رادیواکتیویته چیست؟ این سوالی رایج است که برای اکثر ما در حوزه فیزیک و امواج پیش می آید. در پاسخ به این سوال می توانیم بگوییم رادیواکتیو فرآیندی طبیعی برای به پایداری رسیدن عناصر فعال می باشد. از آنجایی که این فرآیند با آزادسازی امواج همراه می باشد، “رادیواکتیو” نامگذاری شد. رادیواکتیو همانقدر که می تواند خطرناک و مشکل آفرین باشد، دارای کاربردها و فوایدی متعددی نیز خواهد بود. در ادامه سعی داریم تا علاوه بر بررسی تاریخچه آن، به توضیحاتی پیرامون آن بپردازیم که شاید برای اولین بار است آنها را خواهید شنید.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
تاریخچه کشف رادیواکتیو
تاریخچه کشف رادیواکتیو به 2 مارس 1896 باز می گردد. رادیواکتیو و ماری کوری دارای ارتباطی تنگاتنگ با یکدیگر هستند و به عبارت دیگر ماری کوری به عنوان یک دانشمند روسی و همسرش دارای تحقیقات گسترده در این زمینه هستند. تحقیقات در این زمینه پس از کشف اولین اشعه رادیو اکتیو توسط هانری بکرل و سپس کشف رادیواکتیو اورانیوم بیشتر شد. تشخیص مواد رادیواکتیو با کمک یک دستگاه مخصوص و متشکل از دو صفحه موازی امکان پذیر بود. پلوتونیوم و رادیوم دو عنصر پرتوزایی هستند که توسط ماری کوری کشف شدند و جزو اولین عناصر پرتوزایی هستند که می شناسیم.
عناصر آلوده کننده رادیواکتیو
امروزه شمار عناصر رادیواکتیو زیاد می باشد و در حالت کلی می توان آنها را در دو دسته تقسیم بندی نمود. دسته اول موادی هستند که به صورت فعال در طبیعت پیدا می شوند و اورانیوم نمونه بارز آنهاست. دسته ای دیگر از مواد در اثر دستکاری انسان و فعل و انفعالات فعال می شوند.
هر دو نوع این عناصر بعد از پرتوزایی به حالت پایداری می رسند و عناصر دیگری از آنها حاصل می شود. هر چند امروزه این واکنشها اساس بسیاری از فعالیتهای مهم انسان مانند غنی سازی اورانیوم و فرآیندهای هسته ای هستند، اما باید متوجه آثار زیست محیطی و مخرب آنها نیز بود. درحال حاضر انسان در غنی سازی اورانیوم بیشتر دست دارد و مهمترین عنصر آلوده کننده همان اورانیوم است. البته عناصر دیگر مانند پلوتونیوم، و کریوم نیز پرتوزا می باشند. اورانیوم به هر کدام از شکلهای ترکیبی، فلز و یا عنصر خالص خطر آفرین می باشد و وجود آن در محیط حادثه می آفریند.
کاربرد رادیواکتیو
رادیواکتیو دارای جنبه های مثبت نیز می باشد و در حال حاضر کاربردهای گسترده و بسیار مهمی دارد. غنی سازی اورانیوم و ساخت مواد و تولید انرژی از آن نمونه هایی از این کاربردها هستند. به علاوه، این مواد در پزشکی و صنعت بسیار به درد بخور می باشند. اهمیت پرتوزایی در پزشکی آنقدر بالاست که امروزه این علم یک شاخه مهم با نام پزشکی هسته ای را در بر می گیرد. تصویربرداری سی تی اسکن و ام آر آی و پرتونگاری نمونه هایی از آنها هستند. بنابراین پرتوزایی متناسب با شیوه درمان مورد استفاده قرار می گیرد.
علاوه بر کاربردهای گسترده رادیواکتیو در پزشکی و صنعت، این علم سالهاست که در حوزه کشاورزی نیز وجود دارد. به طور مثال در زمینه کنترل کیفی محصولات کشاورزی و تشخیص نوع مقاوم آنها در شرایط بی آبی و نیز تشخیص نوع مقاوم به آفات آنها از پرتوزایی استفاده می شود. در ادامه باید بگوییم که رادیواکتیو در باستان شناسی نیزکاربرد دارد و استفاده از این تکنولوژی در تشخیص فسیل و عمر اسکلتها از معمول ترین کاربردهای آن است. بنابراین، می توانیم بگوییم که پرتوزایی کاربردهای زیاد و مختلفی دارد و در علوم مختلف کاربرد دارد.
