تصفح

سبحان الله وبحمده سبحان الله العظيم ( 10 مرات ) كلمتان حبيبتان الى الرحمن وثقيلتان في الميزان






العودة   منتديات عالم الرومانسية > منتديات عامة > المنتدى العلمي - أبحاث علمية - بحوث علمية

المنتدى العلمي - أبحاث علمية - بحوث علمية تابع التقويم الدراسي 1436 وجميع مراحل الدراسة في السعودية منتدى العلوم و منتدى الرياضيات و منتدى لغتي و منتدى المواد الإسلامية والوصول السريع الى شبكة الرياضيات و موقع قياس و نظام نور ونماذج الاختبار التحصيلي ضمن نطاق المنتدى العلمي تطوير الذات


تقرير عن اشعة الفا

وجد العالم زوذروفورد Ruther ford عام 1897م أن الأشعات المشعة في المادة النشيطة ليست ذات طبيعة واحدة وأقترح تصنيفها إلى نوعين أشعاعات شديدة النفوذ أطلق عليها اسم الاشعاعات (بيتا B

إضافة رد
 
أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
قديم 01-13-2010, 07:33 PM   #1 (permalink)
شاب فني
رومانسي محبوب
 
الصورة الرمزية شاب فني
 

ADS
A 6 تقرير عن اشعة الفا









وجد العالم زوذروفورد Ruther ford عام 1897م أن الأشعات المشعة في المادة النشيطة ليست ذات طبيعة واحدة وأقترح تصنيفها إلى نوعين أشعاعات شديدة النفوذ أطلق عليها اسم الاشعاعات (بيتا B ) وإشعاعات أقل النفوذ اسماها الاشعاعات (الفا ).
وبعد تجارب ونظريات عديدة بين عام 1897م وعام 1900م.
وفي عام 1990 م . أكتشف فيلارد
Villard نوعاً ثالثاً من إشعاعات اليورانيوم وكانت هذه الإشعاعات أشد نفوذا من إشعاعات بيتا (B ) ولا تتأثر بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية وأطلق عليها اسم إشعاعات جاما (y ) كانت الإشعاعات تنفرج عاى البلورات وتشكل أهداب الانفراج وقيست أطوال أمواجها فكانت


محصورة بين
o.5Ao - 9o.oo5Ao فكانت بالتالي فوتونات تزيد طاقتها على عدة ملايين الإلكترون فولت وأطوال أمواج بعضها أقص من أمواج الإشعاعات السينية ويبين الشكل (1) تأثير مجال مغناطيسي شديدة على الإشعاعات المنبعثة في الخلاء من المادة النشيطة .




أشعة جاما (
Gamma)هي أشعة كهرومغناطيسية وبذلك تشبة الموجات الضوئية عدا أن طول موجتها أقل كثيراً من الطول الموجي للضوء وتحمل طاقة عالية جداً وتندفع بسرعة الضوء ولها قدرة عالية على اختراق أي جسم يعترض طريقها ولا يحجزها الا الواح سميكة من الرصاص .
وتنبعث أشعة جاما من النوي المشعة على شكل حزمات من الطاقة تدعى الفوتونات (
Photons) وعادة يصاحب إطلاق جسيمات في نفس المستوى ويمكن لأشعة جاما النفاذ خلال كل الأوساط تقريباً حيث أنها تقتل أية خلية حيه تمر خلالها لذلك فأنها تستخدم طبياً في قتل الخلايا السرطانية دونما الحاجة إلى جراحة في بعض الحالات وتعتبر أشعة (جاما) خطراً لانها تخترق الجسم بسهولة لتصل إلى الأعضاء الحيوية الداخلية فتؤذيها .
لذلك يجب أن تكون على حذر ولا نعرض أنفسنا للاضرار فلاتقف كثيراً تحت أشعة الشمس حتى لا نعرض أجسامنا للحروق والأضرار .
والعمال الذين يحتمل تعرضهم لاشعة جاما يحملون علامات مميزة من أفلام تتكون من طبقة فوتوغرافية حساسة لتوضح كمية الإشعاعات التي يتعرضون لها لتتوفر لهم الحماية اللازمة.
توجد الأن خمسة أقمار صناعية طراز "
Vela" الأمريكية على إرتفاع 100ألف كيلو متر لإكتشاف أشعة جاما الناتجة عن الإنفجارات النووية على الأرض ... من أجل التوصيات اللازمة لحماية من أخطارها



