القنبلة الذرية

بحث علمي عن نظرية عمل القنبلة الذرية

    نظرية عمل القنبلة الذرية: 1 ـ يستخدم فيها كمية من اليورانيوم 235 أو البلوتونيوم ذات حجم أكبر قليلاً من الحجم

الحرج. 2 ـ تقسم هذه الكمية إلى عدة أجزاء لكل منها حجم أقل من الحجم الحرج وتوضع بعيدة بعضها عن بعض بمسافات

مناسبة. 3 ـ يوضع في منطقة تجمع اليورانيوم مواد مولدة للنيوترونات مثل خليط من صخر الراديوم وعنصر البريليوم. 4

ـ ولإحداث الانفجار، تفجر أولاً المواد المتفجرة فتتجمع أجزاء اليورانيوم. وفي لحظة تجمعها يصبح الحجم أكبر قليلاً من

الحجم الحرج فيبدأ التفاعل المتسلسل بأحد النيوترونات، ويتم في زمن قصير جداً. وتنطلق طاقة هائلة تكافىء قوة انفجار

(20) ألف طن منم مادة (t.n.t) أقوى مادة متفجرة. العوامل التي تتركز فيها القوة التدميرية للقنبلة الذرية: تتركز

القوة التدميرية للقنبلة الذرية في العوامل الأربعة الآتية: 1 ـ صدمة الانجفار: وهي الصدمة التي تنشأ نتيجة تولد ضغط

هائل في لحظة الانفجار وتسبب التدمير الكلي والجزئي في دائرة قطرها 3,5 كيلومترات من مركز الانفجار. 2 ـ

الإشعاع الحراري: وهي الطاقة الحرارية الناتجة من انشطار نوى اليورانيوم 235 أو البلوتونيوم وتسبب حرائق شديدة.

3 ـ الإشعاعات النووية: وتشمل فوتونات جاما ذات الطاقة العالية والنيوترونات السريعة وتسبب موت الكائنات الحية في

دائرة قطرها حوالي 2 كيلومتر من مركز الانفجار. 4 ـ المتخلفات المشعّة: وهي نواتج انشطار اليورانيوم 235 أو

البلوتونيوم، وتشمل أكثر من (30) نظيراً مشعاً وتعرف (بالغبار الذري) . وينقلها الهواء إلى مسافات مختلفة، وهي تشع

بيتا السالبة التي تسبب أضراراً كثيرة للإنسان







 التأثير البيولوجي للنشاط الإشعاعي

اثر الإشعاعات النووية على جسم الإنسان :
عندما يتعرض أي كائن حي إلى الإشعاعات النووية يحدث تأينا للذرات المكونة لجزيئات الجسم البشري مما يؤدى إلى دمار

هذه الأنسجة مهدده حياة الإنسان بالخطر .
وتعتمد درجة الخطورة الناتجة من هذه الإشعاعات على عدة عوامل منها نوعها وكمية الطاقة الناتجة منها وزمن

التعرض،ولهذه الإشعاعات نوعان من الآثار البيولوجية. الأثر الجسدي ويظهر غالباً على الإنسان حيث يصاب ببعض

الأمراض الخطيرة مثل سرطان الجلد والدم وإصابة العيون بالمياه البيضاء ونقص القدرة على الإخصاب .والأثر الثاني

للإشعاعات هو الأثر الوراثي وتظهر أثاره على الأجيال المتعاقبة. ويظهر ذلك بوضوح على اليابانيين بعد إلقاء القنبلتين

النووية على هيروشيما ونجازاكي في سبتمبر 1945.

مما أدى إلى وفاة الآلاف من السكان وإصابتهم بحروق وتشوهات وإصابة أحفادهم بالأمراض الخطيرة القاتلة . ويجب

مراعاة عدم تعرض المراءه الحامل للأشعة السينية كوسيلة للتشخيص حتى لا تصيب الطفل بالتخلف العقلي . والحد الأقصى

المأمون للإشعاعات النووية الذي يجب إلا يتجاوزه الإنسان هو ( 5 ريم ) في اليوم الواحد والريم وحدة قياس الإشعاع

الممتص وهى تعادل رونتجن واحد من الأشعة السينية ويتعرض الإنسان إلى الكثير من مصادر الإشعاع في الحياة اليومية .

ولا ننسى في هذا الصدد تعرض الإنسان للأشعة الكونية الصادرة من الفضاء الخارجي وتعرضه للإشعاعات الضارة خلال

تعامله مع النظائر المشعة سواء في مجالات الطب ,الصناعة و الزراعة وتعرض العاملين في المفاعلات النووية والعاملين

في المناجم التي يستخرج منها العناصر المشعة مثل الراديوم واليورانيوم
ومن العوامل الرئيسية المسببة للتلوث النووي ما يحدث في دول النادي النووي من إجراء التجارب وخاصة بعد الحرب

العالمية الأخيرة بهدف تطوير الأسلحة الذرية لزيادة القوة التدميرية لها وقد أدت التجارب إلى انتشار كميات كبيرة من

الغبار الذري المشع في مناطق إجراء التجارب وتحمل الرياح هذا الغبار المشع إلى طبقات الجو العليا والذي يحتوى على

بعض النظائر المشعة مثل السيزيوم 137 والاسترونسيوم 90 والكربون 14 واليود 131 وغيرها من النظائر والتي

يستمر نشاطها الإشعاعي فترة طويلة من الزمن ليتساقط فوق كثير من المناطق البعيدة عن موقع التجارب حيث تلوث الهواء

و الماء والغذاء وتتخلل دورة السلسلة الغذائية حيث تنتقل إلى الحشرات والنباتات والطيور والحيوانات وأخيراً تصل إلى

الإنسان واغلب النظائر المشعة يستمر النشاط الإشعاعي لها فترة طويلة من الزمن الأمر الذي يضاعف من إضرار التلوث

على كافة عناصر البيئة.
التأثيرات البيولوجية للإشعاع الذري
تأثير الإشعاع على الكائنات الحية :(1 
تدخل الإشعاعات إلى البيئة من مصادر مختلفة وتؤثر على الكائنات الحية من إنسان وحيوان ونبات وكائنات حية دقيقة

ويعتمد تأثير الإشعاعات على الكائنات الحية على نوعية الكائن الحي ودرجة الإشعاع والفترة الزمنية التي يتعرض إليها

الكائن الحي و عموماً تتأثر الكائنات الحية بالإشعاعات في مرحلة الطفولة أكثر من تأثرها في المراحل الأخرى نظراً لنشاط

الخلايا الكبير أثناء مرحلة الطفولة.