عوارض رادیواکتیو و تاثیرات آن
عناصر رادیواکتیو نیز می توانند سبب آلودگی محیط و در نتیجه بروز بیماریهای خطرناک مانند سرطان شوند. در این خصوص با بحث مهم “آلایش هسته ای” که نوعی آلودگی ناشی از عناصر پرتوزا است مواجه می باشیم. در واقع پسماندهای واکنشهای هسته ای موادی عادی نبوده و پرتوزا می باشند. این مواد سلامت انسان و دیگر جانداران و در حالت کلی طبیعت را تحت تاثیر قرار می دهند. به همین علت نباید در محیط رها شوند و مهار صحیح آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. عناصر پرتوزا اگر وارد بدن شوند، می توانند بافتهای بدن را تحت تاثیر قرار دهند و یکی از اثرات مخرب آنها بروز سرطان در بدن و آسیب به کلیه ها است. معمولا کسانی که در فواصل نزدیک تر با این عناصر باشند، بیشتر تحت تاثیر قرار می گیرند.
روشهای رفع آلودگی رادیواکتیو
بسیاری از زباله های پرتوزا به مرور زمان خاصیت خود را از دست نداده و همچنان فعال باقی می مانند. به همین علت، خطرناک هستند و انتخاب بهترین روش برای رفع آلودگی از اهمیت بالایی برخوردار است. برای مقابله با اثرات مخرب واپاشی رادیواکتیو امروزه شیوه های مختلفی مانند ذخیره سازی، محفوظ سازی، فشرده سازی، پردازش شیمیایی و شیشه سازی کارایی دارند. اینکه کدام روش کارایی بهتری دارد با توجه به نوع پسماند یا ماده رادیواکتیو مشخص می شود و تمام این روشها به نوبه خود مهم هستند. در ذخیره سازی معمولا مواد در محفظه های مخصوص نگهداری می شوند. در بسیاری از کشورهای مهم دارای فناوری هسته ای، معمولا نگهداری پسماندها در نیروگاهها صورت می پذیرد.
سوالات متداول رادیواکتیو چیست؟
1- آیا تمامی اثرات رادیواکتیو و خطرات احتمالی ناشی از آن قابل کنترل هستند؟
بله، در صورتی که بهترین شیوه رفع آلودگی متناسب با نوع آلودگی انتخاب شود و اقدامات کافی صورت پذیرند.
2- آیا می توان گفت احتمال وجود رادیواکتیو در هوا نیز هست؟
درصد وجود این عنصر در هوا بسیار کم می باشد. معمولا در اماکن نزدیک به مراکز هسته ای احتمال وجود عناصر نسبت به دیگر نقاط بیشتر است.
3- آیا ممکن است مواد رادیواکتیو در مواد خوراکی هم یافت شوند؟
بله، برخی از مواد خوراکی این خصوصیت را دارند. به طور مثال آجیل برزیلی در خود دو نوع عنصر رادیوم و پتاسیم دارد. همچنین موز، لوبیای سفید، سیب زمینی و هویج از این قاعده مستثنی نیستند. این مواد به طور طبیعی عناصر رادیواکتیو را در خود دارند.
4- آیا تمام اشعه های تولید شده از مواد پرتوزا مشابه هستند؟ اثرگذاری کدام یک بیشتر است؟
در حالت کلی سه نوع اشعه گاما، بتا و آلفا از این مواد خارج می شوند که گاما در مقایسه با دیگر امواج اثرگذارتر هستند.
5- به هسته مواد پرتوزا بعد از پرتوزایی و ذره‌هایی که از آنها خارج می شوند چه می گویند؟
در علم فیزیک معمولاً عنصر نهایی پس از واپاشی “مادر” و ذرات خارج شده از آن “دختر” نام دارند
