عرض حول المواد الاشعاعية :المزايا و الاخطار

التصميم المقدمة مزايا المواد الاشعاعية . أخطار المواد الاشعاعية. وسائل الوقاية من المواد الاشعاعية .

مقدمة : مع بداية استغلال الإنسان للطاقة النووية قبل أكثر من خمسين سنة واجهت البشرية نوعا جديدا من الكوارث لم تكن معروفة من قبل وتضمنت لغات العالم جميعا مصطلحات جديدة لم تكن مسموعة كالحماية الإشعاعية والمخاطر النووية وقد حظيت قضايا المخاطر النووية باهتمام الناس على كل مستوياتهم نظرا للرعب النووي الذي خلفه تفجير أول قنبلة نووية في هيروشيما-اليابان في 6/8/1945 وقنبلة ناكازاكي في 9/8/1945 عند نهاية الحرب العالمية الثانية كما أدرك العلماء العاملين في الفيزياء النووية والمسئولين السياسيين والعسكريين مخاطر الطاقة النووية وخصائصها التدميرية جنبا إلى جنب مع منافعها ومردداتها الإيجابية.  أدى الرعب النووي إلى قيام الجمعية العامة للأمم المتحدة إلى إنشاء اللجنة العلمية لدراسة تأشيرات الأشعة الذرية عام 1955 لدراسة مخاطر الإشعاعات على الإنسان ثم شكلت الوكالة الدولية للطاقة الذرية عام 1957 التي تقوم بتطوير التطبيقات السلمية لهذه الطاقة في كافة المجالات النافعة للبشرية وقامت معظم دول العالم لجانا أو مؤسسات وطنية لرعاية جوانب الحماية من الإشعاع والكوارث النووية

الإشعاعات الذرية : مصادر الإشعاع الذري: الإشعاع الذري الطبيعي ويقصد به الأشعة الكونية الواردة من الفضاء الخارجي والعناصر المشعة الموجودة في القشرة الأرضية . الإشعاع الذري المصنع ويقصد به الإشعاع الناتج عن التفجيرات النووية ومفاعلات ومحطات الطاقة الطبيعية والمصادر والمنتجات الاستهلاكية التي تحتوي على مواد مشعة.

أنواع الإشعاع :

اشعاعات ألفا α: وهي غير قادرة على اختراق الجلد -أشعة بيتا ß تستطيع المرور عبر نسيج الجسم البشري لمسافة 1-2 سنتيمتر -أشعة جاما لا يستطيع إيقافها إلا الرصاص السميك أو طبقة كثيفة من الماء

مزايا المواد الإشعاعية

حفظ الأغذية بالإشعاعات : تبلغ نسبة التلف الناتج عن تخزين المواد الغذائية ما بين 30 - 50 % من جملة الإنتاج فى مصر . وتعتبر هذه النسبة عالية خاصة فى دولة تواجه مشكلة المعدل المرتفع للزيادة السكانية .وقد ثبت أنه يمكن إطالة مدة تخزين المنتجات الغذائية دون تلف عند تعريض هذه المنتجات لجرعات إشعاعية معينة دون حدوث أي أضرار أو آثار جانبية سواء للبشر أو الحيوانات الذين يتناولون تلك الأغذية . فقد تم إجراء العديد من التجارب على أنواع مختلفة من الحيوانات بعد تغذيتها بالكامل بأغذية محفوظة بالإشعاعات بجرعات إشعاعية تصل إلى أكثر من 2.5 مليون راد Rad ولم تظهر عليها أي أعراض مرضية .   وقد أثبتت التجارب أنه يمكن زيادة مدة التخزين للعديد من المنجات الغذائية كالبصل والبطاطس والبقوليات والحبوب والفاكهة والمعلبات سواء السميكة أو غيرها لمدد تتراوح بين عدة أسابيع وعدة شهور .   مقاومة الحشرات والآفات بالإشعاع : يعتبر وجود بعض أنوع الحشرات نافعاً وذلك على التوازن الطبيعى ، وعلى الرغم من ذلك فهناك أنواع كثيرة من الحشرات تتجاوز أضرارها منفعتها وتشكل خطورة كبيرة على حياة البشر والنباتات وعلى موارده الاقتصادية . وتشكل الكميات المفقودة من الإنتاج الزراعى العالمى بسبب الحشرات والآفات الزراعية أكثر   من 10% من الإنتاج الكلى أي ما يعادل إنتاج دولة عظمى كالولايات المتحدة الأمريكية. وعلى الرغم من تطور المبيدات الكيميائية Pesticides   لمقاومة الآفات والحشرات إلا أنه قد ثبت أن فاعليتها ليست كافية وذلك لعدة أسباب أهمها : أ- تولد مناعة لدى بعض الآفات والحشرات ضد هذه المبيدات . ب- تترك معظم المبيدات بقايا المواد السامة على المحاصيل مما يشكل خطورة على حياة البشر والكائنات الأخرى . ج- تلوث البيئة بسموم المبيدات لذا فقد انتشرت عملية استخدام الإشعاعات المؤينة لمقاومة الآفات خلال السنوات الأخيرة وقد أثبتت نجاحاً كبيراً فى بعض الميادين

