الراديوم

تستخدم النظائر اللاعضوية في تطبيقات الكيمياء اللاعضوية بشكل واسع، وذلك لأنها تؤثر على الخواص الكيميائية والفيزيائية للمركبات اللاعضوية. وفيما يلي بعض الأمثلة على كيفية تأثير النظائر اللاعضوية على تطبيقات الكيمياء اللاعضوية:

1- تحديد عمر الصخور: يتم استخدام النظائر اللاعضوية مثل الراديوم واليورانيوم في تحديد عمر الصخور والتربة.

2- تحديد التراكيز: تستخدم النظائر اللاعضوية مثل الكربون-14 في تحديد تراكيز المواد العضوية في العينات البيئية والحيوية.

3- علم الأحياء الجزيئي: يستخدم النظائر اللاعضوية في علم الأحياء الجزيئي لتحديد مسارات الأيونات والجزيئات في الأنسجة الحية.

4- علم المعادن: تستخدم النظائر اللاعضوية في علم المعادن لتحديد الخواص الكيميائية والفيزيائية للمركبات المعدنية.

5- تصنيع الأدوية: يستخدم النظائر اللاعضوية في تصنيع الأدوية والمواد الكيميائية الأخرى، وذلك لتحديد تراكيز المواد الفعالة وتحديد الآليات الدقيقة للتفاعلات الكيميائية.

6- الإشعاع النووي: تستخدم النظائر اللاعضوية في الإشعاع النووي والتصوير الطبي، وذلك لتحديد توزيع العناصر الكيميائية في الأنسجة الحية.

هناك عدة طرق لإعداد النظائر المشعة، ويتم اختيار الطريقة المناسبة بناءً على نوع النظير المطلوب والتطبيق المرغوب فيه. ومن بين الطرق الشائعة لإعداد النظائر المشعة:

1- التحليل النووي: وهو يستخدم في إنتاج النظائر المشعة الثقيلة مثل الراديوم والرادون والأورانيوم.

2- الاصطناع النووي: ويستخدم في إنتاج النظائر المشعة الخفيفة مثل اليود والكوبالت والفوسفور.

3- التسلسل النووي: وهو يستخدم في إنتاج النظائر المشعة الطويلة العمر مثل الثوريوم والأورانيوم.

4- التحليل الكيميائي: ويستخدم في إنتاج النظائر المشعة المتوسطة الحياة مثل الصوديوم والبوتاسيوم.

5- الاشعاع بالأشعة الكونية: وهو يستخدم في إنتاج النظائر المشعة الطبيعية مثل الكربون-14 والكاليوم-40.

هناك عدة مواد مشعة مستخدمة في الطاقة النووية، ومنها:

1. اليورانيوم: هو المادة الأكثر استخداماً في صناعة الوقود النووي.

2. البلوتونيوم: يُنتج من اليورانيوم داخل مفاعلات النووية، وهو يستخدم كوقود نووي.

3. الثوريوم: وهو يستخدم كوقود بديل لليورانيوم.

4. الراديوم: يتم استخدامه في أجهزة العلاج النووي للقضاء على الخلايا السرطانية.

5. اليود: يتم استخدام اليود-131 في الطب النووي لعلاج أنواع معينة من السرطان.

تكن النظائر المشعة الطبيعية هي الحالة التي تكون فيها النظائر المشعة موجودة في الطبيعة بشكل طبيعي منذ تكوين الأرض، مثل الراديوم واليود والرادون واليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم. وهذه النظائر تنتج إشعاعات طبيعية تؤثر على البيئة وعلى الكائنات الحية، ولكن بمعدلات ضئيلة وآمنة.

هناك العديد من النظائر المشعة ، ولكن هناك عدة أنواع رئيسية. بعضها كالتالي:

1. الراديوم (Ra-226)
2. الرادون (Rn-222)
3. اليود (I-131)
4. الكوبالت (Co-60)
5. الأميريكيوم (Am-241)
6. اليورانيوم (U-235)
7. الثوريوم (Th-232)
8. الكاليفورنيوم (Cf-252)

تختلف هذه النظائر في عدد النيوترونات والبروتونات وفترات النصف الحيوية والأشعة التي تصدرها.