الســـــــرطان :
لقد أصبح جلياً منذ أوائل القرن التاسع عشر أن مجاميع من الناس مثل العاملين بأقسام الأشعة بالمستشفيات ومرضاهم الذين

تعرضوا لمستويات عالية من الإشعاع قد ظهرت فيهم أنواع من السرطان بنسب أعلى مما هو الحال عند المجاميع التي لم

تتعرض للإشعاع,وفي دراسة تفصيلية حديثة جداً لسكان تعرضوا للإشعاع الناتج من القنابل الذرية ولمرضى عرضوا للعلاج

الإشعاعي ولمجاميع تعرضوا للإشعاع أثناء عملهم وبخاصة عمال المناجم ظهرت فيهم قدرة الإشعاع على توليد السرطان


الحــمى : يؤدي التعرض إلى جرعة عالية من الإشعاع إلى ظهور الحمى في وقت مبكر أو الجرع القليلة فتظهر أعراض

الحمى بعد بضع أيام من التعرض.
تساقط الشعر : خلال 17-21 يوم من التعرض لجرعة تزيد عن 2 سفرت ويعود الشعر إلى النمو بعد بضعة أشهر لكنه

قد يختلق لونه عن الشعر الأصلي أما عند التعرض لجرعة تزيد عن 7 سفرت يؤدي إلى تساقط الشعر نهائياً دون أن يعود

للنمو
إعتام عدسة العين: من بين الآثار المتأخرة الناتجة عن الإشعاعات هو عتمة عدسة العين وهو المرض المعروف باسم

الاكتراكت وتوجد قيمة معينة للجرعة الكافية التي يحدث بعدها هذا المرض هي حوالي 15 مل سيفرت لذا يجب أن لا تزيد

الجرعة عن التي تتعرض لها العين طول حياتها عن هذه القيم حتى لا تتعرض لهذا المرض.
انخفاض متوسط العمر : أكدت التجارب أن متوسط العمر ينخفض قليلاً بالتعرض للإشعاعات ولقد أظهرت الإحصائيات التي

تم إجرائها على مجموعات بشرية تعرضت لجرعات عالية إن جرعة مكافئة مقداراها سيفرت واحد تؤد إلى قصر عمر

الإنسان بما لا يزيد عن سنة واحدة.

انتشرت مؤخراً استخدامات الأجهزة الإشعاعية وأصبحنا نجدها حتى في المراكز الصحية الصغيرة وكلنا يعرف مدى

خطورة انبعاث الإشعاع من تلك الأجهزة على جسم الإنسان.
لم يعرف الإنسان الأشعة النووية إلا عام 1895 ميلادي على يد العالم الفيزيائي الألماني رونتجن الذي أطلق عليها اسم

أشعة أكس (الأشعة السينية) لكونها ذات طبيعة مجهولة له في ذلك الوقت. الأن وبعد أكثر من 100 عام من هذا الاكتشاف

الهائل يمكن القول إن علماء الفيزياء النووية أصبحوا على معرفة ضخمة وأمكنهم التوصل إلى معلومات هائلة ودقيقة حول

هذه الأشعة من حيث أنواعها وماهيتها وتأثيرها على الكائنات الحية وعلى الجوامد. إن استخدامات الأشعة النووية في

المجال الطبي يمكن تقسيمه إلى قسمين رئيسيين هما : الاولى في مجال تشخيص الأمراض والعلل فلا يكاد يخلو أي

مستشفى أو منشأة صحية مهما كان حجمها من جهاز للأشعة التشخيصية وأبسط هذه الأجهزة الجهاز الذي يستخدم لتحديد

الكسور أو أمراض الرئة والقلب, والثاني في مجال العلاج هذا الاستخدام غالباً لا يوجد إلا في أماكن متخصصة فمثلاً في

مدينة الرياض توجد مثل هذه الأجهزة.
وتأثيرات الأشعة النووية تعتمد في مدى حدوثها وخطورتها على عدة أمور منها:
1- نوع الإشعاع فليست الإشعاعات النووية نوعاً واحداً وإنما أنواع عدة مثل الفوتونات والإلكترونات وأشعة بيتا وأشعة

ألفا والنيوترونات وكل منها له تأثيرات معروفة ومحددة.
2- كمية الإشعاع فكلما زادت الكمية زادت احتمالية الآثار المتوقعة.
3- مدة التعرض فكلما زادت مدة التعرض زاد الأثر المتوقع.
4- المسافة بين مصدر الإشعاع وبين الشخص المتعرض فكلما قلت المسافة زادت الآثار المتوقعة.
5- العمر فتعرض الأطفال والمراهقين أخطر من تعرض البالغين.
خطر الإشعاعات النووية:
1- حدوث أنواع معينة من السرطان حيث أصبح معروفاً أن التعرض لجرعات عالية من الأشعة النووية قد يسبب زيادة في

حالات السرطان مثل سرطان الدم الحاد وسرطان الغدة الدرقية وسرطان الثدي.
2- حدوث التشوهات الخلقية لدى الأجنة فتعرض المرأة الحامل للأشعة النووية قد يعرض الجنين إلى تأثيرات خطيرة هذه

التأثيرات تعتمد على مرحلة الحمل التي تم فيها التعرض وعلى الجرعة فإذا كان التعرض في الأسبوع الأول للحمل فإن هذا

يؤدي إلى موت الجنين أما التعرض خلال الأسابيع الستة التالية التالية فإن ذلك قد يؤدي إلى تشوهات خلقية للجنين واخيراً

فإن التعرض للإشعاع في الشهرين الأخيرين للحمل لم يثبت أنه يسبب أي تشوهات خلقية للجنين. وهنا ينبغي التأكيد على

الأهمية القصوى لتوقي التعرض للإشعاع للمرأة الحامل وعلى كل امرأة حامل أن تبلغ الفريق الطبي بشكل كباشر عن

وجود أي احتمال ولو كان ضعيفاً لوجود حمل قبل تعريضها لأي نوع من الأشعة مع ملاحظة أن فحص الموجات فوق

الصوتية أو الرنين المغناطيسي ليس فيه أي تعرض للإشعاع لذا يستخدمان بأمان لفحص المرأة الحامل.
3- العقم عند تعرض الخصيتين المباشر للأشعة قد يحدث العقم والذي إما أن يكون مؤقتاً أو دائم حسب الجرعة.

