، وهو ما يرتبط بمساحة أكبر من الإشعاع ب.

عند تلقي كميات أقل من 131I، يلاحظ الخلل الوظيفي الغدة الدرقيةوكذلك تغيرات طفيفة في صورة الدم وبعض مؤشرات التمثيل الغذائي والمناعة. يؤدي تشعيع الغدة الدرقية بجرعات تصل إلى عشرات الرماديات إلى انخفاض نشاطها الوظيفي مع انتعاش جزئي في الأشهر المقبلة واحتمال حدوث انخفاض جديد لاحق. عند جرعة من عدة غرايز، تم اكتشاف زيادة في النشاط الوظيفي للغدة في الفترة المباشرة، والتي يمكن استبدالها بحالة من القصور الوظيفي. تتجلى الاضطرابات الوظيفية ليس فقط من خلال انخفاض إفراز الهرمونات، ولكن أيضًا من خلال انخفاض نشاطها البيولوجي. لا يرتبط تلف الغدة فقط بالتأثير المباشر للإشعاع على ظهارة الغدة الدرقية، ولكن أيضًا بتلف الأوعية الدموية وخاصة اضطرابات المناعة الإشعاعية.

طبيعة النشاط الإشعاعيعلى الرغم من تقديمها... 1. المفاهيم والمصطلحات الأساسية النشاط الإشعاعي(النشاط الإشعاعي) تسمية مذهلة الظواهر طبيعة, اكتشفه بيكريلفي نهايةالمطاف...

  • افتتاح الظواهر النشاط الإشعاعيونظرية الكم

    الملخص >> التاريخ

    مقدمة 3 1. النشاط الإشعاعي 4 1.1. تاريخ الاكتشاف الظواهر النشاط الإشعاعي 4 1.2. أنواع المشعةتحولات النوى الذرية 6 1.3. ملكيات المشعةالإشعاع 8... لم يتم العثور على نظائر فيه طبيعة. النشاط الإشعاعيلا تتميز بالمظهر فقط..

  • النشاط الإشعاعيولحظة القوة. مفهوم مجال نو

    اختبار >> الفيزياء

    ...)؟ كيف تستعمل الظواهر النشاط الإشعاعيهل سمح لحلم الكيميائيين أن يتحقق؟ النشاط الإشعاعي(من اللات... نفسه المشعة). طبيعي النشاط الإشعاعي- التحلل التلقائي لنواة العناصر الموجودة فيها طبيعة. صناعي النشاط الإشعاعي - ...

  • النشاط الإشعاعيوالإشعاع النووي

    الملخص >> الفيزياء

    والتغيير الحالة الفيزيائيةالذرات فيه. ظاهرة النشاط الإشعاعياكتشفه الفيزيائي الفرنسي أ. بيكريل... نتيجة لعملية التمثيل الضوئي ويشارك في دورة المواد في طبيعة. وقد ثبت أن تركيز التوازن في مختلف ...

    • تتكون الذرة من نواة محاطة بسحب من الجسيمات تسمى الإلكترونات(انظر الصورة). في نوى الذرات - جزيئات صغيرة جداالذي تتكون منه جميع المواد، يحتوي على كمية كبيرة. هذه هي الطاقة التي يتم إطلاقها على شكل إشعاع أثناء تحلل العناصر المشعة. يشكل الإشعاع خطرا على الحياة، ولكن يمكن استخدام التفاعلات النووية لإنتاجه. يستخدم الإشعاع أيضًا في الطب.