خصائص أشعة جاما :
كما ذكرنا سابقا تنبعث أشعة جاما النوى المشعة على شكل حزمات من الطاقة تدعى الفوتونات (
Potons) وعادة يصاحب اطلاق جسيمات بيتا في نفس المستوى وتكون لها طاقات في نفس المجال .
أن أشعة جاما تبلغ عدة آلاف من الإلكترون فولت إلى بضعة ملاين ، ولكنها مخالفة لجسيمات بيتا التي تبطئ عند فقدها الطاقة وينتهي الأمر بإرتباطهما بالذرة بينما تسير أشعة جاما بكافة طاقتها بسرعة الضوء أن أشعة جاما تفقد الطاقة خلال االإلتقاء التصادفي الذي ينتج عن قذف الإلكترونات من النواة وهي قد تفقد جميع طاقتها أو جزء منها خلال الإلتقاء وإذا ما تم فقد جزء من الطاقة فإن الباقي يستمر في السير خلال الفضاء بسرعة الضوء بصفة فوتونات ذات طاقة أقل وكلما زادت طاقة فوتونات جاما زادت طاقة الإلكترونات المتحركة والإلكترونات التي تم إنتقال الطاقة لها من قبل فوتونات أشعة جاما تولد التلف في الوسط(بواسطة تأين وتهيج الذرات) ومتى ما تحرر الإلكترون بواسطة الفوتون فإن الحدث الذي يلي ذلك يعتمد فقط على خواص الإلكترون وليس على فوتون جام الذي حررة .
كما أن قذف الإلكترون المشحون (
Energtic electron) بواسطة الفوتون الذي له طاقة مقدارها ( Mev1) مثلاً من النواة يعتبر تأين مفرد فقط . أن الإلكترونات عند تباطئها تولد عشرات الألوف من التأينات والتهيجات وأن التلف الناتج سوف يعتمد على عدد ونمط التوزيع الفضائي ( Spstial distribution)لهذه التأينات والتهيجات بدلاً من التأين المفرد الناتج من فوتون جاما .



الأشعة السينية نوعاً أخر من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يكون مشابهاً في خواص كثيرة لأشعة جاما .
والإختلاف الأساسي بينهما يتعلق بمنشأهما وبينما تنتج أشعة جاما من التغيرات الحاصلة في النواة فإن الأشعة السينية تنبعث عندما يحدث تغير في مدار الإلكترونات الذرية .


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 المدار
K 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 ((1
Mev 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
10-9
CM 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 1
mev 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 1
cm3المادة 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 (
Pairproduction):
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.








توجد تطبيقات كثيرة ومتعددة ومفيدة لأشعة جاما منها الآتي

التطبيقات الطبية لأشعة جاما:

تستخدم اشعة جاما في الطب لقتل الخلايا السرطانيةومنعها من النمو. حيث تنفذ اشعة جاما في الجلد وتعمل على تأيين الخلايا وهذا يسبب قتل تلك الخلايا. تُستخدَمُ في مجال الطبِّ .. لدراسة أمراضِ المخ .. والكبد .. والكُلَي .. والبنكرياس .. والغُدد الدرقيةِ .. وغير ذلك .
تتعرض هذه الأعضاء ُلجرعة بسيطة جدا بدرجة مدروسةٍ لتخترقَ الأعضاءَ بآلة تصويرٍ تعمل بأشعة " جاما " تُوضَعُ خارجَ الجسم .. كذلك يُستعملُ إشعاع" جاما " بصورة دقيقة فى مجال الطب لتدمير الخلايا السرطانيةِ الموجودةِ بالجسم .

التطبيقات الصناعية لأشعة جاما:
تستخدم اشعة جاما في الصناعة لفحص انابيب البترول واكتشاف نقاط الضعف فيها. حيث تستخدم اشعة جاما في تصوير هذه الانابيب بتسليط اشعة جاما على الانابيب ويوضع فيلم حساس خلف الانابيب وتتكون صورة الظل على الفيلم حيث تظهر مناطق الضعف بصورة مميزة مثل تصوير عظم الانسان بواسطة اشعة اكس. كما تستخدم اشعة جاما في تخليص المواد الغذائية المصنعة من الجراثيم والباكتيريا وغيره. وتستخدم اشعة جاما في المفاعلات والقنابل النووية وفى المجال الصناعى يُوضَعُ منبعُ شعاع " جاما " أمام الشىء المطلوب فحصُهُ .. وتُسَجَّلُ الصورةُ على لوح فوتوغرافى يوضَعُ خلفَ هذا الشئ المرادِ فحصُهُ .. للتأكد من اللِّحامات .. كشف العيوبِ الموجودة . تستخدمُ أشعة " جاما " لتعقيم معلَّباتِ الأغذيةِ المحفوظة المُحْكَمَةِ الغَلْقِ .. كذلك تستخدمُ الأشعة لتعقيم خيوطِ العمليات الجراحية .. لأن أشعة " جاما " تعملُ على قتل البكتيريا الضارةِ الكامنة مع عملية التغليفِ .. حتى لا تتلوثَ هذه المعلباتُ .

