White Horse
30-06-2004, 01:39 AM
تتكون الكرة الأرضية من عناصر طبيعية يبلغ عددها (92) عنصراً، ويصل عددها الى (114) عنصراً مع العناصر غير الطبيعية.
إن جميع المواد في الكرة الارضية سواءً كانت حية مثل الانسان، الحيوان، النبات، الجرثومة، الفيروس، وحتى المواد الجامدة الصلبة والسائلة والغازية تتكون من هذه العناصر. تعتبر ذرة الهيدروجين اخف الذرات واليورانيوم أثقلها.
تختلف ذرة عن اخرى بالعدد الذري Z بالدرجة الاولى وبالكتلة الذرية A بالدرجة الثانية. الذرة عبارة عن نواة تحتوي على بروتونات موجبة وعلى نيترونات بدون شحنة وتدور حول هذه النواة الالكترونات سالبة الشحنة. يقدر قطر الذرة 10 -8 سم وقطر النواة
(10-12سم). أي اذا اعتبرنا قطرة الذرة 1م موضوع في ساحة الأندلس مثلاً، فإن أقرب الكترون يدور حولها على بعد عشرة كيلومترات أو أبعد من ذلك. أي بمعنى آخر تكون الذرة عبارة عن فراغ يتخلله بعض المادة.تكون الذرة مستقرة أو أكثر استقراراً بوجه عام في الحالات التالية:
-إذا كانت الذرة صغيرة.
-إذا كان عدد البروتونات والنيترونات مزدوجاً.
- إذا اقترب عدد النيترونات من عدد البروتونات.
-إذا كان عدد البروتونات مساوياً لعدد النيترونات.
تطلق الذرة غير المستقرة أشعة وتتحول الى عناصر اخرى مع مرور الزمن.
نظراً لأن اليورانيوم هو أثقل ذرة بين العناصر الطبيعية في جدول مندلييف، فإنه يكون أقل استقراراً.
يعتبر اليورانيوم كما أشرنا سابقاً أثقل الذرات الطبيعية، ومن اهم العناصر المشعة، ويتألف اليورانيوم الطبيعي من ثلاثة نظائر هي:
- يورانيوم 238 - U يشكل نسبة 99.3% من اليورانيوم الطبيعي.
- يورانيوم 235 - U يشكل نسبة 0.7% من اليورانيوم الطبيعي.
نشاهد في الجدول التالي كيفية توزع عدد البروتونات والنيترونات والكتل الذرية في يورانيوم الطبيعي. مما يشكل نسبة قليلة جدا من اليورانيوم الطبيعي.
تحتوي القشرة الارضية على كمية من اليورانيوم ليست بالقليلة (تساوي تقريباً كمية مادة الرصاص)، حيث تقدر بـ0.0005% من كل القشرة الأرضية، أي 10065 12 طن ويكون مبعثراً في جميع الدول، ولكن يتواجد في بعض الدول بنسب أكبر مثل: كونغو، نيجر، تشيكوسلوفاكيا، موريتانيا، كندا، جنوب أفريقيا، الهند، اسبانيا، البرتغال.
يتواجد في العالم العربي حرا ومع الفوسفات، حيث يشكل في الفوفسفاتية 0.015%.
تصل احتياطات الوطن العربي من اليورانيوم الى 1.5 مليون طن من فلزات اليورانيوم الأولي u3،o8
وإجمالي الاحتياطي الثانوي من الفوسفات الى 4.9153 مليون طن.
ان معدل اكتشاف اليورانيوم في العالم وصل في التسعينات الى مابين 200-300 الف طن/سنوياً.
تعريف نصف عمر المادة المشعة:
نصف عمر المادة المشعة هو الزمن اللازم كي تتحول نصف الكمية المشعة الأصلية الى عناصر اخرى، حيث لايبقى من المادة المشعة الاصلية سوى أقل من 1% بعد 7 انصاف اعمار.
نجد في الجدول التالي أهم العناصر المشعة وأنصاف اعمارها.