    النشاط الإشعاعي

    النشاط الإشعاعي هو خاصية نواة الذرات غير المستقرة لإصدار الطاقة. معظم الذرات الثقيلة غير مستقرة، ولكن الذرات الأخف وزنا لها نظائر مشعة، أي. النظائر المشعة. سبب النشاط الإشعاعي هو أن الذرات تميل إلى أن تصبح مستقرة (انظر المقال ""). هناك ثلاثة أنواع من الإشعاع الإشعاعي: أشعة ألفا, أشعة بيتاو أشعة غاما. تم تسميتهم على اسم الأحرف الثلاثة الأولى من الأبجدية اليونانية. في البداية، تُصدر النواة أشعة ألفا أو بيتا، وإذا كانت لا تزال غير مستقرة، تُصدر النواة أشعة جاما أيضًا. في الصورة ترى ثلاث نوى ذرية. وهي غير مستقرة، وكل منها يصدر واحدًا من ثلاثة أنواع من الأشعة. جسيمات بيتا هي إلكترونات ذات طاقة عالية جدًا. أنها تنشأ من اضمحلال النيوترون. تتكون جسيمات ألفا من بروتونين ونيوترونين. نواة ذرة الهيليوم لها نفس التركيب تمامًا. أشعة جاما هي الإشعاع الكهرومغناطيسي طاقة عالية، ينتشر بسرعة الضوء.

    تتحرك جسيمات ألفا ببطء، وتحبسها طبقة من المادة أكثر سمكًا من الورقة. وهي لا تختلف عن نوى ذرات الهيليوم. يعتقد العلماء أن الهيليوم الموجود على الأرض هو نتاج للنشاط الإشعاعي الطبيعي. يطير جسيم ألفا لمسافة تقل عن 10 سم، وستوقفه قطعة من الورق السميك. يطير جسيم بيتا في الهواء مسافة متر واحد تقريبًا. يمكن لصفيحة من النحاس بسمك 1 ملم أن تعيقها. تنخفض شدة أشعة جاما إلى النصف عند مرورها عبر طبقة من الرصاص يبلغ سمكها 13 ملم أو طبقة يبلغ سمكها 120 مترًا.

    يتم نقل المواد المشعة في حاويات رصاصية سميكة الجدران لمنع تسرب الإشعاع. التعرض للإشعاع يسبب الحروق وإعتام عدسة العين والسرطان لدى البشر. يتم قياس مستويات الإشعاع باستخدام عداد جيجر. يُصدر هذا الجهاز صوت نقر عندما يكتشف إشعاعًا مشعًا. بعد انبعاث الجسيمات، تكتسب النواة جزيئات جديدة العدد الذريويتحول إلى نواة عنصر آخر. هذه العملية تسمى الاضمحلال الإشعاعي. لو عنصر جديدكما أنها غير مستقرة، وتستمر عملية الاضمحلال حتى تتشكل نواة مستقرة. على سبيل المثال، عندما تبعث ذرة البلوتونيوم 2 (كتلتها 242) جسيم ألفا، فإن النسبة النسبية الكتلة الذريةالتي تحتوي على 4 (2 بروتونات و2 نيوترونات)، تتحول إلى ذرة يورانيوم - 238 (الكتلة الذرية 238). نصف الحياة- هذا هو الوقت الذي تتحلل فيه نصف الذرات الموجودة في العينة من هذه المادة. مختلفة منها فترات مختلفةنصف الحياة ويبلغ عمر النصف للراديوم 221 30 ثانية، بينما يبلغ عمر اليورانيوم 4.5 مليار سنة.

    التفاعلات النووية

    هناك نوعان التفاعلات النووية: الاندماج النوويو انشطار (انقسام) النواة. "التوليف" يعني "التركيبة"؛ في الاندماج النووياثنين من النوى متصلة وواحدة كبيرة. لا يمكن أن يحدث الاندماج النووي إلا في درجات حرارة عالية جدًا. يطلق الاندماج كمية هائلة من الطاقة. في عملية الاندماج النووي، يتم دمج نواتين في واحدة كبيرة. وفي عام 1992، تم اكتشاف القمر الصناعي كوبي في الفضاء نوع خاصالإشعاع مما يؤكد النظرية القائلة بأنه تشكل نتيجة لما يسمى ب .الانفجار العظيم . من مصطلح الانشطار يتضح أن النوى تنقسم إلى أجزاء، وتطلق الطاقة النووية. وهذا ممكن عندما يتم قصف النوى بالنيوترونات ويحدث ذلك في المواد المشعة أو في جهاز خاص يسمى معجل الجسيمات. تنقسم النواة، وتطلق النيوترونات وتطلق طاقة هائلة.