وتتمثل هذه العملية فى تعقيم ذكور الحشرات بأعداد كبيرة وذلك  بتعريضها لجرعات إشعاعية عالية من إشعاعات جاما . ثم يتم إطلاق هذه الذكور بعد التعقيم لتنافس الذكور غير المعقمة على الإناث الموجودة فى المنطقة الموبوءة . وعند تقابل الذكور المعقمة مع الإناث لا تحدث عملية التناسل . وبتكرار إطلاق أعداد كبيرة من الذكور المعقمة تقل كمية الحشرات فى المنطقة الموبوءة بسرعة كبيرة . وقد نجحت العديد من التجارب فى القضاء على ذبابة الفاكهة فى جزيرة كابرى بإيطاليا ، وعلى ذبابة الدودة اللولبية فى الولايات المتحدة وهى ذبابة تضع بيضها على جروح الحيوانات فتؤدى إلى قتلها .  وأدت هذه الطريقة إلى توفير عدة عشرات بل ومئات الملايين من الدولارات فى العديد من دول العالم . وهناك الآن مشروع كبير تشترك فيه الوكالة الدولية للطاقة الذرية مع كل من فولتا العليات وتنزانيا ونيجيريا للقضاء على ذبابة تسيتسى Tse Tse التى تستوطن جنوب الصحراء الأفريقية وتؤدى عند لدغها إلى نوع من الشلل يصيب الإنسان أو الحيوان وهو المرض المعروف بمرض النوم

التصوير الاشعاعي للصناعة :  التصوير الاشعاعي للصناعة : يستخدم التصوير بالأشعة السينية فى عدة مجالات صناعية كطريقة أساسية لإجراء اختبارات الجودة على المنتجات الصناعية دون إتلافها . ولكنه نظراً للقدرة الاختراقية الصغيرة للأشعة السينية ولكبر حجم الجهاز الذى يصدر هذه الإشعاعات فقد حلت محلها إشعاعات جاما ، حيث يمكن عمل مصدر من النظائر المشعة لا يزيد حجمه عن 2×2×4م3 ويمكن استخدامه بكفاءة أعلى من كفاءة الأشعة السينية لاختبار الأنابيب الطويلة حيث أصبحت هذه الطريقة المعتمدة لاختبار الأنابيب المستخدمة لخطوط أنابيب الزيت أو الغاز.ويعتمد هذا الاختبار على اختلاف درجة امتصاص الأشعة تبعاً لكثافة الوسط المارة به كذلك يمكن تحديد الشروخ الموجودة بالمنتج دون اللجوء إلى تدميره كما تستخدم أيضاً النيوترونات حيث يتوقف معامل امتصاصها على نوع العنصر . فبعض العناصر الخفيفة تمتص النيوترونات البطيئة بشدة . لذا يستخدم التصوير النيوترونى للكشف عن وجود أي كميات صغيرة من المواد ذات الكثافة المنخفضة داخل مادة عالية الكثافة .