آثار اليورانيوم المستنفد (المنضب) على الانسان:
يعتبر الانسان المتضرر الاول من تاثير المواد المشعة ولاسيما النووية منها. إذ تتالف معظم مصادر الاشعة الخارجية من الإشعاعات غاما والأشعة الكونية الخطرة جداً. كما ان المصادر الداخلية الناجمة عن تحلل المواد المشعة في الأرض تسبب مشاكل اضافية لاتقل عن المصادر الخارجية.
لقد أثبتت الدراسات ان المساكن التي تقع في أماكن مرتفعة هي أكثر عرضة للأشعة من المساكن المنخفضة، يصل مستوى الأشعة عند مستوى سطح البحر الى 0.15 راد/السنة، بينما في طبقات الجو العليا ولاسيما داخل أحزمة (فان الان) فتصل الى 1000 راد/السنة، ولهذا يسعى رواد الفضاء عادة الى اجتياز هذه الطبقة بأقصر مدة زمنية خلال الرحلات الفضائية.
اصدرت الهيئة العالمية للحماية من ضرر الإشعاع (lcrp ) أنظمة حددت بموجبها جرعة الإشعاعات المسموح بها للكائن البشري بـ100 ميللي راد في الاسبوع، أو 5 راد في السنة بشرط أن لاتزيد كمية الاشعة المتراكمة عن 250 راد طيلة العمر.
الرادار:-
هي كمية الاشعاعات التي تنتج مقدارا من القدرة الضارة يعادل وقع (تأثير ضرر) 100/أرغ على غرام واحد من الانسجة الحيوية.
يتعرض الانسان بوجه عام الى 1ميللي راد من الاشعة في السنة صادرة عن التلفزيون، كما يتعرض الى 2 ميللي راد من ساعة اليد أو ساعة الحائط إذا كانت مطلية بمادة الراديوم وقد تتراكم لغاية 1 راد في السنة، كما يتعرض الانسان الى 1 راد من التصوير الشعاعي في السنة، لكن على مستوى الانسان ككل فلا تتعدى 50 ميللي راد في السنة عادة، كما يتعرض رجل الفضاء الى مايعادل 150 راد في السنة الواحدة خلال وجوده في الفضاء.
نستطيع استخدام جرعة شعاعية لغاية 6000 راد من المعالجة من مرض السرطان ضمن منطقة محددة جداً من جسم الانسان. أثبتت الدراسات أيضاً ان مستوى الاشعاعات إذا زاد الى 10000 راد، فإن الانسان يموت بعد عدة أيام عادة. كما أثبتت الدراسات والاختبارات ان تاثير الاشعاعات يختلف حسب الجنس، فالرجل لايستطيع تحمل أكثر من 1000 راد، بينما المرأة لاتستطيع تحمل أكثر من 300 راد. ان تأثير الاشعاعات يرتبط كثيراً بالعمر وبصحة المريض. تكون الاشعة أكثر خطورة على الخلايا حديثة التكوين، وتشكل خطورة أكبر على المرأة في فترة المراهقة، كما ان بعض اجزاء الجسم أكثر حساسية تجاه الاشعة من غيرها مثل: الخلايا العصبية، خلال الامعاء، الكلية، الدم، الاعضاء التناسلية، الكبد، المورثات...الخ.
إن خطورة الاشعاعات تكمن بأنها تدخل الى داخل نواة الخلية الحية فتدمر كامل محتوياتها ولاسيما السجل الوراثي (DNA) وبالتالي تصبح الخلية مخبولة ولاتستطيع ان تنقسم الى خلايا جديدة يمكن ان تقوم بوظائفها، والخطورة الكبرى على خلايا الدم الحمراء التي لاتحتوي على نواة وبالتالي عندما تموت لايمكن ان تتجدد، والاخطر من ذلك إذا اصابت الاشعة مراكز توليد الكريات الحمراء في الطحال أو النخاع العظمي. كما ان خلايا الاعصاب ليست بطبيعتها قادرة على الانقسام، مما تسبب خطورة كبيرة عليها، أما الخلايا البيضاء فإنها عندما تُصاب تفقد الانسان المناعة ويصبح الانسان اشبه بمريض الايدز لايستطيع ان يقاوم الجراثيم.