التطبيقات العلمية لأشعة جاما:

تستخدم اشعة جاما في تطوير المفاعلات والقنابل النووية والتجارب العلمية لكشف اسرار النواة يأمل فلكيون أن تساعد انفجارات من أشعة غاما تولد طاقة أقوى من كوادريليون شمس على التوصل إلى أغوار كونية سحيقة مغلفة في الغبار تعد الأرحام التي تولد منها النجوم. قال العلماء: ان أحد هذه الانفجارات ذات الطاقة الهائلة حدث هذا العام. والكوادريليون هو واحد وامامه 15 صفرا. ولا يعرف علماء الفلك الذين يحضرون مؤتمرا في بالتيمور حول انفجارات أشعة جاما سببا لهذه الظاهرة. ولكن قمرا صناعيا هولنديا ـ ايطاليا رصد احدها في 22 فبراير.
واكتشف لويجي بيرو العالم بالمجلس الإيطالي الوطني للأبحاث ومقره روما ان هذا الانفجار أحدث موجات صدمية انتشرت بسرعة مذهلة مثل فقاعة فضائية هائلة ولكن جدارا كثيفا من الغاز احتواها تماما. وقال بيرو: (الغازات الكثيفة لا توجد سوى في مناطق مكدسة جدا حيث تولد النجوم). وقالت فيونا هاريسون الفلكية بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: انه اذا كان هذا صحيحا فان انفجارات أشعة جاما يمكن أن تكون علامات كونية ترشد الى أماكن ولادة النجوم. أضافت: (انها علامات ارشادية الى حيث تتكون النجوم. علامات تومض خلال المادة المحيطة بها). وعلى خلاف الموجات الضوئية البصرية فان الغازات لا تعيق أشعة جاما التي تنفذ خلالها. واستطردت هاريسون تقول: (تفرخ النجوم في هذه السحب السديمية الجميلة المحيطة بها والتي تعيق رؤية النجوم نفسها.(واذا تفتت واحد من 100 من هذه النجوم الوليدة في انفجار بأشعة جاما فانه سيلمع ويمكن القول: ان نجوما قد تكونت). ويقول بيرو وهاريسون ان أكبر النجوم الوليدة يمكن أن تسمى انشطارات في أشعة جاما ولكنهما أكدا ان سبب هذه الظاهرة غير معروف. ويمكن تسميتها بالنجوم المستعرة وكتلتها أكبر من كتلة الشمس 50 مرة. تنفجر هذه النجوم الهائلة بمجرد ولادتها ولذلك يصعب رصدها. ولكن اذا كانت انفجارات في أشعة جاما فيمكن ملاحظتها من الأرض على مسافات بعيدة جدا. وأشار بيرو الى أن انفجار الثاني والعشرين من فبراير حدث على مسافة نحو عشرة مليارات سنة ضوئية من الارض. والسنة الضوئية طولها نحو عشرة تريليونات كيلومتر. ويذكر أن انفجارات أشعة جاما تم رصدها لأول مره في السبعينات بواسطة أقمار صناعية تراقب معاهدة حظر التجارب النووية. وحتى الان حدث 3000 انفجار توصل العلماء الى معرفة أماكن 40 منها فقط في الكون السحيق ويعتقدون انها تولد ثاني أكبر طاقة في الكون بعد الانفجار الاكبر.
ويصعب جدا حساب قوة هذه الطاقة ولكن العلماء يفترضون انه اذا أمكن استغلال واحد في المائة فقط من هذه الطاقة فانها تلبي احتياجات الارض لمدة كوادريليون سنة.
واذا وقع انفجار في أشعة جاما وسط مجرة درب التبانة وكان باتجاه الارض فان الطاقة المتولدة عنه تزيد عن طاقة الشمس 100 ألف مرة ومن شأنها القضاء على كل اشكال الحياة على كوكبنا.