    الطاقة النووية

    يمكن استخدام الطاقة المنطلقة من التفاعلات النووية لإنتاج الكهرباء وكمصدر للطاقة في الغواصات النووية وحاملات الطائرات. يعتمد تشغيل محطة الطاقة النووية على الانشطار النووي في المفاعلات النووية. يتم قصف قضيب مصنوع من مادة مشعة مثل اليورانيوم بالنيوترونات. انقسام نوى اليورانيوم، وإصدار الطاقة. وهذا يطلق نيوترونات جديدة. هذه العملية تسمى تفاعل تسلسلي. تنتج محطة توليد الكهرباء طاقة أكبر لكل وحدة كتلة من الوقود مقارنة بأي محطة طاقة أخرى، مع مراعاة احتياطات السلامة والتخلص منها النفايات المشعةمكلفة للغاية.

    السلاح النووي

    فعل أسلحة نوويةبناءً على حقيقة أن الإطلاق غير المنضبط لكمية هائلة من الطاقة النووية يؤدي إلى انفجار رهيب. وفي نهاية الحرب العالمية الثانية، ألقت الولايات المتحدة قنابلها الذرية على المدن اليابانيةهيروشيما وناغازاكي. مات مئات الآلاف من الناس. تعتمد القنابل الذرية على تفاعلات الانشطارالهيدروجين - على ردود الفعل التوليفية. تظهر الصورة قنبلة ذرية، سقطت على هيروشيما.

    طريقة الكربون المشع

    تحدد طريقة الكربون المشع الوقت الذي انقضى منذ وفاة الكائن الحي. تحتوي الكائنات الحية على كميات صغيرة من الكربون 14، وهو أحد نظائر الكربون المشعة. عمر النصف هو 5700 سنة. عندما يموت كائن حي، يتم استنفاد احتياطيات الكربون 14 في الأنسجة، وتضمحل النظائر، ويمكن استخدام الكمية المتبقية لتحديد المدة التي مرت منذ مات الكائن الحي. بفضل طريقة التأريخ بالكربون المشع، يمكنك معرفة المدة التي مضت منذ حدوث الثوران. للقيام بذلك، يستخدمون الحشرات وحبوب اللقاح المجمدة في الحمم البركانية.

    كيف يتم استخدام النشاط الإشعاعي؟

    في الصناعة، يتم استخدام الإشعاع لتحديد سمك قطعة من الورق أو البلاستيك (انظر المقالة ""). ومن خلال شدة أشعة بيتا التي تمر عبر الورقة، يمكن اكتشاف حتى عدم تجانس طفيف في سمكها. يتم تشعيع المنتجات الغذائية - الفواكه واللحوم - بأشعة جاما لإبقائها طازجة. باستخدام النشاط الإشعاعي، يتتبع الأطباء مسار المادة في الجسم. على سبيل المثال، لتحديد كيفية توزيع السكر في جسم المريض، قد يقوم الطبيب بحقن بعض الكربون 14 في جزيئات السكر ومراقبة انبعاث المادة عند دخولها الجسم. العلاج الإشعاعي، أي تشعيع المريض بجرعات صارمة من الإشعاع، يقتل الخلايا السرطانية - خلايا الجسم المتضخمة.

    حاليًا، للإشعاع تطبيقات مفيدة ليس فقط لتوليد الطاقة الكهربائية والحرارية. وقد وجدت الخصائص المفيدة للإشعاع التطبيق في مناطق مختلفةالعلوم الطبيعية والتكنولوجيا والطب:

    Ø في الصناعة:

    اكتشاف عيوب جاما – مراقبة سلامة مختلف القذائف المعدنية الملحومة (سفن المفاعلات، الغواصات والسفن السطحية، خطوط الأنابيب، إلخ)، وتسجيل النيوترونات؛

    o التنقيب عن النفط والمياه.

    Ø في الزراعة:

    o معالجة البذور قبل البذر مما يؤدي إلى زيادة الإنتاجية؛

    o تطهير مياه الصرف الصحي من مزارع الماشية.

    Ø في الملاحة الفضائية:

    o إنشاء مصادر الطاقة النووية للأقمار الصناعية، المجمعات المدارية;

    Ø في الطب الشرعي:

    o وضع علامات خاصة على المسروقات لتسهيل البحث عنها وتحديد هوية المجرمين وكشفهم.