يطلق اسم الإشعاعات المؤينة على جميع الإشعاعات النووية كالجسيمات المشحونة (البروتونات وجسيمات ألفا وبيتا

والإلكترونات) والإشعاعات الكهرومغناطيسية (الأشعة السينية وأشعة جاما) والنيوترونات وغيرها لأنها تقوم بتأيين الوسط

الذي تمر فيه مما يؤدي إلى تغيير في تركيب ذلك الوسط وهو ما نعبر عنه بالآثار الصحية .
فالجسيمات المشحونة تقوم بتأيين الوسط مباشرة عند المرور فيه وذلك بسب شحنتها الكهربية التي تحملها .
أما إشعاعات جاما فتنتقل طاقتها إلى إلكترونات الوسط الذي تمر فيه عن طريق أحد التفاعلات التي تم التعرف عليها في

موضوع تفاعلات جاما مع المادة .
أما النيوترونات فتنتقل طاقتها إلى الوسط إما عن طريق التشتت المرن واللامرن أو عن طريق امتصاص النيوترونات

وخاصة الحرارية . وحيث أن جميع أجسام الكائنات الحية تحتوي على نسب عالية من الهيدروجين فإن طاقة النيوترونات

تنتقل إلى أنوية الهيدروجين (البروتونات) ثم تقوم هذه الأخيرة بعملية التأيين .



4- السمية الإشعاعية والسمية الكيميائية

لكل نظير مشع وجهان : الأول خصائصه الكيميائية بغض النظر عن كونه مشعا أم غير مشع والثاني خصائصه الإشعاعية .

إذا علم ذلك فإنه من المتوقع أن تكون لكل نظير مشع سمية إشعاعية وأخرى كيميائية . فالرصاص مادة سامة كيميائيا وله

تأثيرات على الصحة خاصة على الدماغ والجهاز العصبي بغض النظر عن هل هو مشع أم لا ولكن الرصاص 210

بالإضافة إلى سميته الكيميائية له سمية إشعاعية حيث يطلق إشعاعات بيتا قد تؤدي إلى سرطانات في العضو الذي يتركز

فيه.
في العموم تكون السمية الإشعاعية أكثر أهمية من الكيميائية ولكن ليس دائما ، فمثلا اليورانيوم 238 له سمية كيميائية

تؤثر على الكليتين وبالتالي تؤدي إلى فشلها وتكون مصاحبة للهيئة المذابة ، وسمية إشعاعية وتكون مصاحبة للهيئة غير

المذابة وتكون الرئتين هما العضو الحرج وقد يؤدي إلى إصابتهما بالسرطان .

5- تركيب الخلية الحية تتكون جميع أعضاء الكائنات الحية من وحدات دقيقة تعرف بالخلية . وأهم مكونات الخلية هي

النواة والسائل المحيط بها والمعروف باسم السيتوبلازم وجدار الخلية . ويعتبر السيتوبلازم بمثابة المصنع للخلية في حين

تحتوي النواة على جميع المعلومات اللازمة لقيام الخلية بوظيفتها وتكاثرها . فالسيتوبلازم يقوم بتحويل الغذاء الذي يصله

إلى طاقة وجزيئات صغيرة . وتتحول هذه الجزيئات فيما بعد إلى جزئيات أكثر تعقيدا وهي التي تحتاجها الخلية لعمليات

التجديد والإنقسام . أما النواة فتحتوي على الكروموسومات والتي تعتبر تراكيب سلسلية طويلة من الجينات وتحتوي خلية

الإنسان على حوالي 46 كروموسوما . وتتكون الجينات من حامض ديوكسي ريبو نيوكليك ومن جزيئات بروتينية وتحمل

جميع المعلومات التي تحمل الصفات والمهام التي تقوم بها الخلية .
تقوم الخلايا بالتكاثر للمحافظة على النوع وتعويض ما يموت منها وكذلك لتلبية متطلبات النمو . ويتراوح عمر الخلية بين

عدة ساعات وعدة سنوات وذلك حسب نوع الخلية . ويحدث التكاثر عادة بطريقتين الأولى التكاثر اللآجنسي او الجسدي

والأخرى هي التكاثر الجنسي . ويحدث التكاثر اللاجنسي في خلايا الجسم العادية حيث يتضاعف عدد الكروموسومات طوليا

ثم تنقسم الخلية الأصلية إلى خليتين متشابهتين تماما للخلية الأصلية . أما التكاثر الجنسي فهو نوع خاص يحدث بين نوع من

الخلايا تعرف باسم خلايا التكاثر الجنسي وهي الحيوان المنوي في الذكر والبويضة في الأنثى . فعند تلاقي الحيوان المنوي

مع البويضة يتحدان وتتجمع كروموسوماتهما مكونين بذلك خلية جديدة تحتوي على الجينات (المواد المورثة) من كلا

الوالدين وتتكون بذلك البويضة المخصبة .

6- تفاعل الإشعاعات مع الخلية
عند سقوط الإشعاعات المؤينة على الخلية فإنها تؤدي إلى تأين بعض مكوناتها وخصوصا جزيئات الماء الذي يمثل الجزء

الأكبر في أي خلية حية . ويؤدي تأين جزيئات الماء إلى حدوث تغيرات كيميائية تؤدي بدورها إلى إحداث تغيرات في

تركيب وظيفة الخلية . ويمكن أن تظهر نتائج هذه التغيرات في الإنسان في شكل أعراض إكلينيكية كالمرض الإشعاعي أو

إعتام عدسة العين أو في الإصابة بالسرطان على المدى البعيد .
وهكذا تؤدي الإشعاعات المؤينة إلى إتلاف الخلية من خلال عدة مراحل معقدة ومختلفة نوجزها فيما يلي :

المرحلة الفيزيائيةوهي تتم خلال زمن قصير جدا (حوالي 10 –16 ثانية) وفيها تنتقل الطاقة من النوع المعين من

الإشعاعات إلى جزيئات اماء والخلية
حيث أن H2O+ أيون الماء الموجب ، و e- الإلكترون السالب .