يصعب اكتشاف الاشعة فهي بلا لون ولارائحة ولاطعم ولايستطيع الانسان ان يتعرف عليها باللمس، برغم ذلك فإن بعض الناس يشعرون بوخز عندما يصل مستوى الاشعة الى 10 راد فوق الجلد.
تدخل أغلب الاشعة الى جسم الانسان عن طريق الفم والتنفس وصعب عليها الدخول عبر الجلد.
إن من أهم عوارض الاشعة العالية المستوى على الانسان هي: الغثيان - القيء - النزيف الدموي - الاسهال - فقر الدم - فقدان الذاكرة - نقص الوزن - فقدان الشهية على الطعام - خوار القوى - ابيضاض الشعر - ضعف البصر - الشيخوخة المبكرة - ضعف القدرات الجنسية - احمرار الجلد .........الخ.
جرت دراسات واختبارات عديدة في العالم على تاثير الجرعات الاشعاعية على مختلف الكائنات ووضع لذلك معايير ومصطلحات مثل (LD-50) تعني الجرعة من الاشعة التي تؤدي الى موت 50% من الموضوعين تحت الاختبار والمعرضين للأشعة، كما وضع المصطلح (LD_50/30) الذي يعني الجرعة الاشعاعية اللازمة التي تؤدي الى موت 50% من الكائنات الموضوعة تحت الاختبار خلال 30 يوماً.
النفايات النووية:
يقدر حجم النفايات الطبيعية الصادرة عن الانسان والزراعة والصناعة وغيرها بـ770 مليار طن أي يقدر نصيب الفرد في الكرة الارضية بـ120 طن/فرد/سنة. كما يقدر العلماء ان النفايات الضارة ولا سيما النفايات النووية فتصل لوحدها الى 400 مليون طن في السنة، أي أكثر من 1 مليون طن في اليوم. كما يقدر حجم النفايات الملوثة للبيئة والمضرة بالانسان في بعض الدول بـ:
- 70 مليون طن سنوياً في أمريكا.
- 50 مليون طن في الاتحاد السوفياتي السابق.
- 35 مليون طن في أوروبا.
ان نواتج المفاعلات النووية الخطرة كثيرة جداً، ويمكن ان يصدر من هذه المفاعلات أكثر من 1300 نظير، منها مواد مشعة واخرى عناصر مشعة ضعيفة وثالثة عديمة الخطورة وكل مادة تلامس أجزاء المفاعل أثناء عمله تصبح مشعة بما في ذلك الماء وضارة بالانسان والبيئة. عادة تهدأ هذه النواتج تدريجياً ويستمر نشاطها الإشعاعي حتى 500 سنة، حيث تُعاد هذه النفايات الى تربة الأرض بعد ذلك. لكن بشرط دفنها ضمن شروط فنية قاسية فور خروجها من المفاعلات كما ذكرنا مدة 500 سنة في باطن الارض أو في البحار.
يكلف عادة دفن طن واحد من هذه النفايات في امريكا وأوروبا 2000 دولار، بينما لاتزيد التكلفة عن 200 دولار في الدول النامية وربما يدفن سراً ومجاناً فيها بدون معرفة الحكومة والشعب.
يتوفر لدى امريكا 70 مليون كيلوغرام من اليورانيوم المنضب/المستنفد/ تكفي لصنع أكثر من 500 مليون قنبلة مما يزيد الامور خطورة على الانسان والبيئة.