الصناعة البترولية والتعدين :نتاج عمليات تكرير البترول إلى إضافة بعض الكيماويات التى تستخدم كعامل مساعد . وتتأثر هذه الكيماويات الوسيطة بمادة الفانيديوم الموجودة فى الزيت الخام . وفى الوقت الحالى تستخدم عملية التحليل التنشيطى بالنيوترونات للتحقق من كفاءة التكرير الأولى عن طريق التعرف على بعض العناصر الموجودة بالزيت الخام. كذلك تستخدم الإشعاعات فى عمليات اكتشاف آبار البترول والمناجم والثروات الطبيعية الأخرى مثل الحديد والنحاس والنيكل والرصاص والزنك والفحم وغيره . كما تدخل الإشعاعات والطرق النووية فى العديد من الصناعات المعدنية .

تحديد عمر الأثريات: تتحلل العناصر المشعة بمعدلات تتبع قوانين إحصائية محددة فبعضها يتحلل تصف عدد ذراتها فى زمن قدره 14 بليون سنة مثل نظير الثوريوم 232 ( s232Th) والبعض الآخر في زمن قصير نسبياً بالساعات أو الدقائق أو الثوانى . ومن أهم هذه العناصر عنصر الكربون 14 (s14C7) وهو نظير للكربون 12 ( s12C6) العادى ويختلف عنه أن نواته أثقل والنسبة بين عدد ذرات s14C و  s12C نسبة ثابتة لا تتغير وهى موجودة فى غاز ثانى أكسيد الكربون .   وتحتوى كل المواد العضوية الحية على هذه النسبة الثابتة من عنصرى الكربون رغم تحلل الكربون 14 بسبب عملية تبادل ثانى  أكسيد الكربون المستمر مع الوسط المحيط   وعندما يموت أي كائن حى سواء كان حيواناً أم نباتاً تتوقف عملية التبادل وبالتالى يتوقف امتصاص كربون 14 من الوسط المحيط ويظل هذا العنصر فى تحلل مستمر بسبب انطلاق جسيمات بيتا منه .  وبذلك تقل نسبة عدد ذرات s14C إلى عدد ذرات s12Cوبقياس كمية الكربون 14 فى أي كائن بعد موته يمكن حساب الزمن الذى مضى على موت هذا الكائن . ويمكن تحديد أعمار تصل إلى 25 ألف سنة .