المرحلة الفيزيوكيميائيةوتتم خلال زمن قصير (حوالي 10 –6) ثانية) بعد حدوث التأين ويحث خلالها تفاعل الأيونات

الموجبة والسالبة مع جزيئات الماء الأخرى فينتج عن ذلك مركبات جديدة . فعلى سبيل المثال يمكن أن يتحلل أيون الماء

الموجب مكونا أيون هيدروجين موجبا H+ وهيدروكسيد OH
أما الإلكترون فيمكن أن يتحد مع جزئ ماء متعادل مكونا بذلك أيون ماء سالبا .
إن جميع نواتج هذه التفاعلات هي مركبات معرفة بنشاطها الكيميائي الشديد .

المرحلة الكيميائيةوتستغرق هذه المرحلة عدة ثوان ويتم خلالها تفاعل نواتج المرحلة السابقة وهي الهيدروجين

والهيدروكسيد مع الجزيئات العضوية الأخرى في الخلية مما يؤدي إلى تكسيرها وإحداث التغيرات عليها . فمثلا يمكن أن

تتفاعل هذه النواتج مع الكرموسومات فتتحد معها أو تؤدي إلى تكسير تراكيبها السلسلية الطويلة وإحداث بعض التغيرات في

الجينات .
المرحلة البيولوجية ويتراوح زمن هذه المرحلة بين عدة دقائق وعشرات السنين . وتبدأ في هذه المرحلة طهور آثار

التغيرات الكيميائية التي حدثت في الخلية . وبعض هذه الآثار تتضمن الآتي :
1. موت الخلية
2. منع أو تأخر انقسامها أو زيادة معدل انقسامها .
3. حدوث تغيرات مستديمة في الخلية تنتقل وراثيا إلى الخلايا الوليدة .

التأثيرات البيولوجية للإشعاع: التأثيرات البيولوجية للإشعاعات المؤينة

يمكن تقسم التأثيرات البيولوجية للإشعاع حسب كمية الجرعة الممتصة إلى نوعين من التأثيرات : الأولى وتسمى التأثيرات

المبكرة وهي التي تنتج نتيجة استلام جرعات عالية من الإشعاعات كافية لإحداث تأثيرات بعد وقت قصير من التعرض .

والثانية : هي التأثيرات المتأخرة والتي تنتج عن جرعات منخفضة ومستمرة من الإشعاع .

1- التأثيرات المبكرة

التأثيرات المبكرة هي تلك التي تظهر أعراضها خلال فترة تتراوح بين عدة ساعات وعدة أسابيع من وقت التعرض لجرعة

كبيرة من الإشعاعات خلال زمن قصير . وترجع هذه التأثيرات إلى استنزاف جزء كبير من خلايا بعض أعضاء الجسم

بسبب موت هذه الخلايا أو بسبب منع أو تأخر انقسامها . الأمر الذي يؤدي إلى فقد العضو أو النسيج لوظائفه وإذا كان

النسيج أو العضو من الأجزاء الحيوية لاستمرار حياة الكائن الحي يكون الموت هو النتيجة الحتمية لهذا الكائن .
وعموما تنتج التأثيرات المبكرة أو الحادة كما يسميها البعض عندما تتجاوز الجرعة قيمة معينة (عتبة) حيث يزيد حدة

الإصابة بزيادة الجرعة ويبين الجدول التالي قيم العتبات لبعض التأثيرات الحتمية لإشعاعات جاما والإلكترونات .
الجرعة الممتصة في كامل الجسم جراي التأثير زمن الوفاة بعد التعرض
3-5 تلف النخاع العظمي 30-60 يوم
5-15 تلف الجهاز الهضمي والرئتين 10-20 يوم
أكثر من 15 تلف الجهاز العصبي 1-5 أيام

كما يبينه الجدول فإن معظم أمراض التأثيرات المبكرة إلى تلف خلايا النخاع العظمي أو الخلايا العصبية

*Neuromuscular) أو الخلايا المعوية (gastrointestinal) تبعا للجرعة الممتصة وأهم هذه

التأثيرات هي :

2- المرض الإشعاعي
يصاب الشخص الذي يتعرض لجرعة عالية من الإشعاعات المؤينة بالمرض الإشعاعي . وأهم أعراضه شعور الشخص

بالقيء والغثيان . وتبدأ أعراض هذا المرض في الظهور بعد ساعات قليلة من التعرض للإشعاعات . وقد تقصر مدة ظهور

الأعراض أو تطول وذلك حسب قيمة الجرعة الممتصة من الإشعاعات . فإذا كانت الجرعة الممتصة خلال فترة زمنية

قصيرة (عدة ساعات مثلا) في حدود جراي واحد فإنه يمكن أن تظهر الأعراض خلال ساعات قليلة .

تنتج أعراض المرض الإشعاعي عن تلف عدد كبير من الخلايا المبطنة للجدار المعوي وهو ما يؤدي إلى الإحساس بالقيء

والغثيان . يزداد احتمال الوفاة المبكرة بهذا المرض كلما زادت الجرعة الممتصة . فإذا كانت الجرعة في حدود 2 - 4

جراي فإنه يمكن أن تحدث الوفاة خلال فترة تتراوح بين أسبوعين وشهر .

وتجدر الإشارة إلى أنه لا توجد قيمة فاصلة بين الجرعات المميتة والجرعات غير المميتة . ولكن يمكن القول إنه إذا كانت

الجرعة أقل من حوالي 5, 1 جراي فإن احتمال الوفاة المبكرة يكون صغيرا . أما إذا زادت الجرعة عن حوالي 8

جراي فإن احتمال الوفاة المبكرة يكون كبيرا .

أما بالنسبة للجرعات التي تزيد على 10 جراي فينخفض زمن بقاء الإنسان (Survival time) إلى حوالي 3

- 5 أيام . ويبقى هذا الزمن في هذه الحدود نفسها حتى جرعات عالية جدا. وتؤدي الجرعات الإشعاعية في هذه المنطقة

إلى استنزاف وحشي لخلايا الجدار المبطن للأمعاء حيث يحدث فيه تلف شامل فتهاجمه البكتريا بوحشية . لذا تعرف هذه

المنطقة من الجرعات بمنطقة الوفاة الناتجة عن الالتهابات المعوية (gastrointestinal death)

وعموما يتناقص زمن البقاء على قيد الحياة بزيادة قيمة الجرعة الفعالة الممتصة .