تستخدم العديد من النظائر المشعة في علم البيئة، ومنها:

1- الراديونوكليدات الطبيعية، مثل الراديوم والثوريوم والبوتاسيوم واليورانيوم، التي توجد بشكل طبيعي في الأرض وتستخدم في دراسة الطبيعة والبيئة.

2- النظائر المشعة الصناعية، مثل الكوبالت والسيزيوم واليود والتريتيوم، التي تستخدم في علم البيئة لدراسة تأثيرات الملوثات الصناعية والنووية على البيئة والإنسان.

3- نظائر الكربون، مثل الكربون-14، والتي تستخدم في علم البيئة لتحديد عمر المواد العضوية ودراسة الطبيعة والتغيرات المناخية.

4- نظائر النيتروجين، مثل النيتروجين-15، والتي تستخدم في علم البيئة لدراسة دور النيتروجين في دورة النتروجين في البيئة وتأثيرات التلوث الزراعي.

5- نظائر الأكسجين، مثل الأكسجين-18، والتي تستخدم في علم البيئة لدراسة دور الأكسجين في دورة الماء في البيئة وتأثيرات التلوث البيئي على الموارد المائية.

في الحقيقة يتم احتساب الكتل الذرية للعناصر المشعة كمثيلاتها غير المشعة، ولكن لا تعد هذه الذرات مستقرة؛ إذ إنها ستنشطر مكونةً ذرات أخرى ذات أنوية أكثر استقرارًا، حيث تحتسب الكتل الذرية بالاعتماد على عدد النيوترونات والبروتونات ونسبة تواجد النظائر المختلفة للعنصر في الطبيعة.

فعلى سبيل المثال إن الكتلة الذرية لعنصر اليورانيوم تساوي 238.02891 دالتون، والتي تم احتسابها من جمع حاصل ضرب نظائرها في نسبتها في الطبيعة، إذ تم إيجادها بالاعتماد على 3 نظائر هي؛ اليورانيوم-38، واليورانيوم-35، واليورانيوم-34.

ومن الأمثلة على الكتلة الذرية لعناصر مشعة أخرى ما يأتي:
الثوريوم: 232.03806
الراديوم: 226
الرادون: 222
البوبونيوم: 209
البلوتونيوم: 244
التكنيتيوم: 98
النبتونيوم: 237.0482
المصدر: موقع موضوع

هناك العديد من النظائر المشعة المستخدمة في طب الأسنان، بما في ذلك:

1- الزئبق 203
2- الكروم 51
3- الفوسفور 32
4- الكوبالت 60
5- اليود 131
6- السترونتيوم 90
7- الراديوم 223

تستخدم هذه النظائر المشعة في العديد من الإجراءات الطبية في طب الأسنان مثل تصوير الأسنان والفكين والكشف عن الأورام والتهابات الفم والأسنان. وتستخدم أيضًا في عمليات تبييض الأسنان وعلاج الجذور وتثبيت الزرعات. ومع ذلك ، يجب استخدام هذه النظائر المشعة بحذر وفقًا للإرشادات الطبية والأمنية لتجنب التعرض الزائد للإشعاع.

النظائر المشعة هي نتاج التفاعلات النووية في الطبيعة، وتتواجد في الأرض بشكل طبيعي في الصخور والتربة والهواء والماء. وتتكون النظائر المشعة من عدة عناصر كالراديوم والأورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم والكاربون واليود والروبيديوم والكوبالت وغيرها. ويمكن استخدام بعض هذه النظائر المشعة في التشخيص والعلاج الطبي، مثل الراديوم واليود والكوبالت.

تم اكتشاف النظائر المشعة بواسطة العديد من العلماء والباحثين عبر التاريخ. في عام 1896، اكتشف العالم الفرنسي هنري بيكريل نظير اليورانيوم المشع، وذلك عندما لاحظ أن الأشعة السينية التي تم إنتاجها من اليورانيوم قادرة على تحفيز الأسطح الفوسفورية.

ثم في عام 1898، أعلنت ماري كوري وزوجها بيير كوري اكتشاف الراديوم، وهو نظير مشع تم العثور عليه في خام اليورانيوم. وفي العقود التالية، تم اكتشاف العديد من النظائر المشعة الأخرى، بما في ذلك الرادون والبولونيوم والتوريوم والسترونتيوم واليود والكوبالت واليوريوم والثوريوم والبلوتونيوم والأمريسيوم والكاليفورنيوم والكربون والنيتروجين والأكسجين وغيرها.