التصوير الإشعاعي في الطب النووي التشخيصي :   النظائر المشعة فى التشخيص الطبى : نتيجة لتطور إنتاج النظائر المشعة ذات الأعمار النصفية المختلفة ولتطور  الطرق والأجهزة النووية أمكن فى السنوات الأخيرة استخدام هذه الطرق فى تشخيص  العديد من الأمراض مثل : 1- فحوص الغدد 2- الفحوص الكلوية 3- فحوص الأوعية الدموية وكيفية سريان الدم فى أعضاء الجسم المختلفة   4- فحص القلب 5- الفحوص المعوية 6- الفحوص الرئوية 7- فحوص الكبد والبنكرياس 8- فحوص المخ 000 وغيرها كثير . ويمكن استعراض مدى اتساع مجال استخدام المواد المشعة فى الطب وذلك بذكر أنواع الفحوص والعلاجات التى تتم بصفة يومية فى العديد من المستشفيات باستخدام اليود المشع .  وأنواع هذه الفحوص والعلاجات هي :-1-  فحص معدل امتصاص اليود المشع .2-  فحص معدل استهلاك اليود . 3-  فحص معدل تحول اليود فى بلازما الدم .  4-  فحص مدى استجابة مريض الغدد للعلاج .  5-  فحص مدى الاستجابة للعلاج بأدوية اليود . 6-  فحص مدى الاستجابة للعلاج باليود المشع .   كذلك تستخدم الطرق التحليلية النووية لإجراء العديد من الفحوص لقياس الهرمونات ، والأنزيمات ، والفيروسات ، وبعض الأمصال البروتينية والمواد الأخرى فى دم الإنسان وفى شتى أعضاء جسمه دون تعرض المريض لأى جرعة من الإشعاعات حيث تؤخذ العينة ثم يتم تحليلها إشعاعياً فى المعامل . التصوير الإشعاعي في الطب النووي التشخيصي : تتلخص طريقة التشخيص بالتصوير الإشعاعي في حقن المريض بمادة مشعة تكون عادة ذات عمر نصف صغير ثم القيام بعد النشاط الإشعاعي الصادر من العضو تحت الاختبار لمعرفة توزيع النشاط الإشعاعي فيه. ويعتبر هذا التوزيع علامة مميزة للحالة الصحية لهذا العضو . ويقاس النشاط الإشعاعي الصادر من العضو عن طريق وسيلتين تعتبر من أحدث الوسائل وهي الجاما كاميرا gamma camera  وكاميرا البوزترون Positron emission tomography microelectronics لاستحداث أنظمة كهربائية متكاملة ورفع كفاءة الدوائر المتكاملة Integrated circuits .

كما يستخدم كل من اليود المشع أو الفسفور المشع فى علاج اللوكيميا كما يستخدم كل من اليود المشع أو الفسفور المشع فى علاج اللوكيميا . كذلك تستخدم إشعاعات جاما والنيوترونات والأيونات الثقيلة فى علاج بعض الأمراض السرطانية أو فى وقف نموها . كذلك تستخدم هذه الإشعاعات فى مرحلة ما بعد إجراء الجراحات السرطانية . تعقيم الأدوات الطبية تستخدم الإشعاعات استخداماً واسعاً وأساسياً لتعقيم العديد من الأدوات والمعدات الطبية التى يصعب تعقيمها بالبخار أو الحرارة أو التى يمكن  أن تتأثر نتيجة لتعقيمها بالغازات أو الكيماويات . وتستخدم لهذا الغرض  إشعاعات جاما الصادر من مصدر كوبالت 60 وللتعقيم بالإشعاعات عدة  مزايا بالمقارنة بالتعقيم بالطرق التقليدية .

وأهم هذه المزايا ما يلى : أ- قلة التكلفة بالنسبة لطرق التعقيم الأخرى كالبخار أو الحرارة .  ب- تغلف الأدوات والمعدات المطلوب تعقيمها داخل غلاف محكم لا يدخل إليه الهواء أو الميكروبات . ثم تعرض المُعدة داخل الغلاف لإشعاعات جاما فتخترق إشعاعات جاما الغلاف وتتم عملية التعقيم والمُعدة فى الداخل مما يؤدى إلى إمكانية زيادة مدة الحفظ دون فقد التعقيم طالما كان الغلاف محكماً . ج- إن التعقيم بالإشعاعات لا يؤدى إلى رفع درجة حرارة المُعدة أو الأداة . لذا فهو يعتبر تعقيم على البارد وهذا يمكن من تعقيم جميع الأدوات والمواد الحساسة للحرارة مثل البلاستيك والمواد العضوية . ويعتبر التعقيم بالإشعاعات هو الطريقة الوحيدة لتعقيم المواد العضوية . د- يمكن إجراء التعقيم بالإشعاع بطرق آلية بسيطة حيث أن زمن التعرض هو العمل الوحيد فى العملية