    Ø في علم الآثار:

    o تحديد عمر الصخور الجيولوجية - يتم تقدير عمر الأرض بطريقة اليورانيوم والرصاص (حوالي 4.5 مليار سنة)؛

    o تتيح لك طريقة الكربون المشع تحديد عمر الأشياء التي لها الطبيعة البيولوجية، بدقة 50 سنة في حدود 1000 - 50000 سنة: على سبيل المثال، بناءً على قياس محتوى الكربون في الصنادل المصنوعة من الحبال الموجودة في كهف في ولاية أوريغون، تم التأكد من وجود أشخاص ما قبل التاريخ في الولايات المتحدة قبل 9000 سنة. ;

    Ø في الطب:

    o تشخيص الأمراض.

    o علاج مرضى السرطان.

    o تعقيم الأدوات والمواد الطبية.

    كان لاكتشاف النشاط الإشعاعي تأثير كبير على تطور العلوم والتكنولوجيا، وكان بمثابة بداية حقبة دراسة مكثفةخصائص وهيكل المواد. وجهات نظر جديدة تظهر في مجالات الطاقة والصناعة والجيش والطب وغيرها من المجالات النشاط البشريبفضل الإتقان الطاقة النووية، تم إحياءها من خلال اكتشاف القدرة العناصر الكيميائيةإلى التحولات العفوية. ومع ذلك، إلى جانب العوامل الإيجابية لاستخدام خصائص النشاط الإشعاعي لصالح البشرية، لا يزال من الممكن إعطاء أمثلة على تدخلها السلبي في حياتنا. وتشمل هذه السفن الغارقة و الغواصاتمع المحركات النوويةو الأسلحة الذريةالتخلص من النفايات المشعة في البحر وعلى الأرض والحوادث في محطات الطاقة النوويةوإلخ.

    حاليا، تم إحراز تقدم كبير في حل مشكلة الاستخدام الطاقه الذريهالخامس اقتصاد وطني. الوحدة الرئيسية لإنتاج الطاقة الأجهزة الذرية، باستخدام الطاقة النووية، هو مفاعل. تم إنشاؤها في قلب المفاعل الشروط اللازمةلظهور وصيانة مستوى معين تفاعل تسلسليانشطار النوى الثقيلة. صدر في نفس الوقت طاقة حراريةيتراكم بواسطة المبرد ويحمل خارج القلب.

    واحد من أهم المهامرزق السلامة الإشعاعيةفي المفاعلات النووية هو الاحتواء الموثوق للكميات الهائلة من المواد المشعة المتولدة أثناء تشغيلها. يتم الاحتفاظ بالنواتج الانشطارية داخل المفاعل باستخدام نظام من ثلاثة حواجز (تكسية الوقود، الدائرة الأولية، الحماية الخارجيةمفاعل).

    في عام 1896، قام الفيزيائي الفرنسي أ. بيكريل بفحص ما إذا كان ملح اليورانيوم (كبريتات يورانيل البوتاسيوم) لا ينبعث منه أي أشعة عند تعرضه للإشعاع. ضوء الشمس(قبل وقت قصير من ذلك كان هناك مفتوحا الأشعة السينية، كان الفيزيائيون يبحثون عن نظائرها). لكن لاحقًا اكتشف أ. بيكريل أن ملح اليورانيوم يصدر إشعاعًا غير معروف حتى بدون إضاءة مسبقة. أثبت بيكريل أن شدة الإشعاع يتم تحديدها فقط من خلال كمية اليورانيوم الموجودة في المستحضر وهي مستقلة تمامًا عن المركبات التي يتم تضمينها فيها. وبالتالي، كانت هذه الخاصية متأصلة ليس في المركبات، ولكن في عنصر اليورانيوم الكيميائي. وقد سميت هذه الظاهرة فيما بعد النشاط الإشعاعي.

    ظاهرة النشاط الإشعاعي (باللاتينية: أبعث أشعة فعالة) هي التحول التلقائي للنوى الذرية غير المستقرة إلى نوى عناصر أخرى، يصاحبه انبعاث جسيمات أو كمات جاما.