4- تلف الجهاز المركزي العصبي (CNS) :
لا توجد بيانات كافية عن الإنسان في هذه المنطقة ولكن من النتائج التجريبية على الحيوانات ثبت أن الجرعات شديدة

الارتفاع تؤدي إلى ظهور أعراض تدل على حدوث بعض التلف في الجهاز العصبي المركزي . لذا تسمى هذه المنطقة من

الجرعات بمنطقة الجهاز العصبي المركزي (CNS) . ومع ذلك فقد ثبت أن الوفاة لا تتم في الحال حتى بالنسبة للحيوانات

التي تعرضت لما يزيد على 500 جراي .

5- الاريثيما Erythema :    وهناك تأثير آخر يظهر بمجرد التعرض للجرعات فوق الخطرة . ويعرف هذا التأثير

باسم الاريثيما (erythema) وهو عبارة عن احمرار الجلد . والجلد معرض للتعرض للإشعاعات أكثر من أي نسيج

آخر في الجسم خصوصا بالنسبة للإشعاعات السينية ذوات الطاقة المنخفضة وللإلكترونات (لأن قدرتها على الاختراق

صغيرة) . لذا فإن التعرض لجرعة مقدارها حوالي 2 جراي من الأشعة السينية ذات الطاقة المنخفضة يؤدي إلى الاريثيما.

وعند زيادة الجرعة يمكن أن تظهر أعراض أخرى كالحروق والتقيحات وغيرها .

وتجدر الإشارة إلى أن المستويات الإشعاعية الناتجة عن محطات الطاقة النووية أو عن وسائل التطبيقات الصناعية أو

الطبية للإشعاعات التي يتعرض لها العاملون تكون عادة أقل بكثير من تلك المستويات الإشعاعية الخطرة . ولكن يمكن

الحصول على الجرعة الخطرة نتيجة وقوع حادث نووي (نتيجة دخول صالة مفاعل مثلا بينما تكون إحدى قنواته مفتوحة

وغير ذلك كثيرا). ومع ذلك فإن الجرعات الصغيرة التي يحصل عليها العاملون أثناء عمليات التشغيل العادي يمكن أن تؤدي

إلى تأثيرات ضارة ولكن على المدى البعيد وهذا ما يعرف بالتأثيرات المتأخرة .

التأثيرات البيولوجية للإشعاع: التأثيرات المتأخرة
1- الكروموسومات ودورها في نقل الصفات الوراثية

تحوي النواة شبكة متراصة من الخيوط الصبغية الدقيقة التي تكون على هيئة 23 زوجا من الخيوط الدقيقة ، كل خيطين

متماثلين في الشكل والطول يرتبطان معا في نقطة واحدة وتسمى هذه الخيوط بالكروموسومات . ويتكون كل خيط صبغي من

مادة كيميائية هي الحمض النووي الديوكسي رايبوزي ويعرف اختصارا بـ DNA
وشكله يشبه السلم الحلزوني . ويحوي كل خيط على حبات مركبة من الحمض النووي تسمى المورثات التي تحمل الصفات

الوراثية ، وأن كل مورث ِّيحدد صفة واحدة فمثلا هناك مورِّث يحدد لون الشعر وآخر شكل العين وهكذا ، كما تحدد هذه

المورثات المعلومات الأساسية لعمل الخلية ودورها ووظائفها . وقد يشترك عدد من المورثات في تحديد صفة واحدة . إذا

الكروموسومات تحوي الصفات الوراثية والمعلومات الأساسية لكل خلية وهذه مهمة في حالتين من التكاثر : الأولى التكاثر

الجنسي الناتج من اتحاد خلية ذكرية وأخرى أنثوية لتكوين الجنين ، والثانية في تكاثر الخلايا وانقسامها لبناء الأنسجة

ومكونات الكائن الحي أثناء نموه ويسمى بالتكاثر الجسدي .
ففي الحالة الأولى تندمج الخلية الذكرية مع الخلية الأنثوية لتكوين اللقحة (الخلية الأولى للجنين) وتساهم كلا من الخلية

الذكرية والأنثوية بخيط واحد من كل زوج من الكروموسومات ليكونا نتيجة اتحادهما 23 زوج من الكروموسومات تحمل

الصفات الوراثية لكل من الأب والأم .
أما في التكاثر الجسدي فإن الخلية الواحدة تنقسم إلى خليتين متماثلتين ويتطلب ذلك انقسام الكروموسومات إلى الضعف

ليذهب نصف العدد إلى خلية والنصف الثاني إلى الخلية الأخرى .
وفي كلا الحالين (في الخلية التناسلية أو الجسدية) قد يحدث تغير سريع في المعلومات الوراثية الموجودة في الصبغيات

نتيجة لعوامل خارجية وبالتالي تتغير الصفات الوراثية أو المعلومات التي تحدد وظيفة الخلية ويسمى ذلك بالطفرة الوراثية

وقد يؤدي هذا إلى تحول الخلية إلى خلية سرطانية أو يحدث تغيرات غير مرغوبة في الجنين .


2- الإصابة بالسرطان:   
أصبح الآن معلوما أن فنيي الأشعة أو المرضى الذين تم علاجهم أو تشخيص أمراضهم بجرعات إشعاعات عالية نسبيا

معرضون للإصابة ببعض أنواع السرطان أكثر من غيرهم ممن لم يتعرض للإشعاعات . ولقد أدت الدراسات الحديثة

للمجموعات البشرية التي تعرضت للإشعاعات الناتجة عن القنابل الذرية أو المرضى الذين تم علاجهم بالإشعاعات النووية

أو عمال مناجم اليورانيوم إلى تأكيد قدرة الإشعاعات على تكوين السرطان .

والسرطان هو عبارة عن تضاعف (تكاثر) الخلايا في العضو المعين بمعدل فوق المعدل الطبيعي . ويتقد البعض أنه ناتج عن

تلف جهاز التحكم في الخلية مما يؤدي إلى انقسامها بمعدل أسرع من المعدل الطبيعي . وتحمل الخلايا الوليدة الصفة نفسها

فتنقسم بدورها بالمعدل السريع نفسه مما يؤدي إلى تكوين نسيج سرطاني يضر بالأنسجة العادية في العضو المعين .