المعالجة الإشعاعية للمواد: تستخدم أشعة جاما وكذلك شعاع إلكترونى فى المعالجة إشعاعية للمواد مثل البلاستيك والمطاط وغيرها لتغيير خواصها التقليدية واكسابها خواص جديدة على سبيل المثال مقاومة كهربية وميكانيكية عالية وهذه الطريقة هي أساس تكنولوجيات إنتاج مواد جديدة. ويعتبر تطعيم المواد بالأيونات  بعد تعجيلها أو زرع أيونات تطعيم عملية كيميائية جافة نظيفة حيث تستقر الأيونات داخل الهدف وترتبط معه فى التركيب الجزيئي فتغير بذلك خواصه الإلكترونية . ويمكن التحكم بدقة كبيرة فى عدد الأيونات المنزرعة وكذلك موقعها فى المادة ونستخدم هذه الطريقة فى تصنيع مواد أشباه الموصلات للتحكم فى خواصها الضوئية والكهربية لإنتاج الخلايا الضوئية وكذلك فى مجال الميكروإلكترونكس لاستحداث أنظمة كهربائية متكاملة ورفع كفاءة الدوائر المتكاملة.

أخطار المواد الإشعاعية

إن سلاح واحد تحمله وسيلة نقل واحدة يمكنه إبادة معظم السكان وأن يدمر البنية الطبيعية لمنطقة أو مدينة بكاملها وزاد في تفا قم الخوف من الإشعاعات وهو القاتل غير المرئي الذي يضرب ضحاياه لا على الفور بل على امتداد الأيام والأشهر والسنين وحتى الأجيال التالية.              يمكن توضيح أخطار الثلوت الإشعاعي كما يلي:

على الصحة: إن تعرض أي كائن حي إلى الإشعاعات النووية يحدث تأينا للبذرات المكونة لجزيئات الجسم البشري مما يؤدى إلى دمار هذه الأنسجة مهدده حياة الإنسان بالخطر . وتعتمد درجة الخطورة الناتجة عن هذه الإشعاعات 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 ونجازاكى في سبتمبر1945 .

مما أدى إلى وفاة الآلاف من السكان وإصابتهم بحروق وتشوهات وإصابة أحفادهم بالأمراض الخطيرة القاتلة . ويجب مراعاة عدم تعرض المرأة 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 (الريم وحدة قياس الإشعاع الممتص ) ويتعرض الإنسان إلى الكثير من مصادر الإشعاع في الحياة اليومية للأشعة الكونية الصادرة من الفضاء الخارجي وتعرضه للإشعاعات الضارة خلال تعامله مع النظائر المشعة سواء في مجالات الطب و الصناعة و الزراعة وتعد هده النظائر من العوامل الرئيسية للثلوت النووي.

على البيئة: -تأثير إشعاعي : و هو بسبب ما ينتج من إشعاع، تكمن خطورته في إمكانية انتقال المواد المشعة إلى مسافات بعيدة عن موقع الحادث عن طريق الجو و مصادر المياه و التراب إضافة إلى المدى الزمني الطويل لآثارها قد تصل إلى آلاف السنين. - تأثير الهزة الأرضية: يؤدي التفجير النووي إلى هزات أرضية قوية مثل الزلازل تماما. - تأثير حراري : و هو بسبب الحرارة الناتجة من الانفجار و الأشعة تحت الحمراء المسببة للحرائق. -النفايات النووية.

إذا كانت هذه النفايات تحتوي على عنصر مشع و نعرف أن فترة نصف الحياة لاي عنصر كيميائي مشع تقدر بمئات او ملايين السنين، فإن الوصول إلى مرحلة موته وعدم تأثيره يتطلب مرور عشرة مراحل من أنصاف الحياة أي ضرورة مرور حوالي ملاين السنين قبل أن يصبح عديم الخطورة على البيئة.