ان اكثر المفاعلات قد بنيت منذ عشرات السنين ويقدر عمر المفاعل عادة بين 40 - 35 سنة، أي يجب تفكيك المفاعلات القديمة وهذا يتطلب شروط فينة على غاية من التعقيد والكثير من التكاليف وتستغرق زمناً طويلاً تفوق جميعها بناءها. إذ ان رأس دبوس من مادة مشعة يحتاج لمنع أصراره مالايقل عن 3 طن من الاسمنت.
أخيراً أصبح بالامكان صنع قنبلة نووية صغيرة تعادل 1 كيلو طن من مادة (TNT) بحجم فنجان قهوة أو حتى بحجم قلم، فيما اذا استخدمنا عنصر كاليفورنيوم (Cf) أو عنصر امريكيوم (Am).
تجدر الاشارة الى اننا كي نخفض أشعة غاما الى العشر (طاقتها 2 مليون اليكترون فولت)، فإنه يلزم سُمْك 48 سم من الماء أو 25 سم من الباطون المسلح، او 6.7 سم من الحديد، أو 4.3 سم من الرصاص.
بينما يمكن 1سم من الالومنيوم إيقاف جمع البروتونات والالكترونات المنطلقة من العناصر المشعة.إن ضرر أشعة غاما هو أقل ضرراً من النيوترونات بـ50 مرة.
إن جميع المواد في الكرة الارضية سواءً كانت حية مثل الانسان، الحيوان، النبات، الجرثومة، الفيروس، وحتى المواد الجامدة الصلبة والسائلة والغازية تتكون من هذه العناصر. تعتبر ذرة الهيدروجين اخف الذرات واليورانيوم أثقلها.
تختلف ذرة عن اخرى بالعدد الذري Z بالدرجة الاولى وبالكتلة الذرية A بالدرجة الثانية. الذرة عبارة عن نواة تحتوي على بروتونات موجبة وعلى نيترونات بدون شحنة وتدور حول هذه النواة الالكترونات سالبة الشحنة. يقدر قطر الذرة 10 -8 سم وقطر النواة
(10-12سم). أي اذا اعتبرنا قطرة الذرة 1م موضوع في ساحة الأندلس مثلاً، فإن أقرب الكترون يدور حولها على بعد عشرة كيلومترات أو أبعد من ذلك. أي بمعنى آخر تكون الذرة عبارة عن فراغ يتخلله بعض المادة.تكون الذرة مستقرة أو أكثر استقراراً بوجه عام في الحالات التالية:
-إذا كانت الذرة صغيرة.
-إذا كان عدد البروتونات والنيترونات مزدوجاً.
- إذا اقترب عدد النيترونات من عدد البروتونات.
-إذا كان عدد البروتونات مساوياً لعدد النيترونات.
تطلق الذرة غير المستقرة أشعة وتتحول الى عناصر اخرى مع مرور الزمن.
نظراً لأن اليورانيوم هو أثقل ذرة بين العناصر الطبيعية في جدول مندلييف، فإنه يكون أقل استقراراً.
يعتبر اليورانيوم كما أشرنا سابقاً أثقل الذرات الطبيعية، ومن اهم العناصر المشعة، ويتألف اليورانيوم الطبيعي من ثلاثة نظائر هي:
- يورانيوم 238 - U يشكل نسبة 99.3% من اليورانيوم الطبيعي.
- يورانيوم 235 - U يشكل نسبة 0.7% من اليورانيوم الطبيعي.
نشاهد في الجدول التالي كيفية توزع عدد البروتونات والنيترونات والكتل الذرية في يورانيوم الطبيعي. مما يشكل نسبة قليلة جدا من اليورانيوم الطبيعي.
تحتوي القشرة الارضية على كمية من اليورانيوم ليست بالقليلة (تساوي تقريباً كمية مادة الرصاص)، حيث تقدر بـ0.0005% من كل القشرة الأرضية، أي 10065 12 طن ويكون مبعثراً في جميع الدول، ولكن يتواجد في بعض الدول بنسب أكبر مثل: كونغو، نيجر، تشيكوسلوفاكيا، موريتانيا، كندا، جنوب أفريقيا، الهند، اسبانيا، البرتغال.