وتقدير زمن احتمال الإصابة بالسرطان بسبب التعرض للإشعاعات عملية معقدة للغاية نظرا لعدم إمكانية فصل السرطان

الناتج عن الإشعاعات عن مثيله الناتج ذاتيا ولكن يبدو من بعض الإحصائيات أنه قد ظهر خلال مدة تتراوح بين 5 ، 30

سنة من وقت التعرض للإشعاعات . فبالنسبة لسرطان الدم (اللوكيميا) تفيد الدراسات أن المرض يستغرق في المتوسط

حوالي 5 سنوات من التعرض . أما بالنسبة للسرطانات الجامدة فقد أوضحت الدراسات تأخر ظهور السرطان لمدة تصل

إلى حوالي 20 - 30 سنة وربما أكثر . ونظرا للصعوبات المختلفة المتعلقة بمدى الإصابة وزمن ظهورها فقد أتفق

عالميا من وجهة نظر الوقاية الإشعاعية على أن أي جرعة من الإشعاعات - مهما قلت - تحمل معها احتمالا بالإصابة بهذا

المرض ولقد أمكن تقدير احتمال الإصابة بالمرض بالنسبة للمستويات الإشعاعية العالية . فقد تم عمل دراسات احصائية

دقيقة على المجموعات البشرية التي تتعرض لجرعات عالية من الإشعاعات كالأطباء وفنيي الأشعة وعمال مناجم اليورانيوم

. ولكن الدراسة الأكثر دقة هي تلك الدراسة التي أجريت على ضحايا التفجيرين النوويين على كل من هيروشيما وناجازاكي

عام 1945م . فقد تم دراسة العلاقة بين الجرعة الإشعاعية وبين نسبة الاصابة وذلك عند الجرعات العالية . أما بالنسبة

للجرعات المنخفضة فلا توجد بيانات إحصائية كافية عن الإنسان . يوضح الشكل التالي منحنى الإصابة بالسرطانات مع

زيادة الجرعة والزمن . وبناء على ذلك فإنه إذا كان احتمال الاصابة بالسرطان عند جرعة سنوية مقدارها 10 مللي

سيفرت هو حوالي ستة من كل 10000 شخص فإنه عند جرعة مقدارها 100 مللي سيفرت يصبح احتمال الإصابة هو

ستة من كل 1000 شخص .

إن الإحصائيات الحديثة على بعض المجموعات البشرية التي تعرضت للإشعاعات قد أوضحت أن معامل الخطورة بالنسبة

للإصابة بالسرطان أعلى بكثير مما كان يعتقد حتى نهاية الثمانينات من القرن العشرين . وقد أعطت النماذج المختلفة

معاملات مختلفة للخطورة تراوحت بين 4.5 و 12 حالة سرطانية لكل 100 فرد سيفرت . لذلك يستخدم الآن5.5

- 7 × 10-2 كمعامل متوسط للخطورة لكل 100 فرد سيفرت .


3- عتامة عدسة العين Cataract :

ومن بين التأثيرات المتأخرة الناتجة عن الإشعاعات هو تكوين عتامة في عدسة العين وهو المرض المعروف باسم الكتراكت

(cataract) . وتجدر الإشارة إلى أنه توجد قيمة معينة للجرعة المكافئة التي يحدث بعدها هذا المرض هي حوالي

150 مللي سيفرت . لذا يجب ألا تزيد الجرعة التي تتعرض لها العين طول حياتها عن هذه القيمة حتى لا تتعرض لهذا

المرض .

4- انخفاض متوسط العمر :
بالإضافة إلى ذلك فهناك بعض الحقائق (من التجارب على الحيوانات) التي تؤكد أن متوسط العمر ينخفض قليلا بالتعرض

للإشعاعات . ولقد أظهرت الإحصائيات التي تم إجراؤها على المجموعات البشرية التي تعرضت لجرعات عالية أن جرعة

فعالة مقدارها سيفرت واحد تؤدي إلى قصر عمر الإنسان بما لا يزيد عن سنة واحدة .

5- التأثيرات الوراثية للإشعاعات:

تنتج التأثيرات الوراثية للإشعاعات عن تلف الخلايا التناسلية . ويؤدي هذا التف إلى مجموعات تغيرات - تعرف باسم

التغيرات الوراثية (genetic mutations) في المادة الوراثية للخلية . وقد سبقت الإشارة إلى أن التكاثر

يحدث نتيجة إخصاب البويضة (ovum) بالحيوان المنوي (sperm) وبالتالي تحصل البويضة المخصبة على مجموعة

متكاملة من المواد الوراثية من كلا الوالدين . وبذلك يحصل الطفل على مجموعتين متتامتين من الجينات (genes)

بواقع مجموعة من كل والد . وقد وجد أن أحد العينات يكون هو الغالب (أو السائد) في حين يكون الآخر منحسرا والجينات

الغالبة هو التي تحدد الصفات الوراثية الشخصية

اسم الكتاب : الإشعاع الذري مصادره ، استخداماته ، مخاطره ، وطرق الوقاية منه
اسم المؤلف : د.محمد إبراهيم الجار الله
استاذ الفيزياء النووية بجامعة الملك فهد للبترول والمعادن
والمستشار غير المتفرغ بوزارة الصحة في مجال الوقاية من الإشعاع
الناشر : مكتبة العبيكان

محتويات الكتاب :
الفصل الأول :
اكتشاف الأشعة السينية

الفصل الثاني :
وحدات الإشعاع الذري وقياسه

الفصل الثالث :
الإشعاع الذري الطبيعي والمصنع

الفصل الرابع :
الإشعاع الذري للرادون

الفصل الخامس :
الإشعاع الذري والطاقة

الفصل السادس :
الإشعاع الذري في الطب

الفصل السابع :
الإشعاع الذري في التطبيقات الحياتية

الفصل الثامن :
تأثير الإشعاع الذري على الإنسان

الفصل التاسع :
حوادث تسرب الإشعاع الذري

الفصل العاشر :
اسس الحماية من الإشعاع الذري

الفصل الحادي عشر :
الحماية من الإشعاع الذري

والكتاب حقيقة يحتوي على كم كبير من الصور والرسومات التوضيحية والإحصائيات العلمية والرسمية ، كما يتميز

بالاسلوب السهل والقوي في نفس الوقت فهو مفيد لجميع افراد الأسرة ، ومفيد للمتخصص وغير المتخصص ، واعتبره كنز