    هناك أربعة أنواع معروفة من النشاط الإشعاعي: اضمحلال ألفا، واضمحلال بيتا، والانشطار التلقائي للنواة الذرية، والنشاط الإشعاعي للبروتون. يتميز النشاط الإشعاعي بانخفاض هائل في عدد النوى مع مرور الوقت. تم اكتشاف النشاط الإشعاعي لأول مرة من قبل الفيزيائي الفرنسي أ. بيكريل (1852-1908) في عام 1896.

    يتم التمييز بين النشاط الإشعاعي الطبيعي والاصطناعي. ويلاحظ النشاط الإشعاعي الطبيعي في النظائر الموجودة في الطبيعة، ويلاحظ النشاط الإشعاعي الاصطناعي في النظائر التي يتم الحصول عليها نتيجة التفاعلات النووية. تسمى النوى التي تخضع لتحولات إشعاعية بالنوى الأم، وتسمى تلك التي تتشكل أثناء عملية التحلل الإشعاعي بالنوى الوليدة. هناك نظائر مستقرة (مستقرة) ومشعة. تم العثور على 274 نظيرًا مستقرًا وأكثر من 700 نظيرًا مشعًا في العناصر الكيميائية المعروفة. معظم العناصر الكيميائية الموجودة بشكل طبيعي هي عبارة عن خليط من النظائر.

    اعتمادا على مصدرها، يمكن تقسيم جميع العناصر المشعة بشكل طبيعي للأرض إلى ثلاث مجموعات.

    تتضمن المجموعة الأولى عناصر مدمجة في ثلاث عائلات مشعة. بالإضافة إلى أسلاف هذه الفصائل طويلة العمر - اليورانيوم والثوريوم والأكتينورانيوم - يشمل هذا أيضًا منتجات اضمحلالهم، بما في ذلك المنتجات قصيرة العمر نسبيًا - الراديوم والرادون والميزوثوريوم، وما إلى ذلك. ويتناقص عدد العناصر المشعة لهذه المجموعة تدريجيًا وفقا لقانون الاضمحلال الإشعاعي. وأكثر العناصر انتشارا في هذه المجموعة هي اليورانيوم الذي يوجد في القشرة الأرضية بكميات أكبر من الفضة أو الزئبق، والثوريوم. اليورانيوم الطبيعي عبارة عن خليط من ثلاثة نظائر - اليورانيوم - 238 (99.28٪)، واليورانيوم - 235 (0.71٪)، واليورانيوم - 234 (0.006٪). اليورانيوم - 238 واليورانيوم - 235 (يورانيوم الأكتينو) هما مؤسسا عائلتين مشعتين.

    أحد منتجات اضمحلال اليورانيوم 238 هو الراديوم، والذي سبق ذكره أعلاه. على الرغم من نصف العمر القصير نسبيًا، إلا أن محتوى الراديوم في القشرة الأرضية مستقر نسبيًا، حيث يتم تعويض النقص في كميته نتيجة الاضمحلال اكمال التعليمالراديوم الجديد بسبب اضمحلال اليورانيوم.



    وقد وجد الراديوم تطبيقًا واسع النطاق في الطب، ليس فقط كمصدر لأشعة جاما للمرضى الذين يخضعون للإشعاع (في هذا المجال يتم استبداله بمواد مشعة اصطناعية أرخص بكثير)، ولكن أيضًا كمصدر للرادون لأغراض العلاج. حمامات الرادون، وغالبًا ما يستخدمه المعالجون الفيزيائيون.

    تتكون المجموعة الثانية من العناصر المشعة للأرض من النظائر المشعة لعناصر لا تنتمي إلى الفصائل المشعة. كما أنها نشأت أثناء تكوين الأرض، ويتناقص عددها تدريجياً بسبب التحلل الإشعاعي.

