القائمة الرئيسية

الصفحات

(الجزء الثاني )
للدخول علي الجزء الاول من المقاله ....... الجزء الاول 
للدخول علي الجزء الثالث من المقاله ....... الجزء الثالث


للدخول علي الجزء الرابع من المقاله ....... الجزء الرابع
هذه المقاله نقلا من هيئه الطاقه الذريه.... لدخول علي موقعهم اضغط هنا
وايضا نقلا من هيئه الطاقه النوويه.... لدخول علي موقعهم اضغط هنا  
ومن ايضا موقع ويكيبيديا... لدخول الي المقاله اضغط هنا  


- تفاعل جسيمات ألفا مع المادة

إن جسيمات ألفا، بالمقارنة بغيرها من الجسيمات،هي ضخمة بدرجة كبيرة من الناحية الفيزيائية والكهربية،

حيث تتكون من أربعة جسيمات (بروتونان ونيوترونان) وشحنتين كهربيتين موجبتين (۲ بروتون موجب). وعند مرور جسيمات ألفا خلال مادة فإنها تمارس قوى كهربية على الإلكترونات المدارية في المادة ،

ومن هنا إما سيتم نقل الإلكترونات المدارية إلى أغلفة ذات مستويات طاقة أعلى أو خلعها تماما من الذرة، وبذلك يتكون الزوج الأيوني.

ويمكن لجسيم ألفا أن ينقل كميات أكبر من الطاقةإلى المادة عبر مسافة قصيرة وينتج عددا كبيرا من أزواج الأيونات،

 فعلى سبيل المثال جسيم ألفا بطاقة قدرها 5 و 3 مليون إلكترون فولت سوف يسير المسافة ۲۰ ملليمتر تقريبا في الهواء وينتج حوالي مائة ألف زوج من الأيونات، بينما جسيم ألفا بنفس الطاقة سوف يسير لمسافة 3. و. ملليمتر (۳۰ میکرومتر أو ميكرون ) في الأنسجة.

إن جسيمات ألفا هي الأقل بين الأشعة في القدرة على اختراق الأوساط، ويمثل مدى جسيمات ألفا أهمية عند كشف أشعة ألفا، وكذلك عند تقدير الضرر الذي تحدثه جسيمات ألفا سواء من داخل أو من خارج جسم الإنسان.

4- تفاعل جسيمات بيتا مع المادة

1 - 4 التأين المباشر

آن جسيمات بيتا، بالمقارنة مع جسيمات ألفا، هي صغيرة جدا، فلها شحنة كهربائية واحدة سالبة وتقريبا كتلة لا تذكر، وهي مشابهة للإلكترونات المدارية لذرات المادة, وهذا التشابه في الشحنة يسبب تأينا مباشرا بخلع إلكترونات مدارية من الذرة .

إن جسيمات بيتا هي أقل احتمالا من جسيمات ألفا لإحداث تاين مباشر على طول مسارها، ولذلك سوف تسير لمسافة أطول من جسيمات ألفا بنفس الطاقة.
وهكذا، فإن جسيم بيتا ذو طاقة 2 و3 ميجا إلكترون فولت 3٫5 Mev سوف يسير لمسافة 11 متر تقريبا في الهواء و ۱۷ ميلليمتر في الأنسجة، ومع ذلك فإن جسيمات بيتا ذات الطاقة المنخفضة لا تسير لمسافات طويلة في الهواء أو في الأنسجة (فمثلا جسيم بيتا ذو الطاقة ۱۵۷ و. ميجا إلكترون فولت المنبعث من الكربون۔ 14 يسير لمسافة ۳۰۰ ميلليمتر في الهواء و ۸ ميلليمتر في الأنسجة).

۲ - 4 إنتاج أشعة الكبح أو الفرملة
بعض جسيمات بيتا، وخاصة التي لها طاقة عالية، قد تمر قريبا من النويات المشحونة الموجبة لذرات المادة، لذلك سوف تتعرض هذه الجسيمات لقوی جذب مما يسبب لها انحرافا في مسارها، وبذلك تفقد جزءا من طاقتها ينطلق في صورة أشعة X. ويعرف هذا النوع من الإشعاع بإشعة (Bremsstrahlung)، وهو مصطلح ألماني يعني أشعة الكبح أو الفرملة، ويبين شكل (1-3) جسيم بيتا وقد انحرف مساره بتأثير نواة ذرة تنجستن (العدد الذري 4) منتجا أشعة X.



ولتولد إشعاع الكبح أو الفرملة (Bremsstrahlung) كنتيجة لتفاعل جسيمات بيتا مع المادة تأثير مهم على الوقاية الإشعاعية، فإننا نعلم من إجراء فحص بأشعة X أن هذه الأشعة تستطيع أن تسير لمسافة طويلة داخل المادة، وهذا يعني أن أشعة الكبح المتولدة عن امتصاص الجسم لأشعة بيتا قد يضيف مشاكل إشعاعية إضافية عن أشعة بيتا الأصلية، وحتى يمكننا الحد من كمية أشعة الكبح المتولدة يجدر بنا أن نفهم تولدها بشيء من التفصيل.

أولا: النويدات الثقيلة (ذات عدد ذرى كبير وشحنة موجبة كبيرة) هي أكثر فاعلية من النويدات الخفيفة في إنتاج أشعة الكبح.
ويرجع هذا إلى أن قوة التأثير على جسيمات بيتا من النواة موجبة الشحنة للنويدات الأثقل هي أكبر، وعلى ذلك يكون انحراف جسيمات بيتا أكبر.
ثانيا: أثناء إنتاج أشعة الكبح قد تتحول طاقة بيتا كلها إلى أشعة X،

ولكن عادة أن الذي يتحول هو جزء من هذه الطاقة، وفي الحقيقة فإن الجزء من طاقة جسيمات بيتا الذي يتحول إلى أشعة (X) يتناسب بشكل مباشر مع الطاقة القصوى لجسيمات بيتا والعدد الذرى للمادة, ويمكن صياغة هذه العلاقة كما هو موضح في معادلة 



حيث :
F= الجزء من طاقة جسيمات بيتا الساقطة الذي يتحول إلى أشعة X
 Z = العدد الذرى للمادة .
E= الطاقة القصوى لجسيم بيتا (MeV)

ومن هذه المعادلة يمكن بسهولة أن نرى أن التفاعل مع مواد ذات عدد ذری صغیر (مثل الماء أو البريسبكس أو الألومنيوم ينتج الأقل من أشعة الكبح أو الفرملة، بينما المواد ذات العدد الذري الكبير (مثل الرصاص) تنتج الأكثر من أشعة الكبح.

وهذه هي الحالة التي تحدث عند مرور جسيمات بيتا الصادرة من الفوسفور خلال الرصاص والبريسبكس. ففي حالة الرصاص (82=Z) يتحول تقريبا 5 % من الطاقة إلى أشعة X, أما إذا كانت المادة هي البريسبكس (العدد الذري الفعال 7=Z) عندئذ سيتحول أقل من 50 % من الطاقة إلى أشعة X.





الدخول علي المدونه....... ِِA-To-Z


تعليقات