معرفي في منزلي



https://zoom-teach.blogspot.com/2016/03/pdf_50.html





( التأثير البيولوجي للإشعاعات النووية) .

https://up.top4top.net/downloadf-9254minl1-pdf.html

التلوث الإشعاعي للغذاء ومخاطره الصحية

المقصود بالتلوث الاشعاعي الغذائي هو ما قد يحدث من تحول وتغير في البنية الفيزيائية والكيميائية للمواد الغذائية: فمن الممكن أن تنتج مركبات سامة أو تصبح بعض الذرات مشعة حيث يتناولها المستهلك فتتسبب في الكثير من الأمراض وخاصة السرطان.
كيف يحدث التلوث؟
يحدث التلوث في أي مرحلة من مراحل السلسلة الغذائية عندما تتعرض المواد الغذائية إلى مواد مشعة أو تختلط بها عن طريق مياه الري أو التربة أو الهواء الذي تعرض للاشعاع كالناتج مثلا عن حادث ذري كما حدث في انفجار مفاعل شيرنوبل في روسيا. فقد تعرضت بلدان بعيدة جدا عن مكان الحادث لأعراض الإصابة بالإشعاع ولم يقتصر الأمر على الإصابة المباشرة بل تعدى ذلك إلى ألبان ولحوم الأبقار ومحاصيل الحبوب والبطاطس وغيرها من المنتجات الزراعية والحيوانية في هولندا والسويد. مثل هذه المنتجات المصابة إذا استخدمتها أيد غير أمينة فقد تصل إلى أي بقعة في العالم حيث يمكن أن تسبب أضرارا لا حصر لها دون أن يحس المستهلك العادي بها.
ويحدث التلوث عندما تلقى النفايات والمخلفات النووية في أماكن غير آمنة ومحمية بحيث تتسرب إلى المصادر الطبيعية كمياه الأنهار أو البحيرات أو المياه الجوفية والبحار.
ومن مصادر التلوث أيضا عملية تشعيع الأغذية بغرض الحفظ بدلا من المواد الكيميائية والبيولوجية المستخدمة. وهذا يسبب انخفاض تكلفة التشعيع وسهولته من الناحية الفنية حيث تعرض المواد الغذائية إلي جرعات من الإشعاع لا تزيد عن الحد المسموح به وذلك بغرض بسترتها أو تعقيمها وتخليصها من الحشرات والقوارض. ويتم هذا بتعريض المحاصيل والمواد المراد حفظها إلى اشعاعات المخلفات النووية أو باستخدام أشعة- x.

كذلك يحدث التلوث عند تعرض المواد الغذائية لأفران الموجات القصيرة. وهنا تتعرض المواد المراد تسخينها إلى أشعة كهرومغناطيسية ترددها حوالي 2.5 جيجا هرتز حيث يجبر المجال الكهربي المتغير في الموجات جزيئات الماء في المادة المراد تسخينها على عمل ذبذبات عنيفة جدا (حوالي 2500 مليون ذبذبة في الثانية) فيؤدي ذلك (عن طريق الاحتكاك) إلى التسخين السريع. والجدير بالذكر هنا أن هذا الاهتزاز السريع يؤدي إلى تفتيت الجزيئات المحيطة بجزيئات الماء وتغير تركيب المادة الجزيئي وخصوصا الآلبان وحليب الأطفال فيفقد الطعام الكثير من قيمته الغذائية ويتغير طعمه ورائحته علاوة على انتاج مركبات سامة ناتجة عن تكسر الأحماض الأمينية والدهنية والبروتينات وغيرها من المكونات.

كذلك الموجات القصيرة الناتجة عن الأجهزة الكهربية مثل التيليفونات المحمولة والتي لها أضرار كثيرة لا مجال لذكرها الآن.

الأضرار الناتجة عن الإشعاع:
يسبب تعرض المواد للإشعاع أضرارا بالغة. ودرجة الضرر ونوعيته تعتمد على عوامل مختلفة مثل: نوع الإشعاع وطاقته وخواص المادة المتعرضة. فمثلا تضعف المعادن المستخدمة في المفاعلات ناتجة لتعرضها لفيض عالى من النيوترونات السريعة. وهنا يحدث إزاحة للذرات عن مواضعها الأصلية مما يغير من خواصها. كما أن مواد أخرى ممكن أن يحدث لها تأين بأشعة جاما أو أشعة X-.
كذلك للإشعاع تأثيرات بيولوجية ناتجة عن تأثير التأين على الخلايا حيث تختل وظائف الخلية عندما يتكون فيها عدد كبير من الأيونات النشطة نتيجة لعملية التأين. على سبيل المثال يمكن أن تتسبب أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل، الناتجة عن تأين الماء، في حدوث تفاعلات كيميائية تكسر الروابط في البروتينات والجزيئات الحيوية الأخرى. كما أن الإشعاعات المؤينة يمكن أن تؤثر مباشرة على الجزيئات الحيوية بأن تنزع الإلكترونات من تراكيبها. والتعرض لجرعات عالية من الإشعاع تكون خطيرة بسبب تلف عدد كبير من الجزيئات في الخلايا مما يسبب موتها. بالإضافة إلى أنه لو بقيت الخلية حيه فإنها تكون معطوبة مما قد يتسبب في انتاج خلايا معطوبة هي أيضا ما قد يؤدي إلى السرطان.
وينقسم الضرر الإشعاعي في الأنظمة البيولوجية إلى قسمين: جسدي (somatic) وجيني (genetic).
والضرر الجسدي هو ما يكون في أية خلية جسدية ماعدا الخلايا التناسلية. مثل هذا الضرر يمكن أن يؤدي إلى سرطان أو إلى تغير كبير في خصائص بعض الأعضاء عند التعرض لمعدلات مرتفعة من الإشعاع.
أما الضرر الجيني فيحدث في الخلايا التناسلية ويؤثر عليها فقط حيث يؤدي تلف الجينات إلى حدوث نتاج أو ذرية مشوهة. وبالتالى يجب اخذ الحيطة والحذر عند التعامل مع أشعة-x أو أشكال الإشعاع الأخرى المستخدمة في التشخيص.