الوقاية من أخطار الإشعاعات لما كان التعرض للإشعاعات والتلوث الإشعاعي يمثل خطورة بالغه على صحة الإنسان وسلامته، فانه ينبغي أن تتخذ إجراءات وقائية محكمة للحد من التلوث الإشعاعي ومنع أو تقليل تعرض جسم الإنسان للإشعاعات، ومنع تسرب المادة المشعة إلى داخل الجسم. وتشمل إجراءات الوقاية ما يلي: -وضع التحذيرات في أماكن الإشعاع: اتفق دوليا على وضع شارات خاصة في الأماكن التي تتجاوز فيها الإشعاعات حداً معيناً بحيث يكتب مع الشاره عبارة تحذيرية تدل على مصدر الإشعاع وخطورته، فمثلاً يوضع تحذير: مادة مشعه في الأماكن أو المختبرات التي تتعامل مع المواد المشعة بكميات محددة، أو عبارة: منطقة نشاط إشعاعي للهواء في الأماكن التي يتجاوز فيها مقادير الإشعاع حدوداً معينه.

-مراقبة التلوث الإشعاعي: تتخذ إجراءات مشدده في الأماكن المعرضة للتلوث الإشعاعي ،حتى ينعدم أو يتدنى الخطر الناجم عن التعرض للإشعاعات أو المواد المشعة، ويراعى أيضا استعمال مناديل ورقيه خاضه بإزالة التلوث، مع مراقبة جميع الأشياء التي تخرج من أماكن الإشعاع وإصدار موافقة رسميه على إخراجها، مع ضرورة وضع الشارات المميزة عليها كما توضع الشارات أيضا على جميع الأدوات المستخدمة في أماكن الإشعاع مع الاهتمام بعد م وضعها مع المعدات والأدوات التي تستخدم في أماكن أخرى. -ارتداء ملابس خاصة للوقاية من الإشعاعات: تستخدم ملابس خاصة بالوقاية من الإشعاع حتى لا يتلوث الجسم بالسوائل أو المواد المشعة، ويجب أن تحدد مواصفات خاصة للملابس والاحذيه والاقنعه، وذلك طبقاً لمصدر التلوث الإشعاعي..

مواصفات أماكن العمل بالإشعاعات والمواد المشعة: عند تصميم أماكن العمل بالمواد المشعة يجب مراعاة المواصفات التالية: - نظام التهوية يراعى أن يصمم في مكان العمل نظام دقيق للتهوية حتى يتجدد هواء المكان باستمرار بحيث لا تتجاوز نسبة المواد المشعة فيه حدا معينا ويجب أن تكون مخارج للتهوية بعيده عن جميع النوافذ والمداخل حتى لا يتسرب الهواء الملوث إلى الأماكن المجاورة وان مخارج التهوية إلى ارتفاعات عاليه حتى تشتق المواد المشعة ومن ناحية أخرى يتعين وجود مرشحات لحجز المواد المشعة الصلبة العالقة في الهواء وفي حالة وجود غازات مشعه يجب أن يكون هناك مرشحات خاضه لضمان ترشيح هذه الغازات.

- مواصفات السطح والجدران يجب أن يكون هناك مواصفات خاضه للأسطح والجدران في الأماكن التي يوجد مصادر أو مواد مشعه مفتوحة ولكي تتحقق  الضمانات الكافية لمنع التلوث يراعى أن تكون جميع الأسطح والجدران والأرضيات على درجة عاليه من النعومة مع ضرورة أن تكون خاليه من التشققات أو الخدوش أو الكسور حتى يسهل تنظيفها وإزالة المواد الملوثة منها ويجب طلاء جميع جدران المكان بطلاء من مواد خاملة كيميائيا وغير قابله لامتصاص الماء أو السوائل الأخرى. ويجب كذلك : -نشر الوعي بالمخاطر النووية ونشر ثقافة الأمان بين العاملين بالإشعاعات أو المواد المشعة على كافة المستويات.

شكرا على انتباهكم

المراجع http://www.smsec.com/main.html •http://www.djelfa.info/vb/showthread.php •http://www.tzafonet.org.il/kehil/water/en32.html •http://www.geocities.com/mazen_alhalabi/nuclear.htm http://ar.wikipedia.org/wiki http://www.fatsvt.on.ma/