خطورة أشعة جاما والحماية منها:

التعرض لأشعة جاما يسبب تأيين للخلايا البشرية وتتسبب بصورة رئيسية في الإصابة بالسرطان. ولوقاية الاشخاص الذين يعملون في مجال اشعة جاما يستخدم حاجز سمكه 1سم من الرصاص حيث ان له أكبر معامل امتصاص لهذه الاشعة.
تقطع اشعة جاما مسافات فلكية في الفضاء وتمتص هذه الاشعة فقط عند اصطدامها بالغلاف الجوي للكرة الأرضية. وبهذا يشكل الغلاف الجوي حماية للمخلوقات الحية من هذه الاشعة المدمرة وفي الشكل التوضيحي يبين تأثير الغلاف الجوي للأرض على الطيف الكهرومغناطيسي. نلاحظ أن الاشعة المرئية فقط هي التي تعبر الغلاف الجوي بينما الأطوال الموجية الأقصر تمنع من الوصول لسطح الأرض وذلك لأنها تمتص بواسطة طبقة الأوزون في الغلاف الجوي.

ماذا يمكن أن نرى بواسطة اشعة جاما؟
توضح الصورة المقابل كيف صورة للقمر باشعة جاما حيث يبدو موهجاً كالشمس، إن الرؤيا بواسطة مراصد تعمل باشعة جاما يتعطينا صورة لما يحدث في اعماق المجرات والنجوم والأجرام السماوية، حيث يطمح علماء الفلك من دراسة طيف اشعة جاما المنبعثة من تلك الأجسام فتح افاق جديد في الفيزياء والتحقق من النظريات التي تفسر نشأة الكون.
وأشعة جاما هامة جداً لعلماء الفلك لدراسة التفاعلات الكونية وهناك فلك خاص باسم (أشعة جاما)


أشعة جاما في الطبيعة

في الطبيعة تنتج اشعة جاما من الشمس نتيجة للتفاعلات النووية وتصل طاقة اشعة جاما إلى مليون الكترون فولت. وتعتبر المجرات السماوية والنجوم المنتشرة في الفضاء من مصادر اشعة اكس. ويعمل علماء الفلك على دراسة هذه الاشعة بواسطة مراصد مخصصة لهذا الغرض لفهم اسرار هذا الكون. كما ان العناصر المشعة مثل ليورانيوم تنتج أشعة جاما باستمرار.

آلية تأثير أشعة جاما على الكائنات الحية الدقيقة:

تستخدم وعلى نطاق واسع أشعة جاما في تطبيقات التعقيم في الصناعات الطبية والصيدلانية والغذائية وتعقيم النفايات وذلك لقدرتها على قتل الأحياء الدقيقة.
ويتم تدمير الأنظمة الحيوية بفعل إشعاعات جاما عن طريقين هما:
التفاعل الغير مباشر والتفاعل المباشر (وهذان المصطلحان يطلقان لوصف تأثير أشعة جاما على مركبات منفصلة كالأنزيمات والأحماض النووية ولا يستخدمان لوصف التأثير على الكائن الذي نظامه الخلوي معقد التركيب الكيميائي كالخلية البكتيرية والفطرية).
التفاعل الغير مباشر يقصد به تأثير أشعة جاما المؤينة على جزيئات تتحول بعد امتصاصها لأشعة جاما إلى جزيئات أو جذور وإلكترونات تؤدي إلى إحداث تفاعلات كيميائية مدمرة للنظم الخلوية (
Gazso,1997) تحقق التفاعل الغير مباشر بتأثير أشعة جاما على المذيبات، ولما كان الماء هو المذيب الأساسي للنظم الحيوية فإن الأثر الغير مباشر ينتج بالتالي من نواتج تأين جزيئات الماء إشعاعياً حيث الجذور النشطة جداً والإلكترون المائي كما في المعادلة التالية:
H2O -----àH2O +e
H2O------àOH + H
حيث اُقترح أن الجذر OH- يلعب أكبر أثر في التفاعل الغير مباشر وذلك بتفاعله مع الجزيئات الحيوية، أما الإلكترون المائي الحر فقد قللت بعض الأبحاث من دوره في تفاعلات الأثر الغير مباشر (Alpen, 1990) وفعّلت بعض الأبحاث دوره إلى درجة وضعه في مرتبة جذر الهيدروكسيل OH- في التأثير (Gazso, 1997) .