تحميل كتاب الاشعاع الذري واستخدماته السلمية pdf


المحتويات
مقدمة عن الاشعاع الذري
نبذة تاريخية
مفاهيم اساسية في الفيزياء الذرية
مصادر الاشعاع المؤين
الاستخدمات السلمية للإشعاع
التاثيرات الحيوية للإشعاع الذري
الوقاية من الاشعاع
عصر الاكتشافات الاولية
النشاط الاشعاعي وتعريفة
تعريف الذرة ومكوناتها
اكتشاف الراديوم والبولونيوم
وضع وحدات لقياس النشاط الاشعاعي
اكتشاف انواع الاشعاع المؤين
ابتكار المفاعلات النووية
اختراع المعجلات النووية
عصر التطبيقات الطبية للاشعاعات
تعريف الاشعاع النووي
امثلة من مصادر اشعاع غير مؤين
طاقة الربط النووي
النظائر المشعة
الموجات الكهرومغناطيسية
أنواع الاشعاع النووي
الأشعة الكونية

https://up.top4top.net/downloadf-925jlx0x1-pdf.html

الإشعاع النووي

الإشعاع النووي ظاهرة فيزيائية ونشاط ذري طبيعي قوي يحدث داخل ذرات العناصر الثقيلة ذريا، وفيه تفقد النواة الذرية

بعض جسيماتها وتتحول ذرة العنصر إلى عنصر آخر أو إلى نظير آخر من العنصر نفسه.

الآثار الكارثية
يرجع تاريخ التلوث النووي إلى أواخر الحرب العالمية الثانية عندما ألقيت أول قنبلة ذرية على مدينة هيروشيما في سنة

1945 فقتلت وشوهت معظم سكانها، وحتى من نجوا منهم ظلوا يعانون من آثار الإشعاع النووي طيلة حياتهم.

ولا تقتصر عوامل التلوث النووي على ما تسببه التفجيرات النووية المتعمدة، بل إن هذا التلوث يحدث أحيانا بصورة غير

مقصودة نتيجة لتسرب الإشعاعات من مفاعلات الطاقة النووية عند حدوث حرائق أو انفجارات بها.

وتتوقف الأضرار الناتجة عن مثل هذه الحوادث على قرب المنطقة المتضررة من مركز الانفجار أو التسرب النووي،

ويصاب المتعرضون لها بحالات مرضية خطيرة، من أعراضها حدوث تمزقات في الجلد وقيء وغثيان ونزيف داخلي

وخارجي، وهي أعراض تنتهي غالبا بالموت خلال فترة قصيرة.

وفي المناطق البعيدة نسبيا من مركز التسرب قد تؤدي زيادة الإشعاعات عن معدلاتها إلى حدوث تسمم نووي بطيء لا تظهر

أعراضه إلا بعد عدة سنوات، ويؤدي هذا التسمم غالبا إلى الإصابة ببعض أنواع السرطان.

المواد المشعة
وأهم المواد المشعة التي تنتج عن الانفجار أو الانشطار النووي هي:

1- غاز الكريبتون: وهو يؤثر على كل جسم الإنسان ويسبب الإصابة بسرطان الدم، وقد يستمر تأثيره حوالي عشرين سنة

بعد حدوث الانفجار أو الانشطار النووي.

2- عنصر اليود الذي يتصاعد من الانفجار النووي بصورة غازية، وهو يمتص غالبا من الغدة الدرقية. ومن الممكن

التخلص منه بواسطة بعض العقاقير.

3- عنصر السترتشيوم: وهو شبيه بعنصري الكالسيوم والباريوم، ويتركز تأثيره غالبا على العظام فيصيبها بالسرطان، وقد

يستمر تأثيره حوالي 56 سنة.

4- السيزيوم: وهو يؤثر على كل الجسم، وخصوصا العضلات والكبد والطحال، وقد يستمر تأثيره لمدة ستين سنة.

ولا تقتصر أضرار التلوث النووي على آثاره المباشرة على حياة الإنسان وصحته، بل تمتد إلى تلويث أو تسميم كل جوانب

البيئة التي يعيش فيها من ماء وغذاء وتربة وصخور وملابس وأدوات وغيرها.

وتعرض الكائن الحى للإشعاعات النووية يؤثر على الذرات المكونة لجزيئات الجسم البشري، مما يؤدي إلى دمار هذه

الأنسجة بما يهدد حياة الكائن.

وتعتمد درجة الخطورة الناتجة من هذه الإشعاعات على عدة عوامل، منها نوعها وكمية الطاقة الناتجة منها وزمن التعرض

لها.

التأثيرات البيولوجية
ولهذه الإشعاعات نوعان من التأثيرات البيولوجية، أولهما يكون جسديا ويظهر غالبا على الإنسان حيث يصاب ببعض

الأمراض الخطيرة، مثل سرطان الجلد والدم وإصابة العيون بالمياه البيضاء ونقص القدرة على الإخصاب.

ثاني التأثيرات هو الأثر الوراثي ويظهر على الأجيال المتعاقبة، وظهر ذلك بوضوح على اليابانيين بعد إلقاء القنبلتين

النوويتين على هيروشيما ونغازاكي في سبتمبر/أيلول 1945 مما أدى إلى وفاة الآلاف من السكان وإصابتهم بحروق

وتشوهات، وإصابة أحفادهم بالأمراض الخطيرة القاتلة.

التخلص من النفايات النووية
يتم التخلص من النفايات النووية بعدة طرق تختلف وفقا لقوة الإشعاعات الصادرة منها، فالضعيفة والمتوسطة توضع بعد

تبريدها في باطن الأرض، حيث تحاط بطبقة من الإسمنت أو الصخور، وأحيانا تقوم بعض الدول بإلقائها في مياه البحار

والمحيطات.

أما النفايات ذات الإشعاعات القوية فتوضع في الماء لتبريدها ثم تدفن على أعماق كبيرة في باطن الأرض وفي أماكن بعيدة

عن العمران.

وهناك طريقة حديثة للتخلص من النفايات النووية القوية، حيث تحفظ في مواد عازلة من الخزف أو الزجاج من نوع

البوروسيلكات، ويتم ذلك بخلط النفايات مع مادة مكلسة، ثم تصهر عند درجة حرارة عالية، ويصب الخليط في أوعية من

الصلب غير قابل للصدأ وتدفن على أعماق كبيرة تحت سطح الأرض مع أخذ الحيطة، حيث إنها تظل مصدر خطر لفترات

طويلة.