    من عناصر هذه المجموعة أعلى قيمةيحتوي على البوتاسيوم، الذي تم اكتشاف النشاط الإشعاعي له في عام 1906. ويعتبر البوتاسيوم أحد العناصر الأكثر شيوعاً. حصتها 1.1% الرقم الإجماليتشكل الذرات قشرة الأرض. البوتاسيوم ضروري ل التطور الطبيعيالنباتات، وهو أيضا جزء لا يتجزأ جزء لا يتجزأأي كائن حي بما في ذلك الإنسان. البوتاسيوم الطبيعي عبارة عن خليط من ثلاثة نظائر K 39 و K 40 و K 41، واحد منها فقط مشع - K 40. كمية هذا النظير في الخليط الطبيعي صغيرة - فقط 0.0119٪؛ في 1 جرام من البوتاسيوم الطبيعي يحدث حوالي 30 تفككًا في الثانية. وعلى الرغم من هذا النشاط الذي يبدو ضئيلًا مقارنة بالراديوم واليورانيوم، إلا أن البوتاسيوم بسبب وفرته يلعب دورًا كبيرًا في الطبيعة.

    ومن بين العناصر المشعة الأخرى للمجموعة الثانية، يستحق الروبيديوم Rb الاهتمام، لأنه يميل إلى التراكم في بعض النباتات (يحتوي لتر واحد من عصير العنب على 1 ملغ من الروبيديوم). ومع ذلك، فإن النشاط الناجم عنه أقل بكثير من K 40.

    أما المجموعة الثالثة من المواد المشعة طبيعيا والتي تشكل المحيط الحيوي فتتكون من النظائر المشعة التي تنشأ في الغلاف الجوي نتيجة لهذا الفعل الأشعة الكونية. وتشمل هذه النظائر الكربون المشع (C 14)، والفوسفور (P 32)، وبعض النظائر الأخرى. وكمية هذه النظائر في الطبيعة صغيرة نسبيًا.

    بعد اكتشاف العناصر المشعة، بدأت الدراسة النشطة الطبيعة الفيزيائيةإشعاعاتهم. تمكن رذرفورد من اكتشاف التركيب المعقد للإشعاع المشع.

    وكانت التجربة على النحو التالي. تم وضع الدواء المشع في الجزء السفلي من قناة ضيقة لأسطوانة الرصاص، وتم وضع لوحة فوتوغرافية مقابل ذلك. يتأثر الإشعاع الخارج من القناة بالمجال المغناطيسي. في هذه الحالة، كان التثبيت بأكمله في فراغ.

    في المجال المغناطيسي، ينقسم الشعاع إلى ثلاثة أجزاء. تم انحراف عنصرين من الإشعاع الأولي بواسطة الأطراف المقابلةمما يدل على أن لديهم اتهامات بعلامات معاكسة. أما العنصر الثالث فيحافظ على خطية الانتشار. وجود الإشعاع شحنة موجبةتسمى أشعة ألفا، وأشعة بيتا السالبة، وأشعة جاما المحايدة.

    أثناء دراسة طبيعة إشعاع ألفا، أجرى رذرفورد التجربة التالية. وفي مسار جسيمات ألفا، وضع عداد جيجر، الذي يقيس عدد الجسيمات المنبعثة في كل مرة وقت محدد. بعد ذلك، وباستخدام مقياس كهربائي، قام بقياس شحنة الجسيمات المنبعثة خلال نفس الوقت. بمعرفة الشحنة الإجمالية لجسيمات ألفا وعددها، قام رذرفورد بحساب شحنة أحد هذه الجسيمات. اتضح أنه يساوي اثنين من الابتدائية.

    ومن خلال انحراف الجسيمات في المجال المغناطيسي، حدد نسبة شحنتها إلى كتلتها. اتضح أنه لشخص واحد تهمة الابتدائيةهناك اثنان الوحدات الذريةالجماهير.

    وهكذا، وجد أنه بشحنة تساوي شحنتين أوليتين، يكون لجسيم ألفا أربع وحدات كتلة ذرية. ويترتب على ذلك أن إشعاع ألفا هو تيار من نوى الهيليوم.

    في عام 1920، اقترح رذرفورد أنه يجب أن يكون هناك جسيم ذو كتلة كتلة متساويةبروتون، ولكن ليس لديه الشحنة الكهربائية- النيوترون. ومع ذلك، لم يتمكن من اكتشاف مثل هذا الجسيم. تم إثبات وجودها تجريبيًا بواسطة جيمس تشادويك في عام 1932.

    بالإضافة إلى ذلك، قام رذرفورد بتحسين نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته بنسبة 30%.