والمعادلات التالية توضح بعض التفاعلات الممكنة للجذور الطبيعية والإلكترون المائي المتولدة من تأين جزيء الماء إشعاعياً مع جزيئات مهمة خلوياً أو حيوياً:
تفاعلات استخلاص الهيدروجين:
R–H+H.---------àR.+H2
R-H+OH.-------àR.+H2
تفاعلات الفصل:

R–NH3++e--------àR.+NH3
R–NH2+H.--------àR. +NH3

تفاعلات الإضافة:

R – CH = CH – R + OH.------à RCHOH – CH. - R
كما أن نواتج التفاعلات السابقة يمكن أن تدخل في تفاعلات أخرى مهمة مثل:

تفاعلات الاستعادة غير الأنزيمية للجزيئات الأصلية المحوّرة بفعل نشاط الجذور المتحررة بعد تأين الماء إشعاعيا:
R. + R - SH ------àR-H+R-S
وتفاعلات إعاقة الاستعادة غير الأنزيمية للجزيئات الصلبة حيث يتفاعل جزيء الأكسجين (O2)مع الجذور المتكونة من تفاعلات استخلاص الهيدروجين والفصل وينتج من اتحاد هذه الجذور مع (O2) تكون بيروكسيد الجذر الأكثر ثباتاً وتحملاً للاسترداد، والتفاعل مع (O2) تفاعل نهائي غير عكوس:

R. + O2 ----à R.+ Peroxide
أما التفاعل المباشر فيقصد به التغير في الواقع الجزيئي للأهداف الخلوية من عضيات وجزيئات نشطة بفعل الأشعة المؤينة وليس بفعل جزيئات وجذور نشأت من تعرض جزيئات أخرى للأشعة المؤينة .

وغالبا يشار بعبارة الدمار الإشعاعي المباشر أو التفاعل المباشر إلى الأثر التدميري للأشعة المؤينة على المادة الوراثية للخلية لأنها أكبر هدف جزيئي في الخلية.
إن الـ(
DNA) مكوّن من الجزيئات التي تحمل المعلومات الوراثية المعنية بالتضاعف والتجديد والانقسام وغيره من الوظائف المهمة خلوياً لذا فإن فقدها أو التأثير فيها يعدّ أمراً مؤثراً على بقاء الكائن وقدرته على الاستعمار، كما أن قدرة الخلية على الأيض قد تُفقد بسبب كسر الروابط وكسر السكر الفوسفاتي ودمار القواعد النيتروجينية.
ويمكن مجهرياً عند فحص الخلية أثناء انقسامها ملاحظة التغير في تركيب الكروموسوم نتيجة للتعرض لأشعة جاما، ولو شععت الخلية بعد انقسام الـ(
DNA) فإن أحد الكروماتيدين قد يظهر عليه تغير لا متماثل.
ونستدل على دمار الـ(
DNA) بفعل الإشعاع بالتالي:
- في الكائنات الحية البسيطة كالفاج(
phage) والفيروسات عموماً توجد علاقة كمية بين دمار مادتها الوراثية وتوقف وظائفها الحيوية.
- في الكائنات الحية الأكثر تعقيداً كالبكتيريا فإن علاقة دمار الـ(
DNA) بفقد الوظائف الحيوية يتضح أيضاً ولكن هذه العلاقة معقدة نوعاً ما.
- أن قدرة خلايا الأحياء الدقيقة على معاودة النمو بعد تثبيطه بالأشعة عائد إلى إصلاح دمار الـ(
DNA).
- الكائنات الحية الدقيقة التي عرف عنها أن قدرتها على إصلاح الـ (
DNA) ضعيف تظهر حساسية أكثر للإشعاع.
- الكائنات الحية الدقيقة تزداد حساسيتها للإشعاع إذا عوملت بمواد مؤثرة على قدرتها على إصلاح الـ (
DNA ).


منقول



شاب فني غير متصل   رد مع اقتباس
إضافة رد

أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

ضوابط المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

كود [IMG]متاحة
كود HTML معطلة
Trackbacks are متاحة
Pingbacks are متاحة
Refbacks are معطلة


المواضيع المتشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
ما اصعب ان تبكي بلا دموع وما اصعب ان تـ..! احزان عاشق الشعر و همس القوافي 4 12-09-2008 12:38 PM
اصعب ابتسامه غروك و صوبي قربوك المنتدى العام - نقاشات و حوارات جاده هادفة 0 06-27-2007 08:13 PM
اصعب حب البرنس321 خواطر , عذب الكلام والخواطر 5 10-17-2006 01:39 AM
اصعب حب ...؟ @النجم الخاطر@ المنتدى العام - نقاشات و حوارات جاده هادفة 2 08-25-2005 06:10 AM


الساعة الآن 06:37 AM


Powered by vBulletin® Version 3.8.7
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd diamond

Search Engine Friendly URLs by vBSEO 3.6.0