يتواجد في العالم العربي حرا ومع الفوسفات، حيث يشكل في الفوفسفاتية 0.015%.
تصل احتياطات الوطن العربي من اليورانيوم الى 1.5 مليون طن من فلزات اليورانيوم الأولي u3،o8
وإجمالي الاحتياطي الثانوي من الفوسفات الى 4.9153 مليون طن.
ان معدل اكتشاف اليورانيوم في العالم وصل في التسعينات الى مابين 200-300 الف طن/سنوياً.
تعريف نصف عمر المادة المشعة:
نصف عمر المادة المشعة هو الزمن اللازم كي تتحول نصف الكمية المشعة الأصلية الى عناصر اخرى، حيث لايبقى من المادة المشعة الاصلية سوى أقل من 1% بعد 7 انصاف اعمار.
نجد في الجدول التالي أهم العناصر المشعة وأنصاف اعمارها.
آثار اليورانيوم المستنفد (المنضب) على الانسان:
يعتبر الانسان المتضرر الاول من تاثير المواد المشعة ولاسيما النووية منها. إذ تتالف معظم مصادر الاشعة الخارجية من الإشعاعات غاما والأشعة الكونية الخطرة جداً. كما ان المصادر الداخلية الناجمة عن تحلل المواد المشعة في الأرض تسبب مشاكل اضافية لاتقل عن المصادر الخارجية.
لقد أثبتت الدراسات ان المساكن التي تقع في أماكن مرتفعة هي أكثر عرضة للأشعة من المساكن المنخفضة، يصل مستوى الأشعة عند مستوى سطح البحر الى 0.15 راد/السنة، بينما في طبقات الجو العليا ولاسيما داخل أحزمة (فان الان) فتصل الى 1000 راد/السنة، ولهذا يسعى رواد الفضاء عادة الى اجتياز هذه الطبقة بأقصر مدة زمنية خلال الرحلات الفضائية.
اصدرت الهيئة العالمية للحماية من ضرر الإشعاع (lcrp ) أنظمة حددت بموجبها جرعة الإشعاعات المسموح بها للكائن البشري بـ100 ميللي راد في الاسبوع، أو 5 راد في السنة بشرط أن لاتزيد كمية الاشعة المتراكمة عن 250 راد طيلة العمر.
الرادار:-
هي كمية الاشعاعات التي تنتج مقدارا من القدرة الضارة يعادل وقع (تأثير ضرر) 100/أرغ على غرام واحد من الانسجة الحيوية.
يتعرض الانسان بوجه عام الى 1ميللي راد من الاشعة في السنة صادرة عن التلفزيون، كما يتعرض الى 2 ميللي راد من ساعة اليد أو ساعة الحائط إذا كانت مطلية بمادة الراديوم وقد تتراكم لغاية 1 راد في السنة، كما يتعرض الانسان الى 1 راد من التصوير الشعاعي في السنة، لكن على مستوى الانسان ككل فلا تتعدى 50 ميللي راد في السنة عادة، كما يتعرض رجل الفضاء الى مايعادل 150 راد في السنة الواحدة خلال وجوده في الفضاء.
نستطيع استخدام جرعة شعاعية لغاية 6000 راد من المعالجة من مرض السرطان ضمن منطقة محددة جداً من جسم الانسان. أثبتت الدراسات أيضاً ان مستوى الاشعاعات إذا زاد الى 10000 راد، فإن الانسان يموت بعد عدة أيام عادة. كما أثبتت الدراسات والاختبارات ان تاثير الاشعاعات يختلف حسب الجنس، فالرجل لايستطيع تحمل أكثر من 1000 راد، بينما المرأة لاتستطيع تحمل أكثر من 300 راد. ان تأثير الاشعاعات يرتبط كثيراً بالعمر وبصحة المريض. تكون الاشعة أكثر خطورة على الخلايا حديثة التكوين، وتشكل خطورة أكبر على المرأة في فترة المراهقة، كما ان بعض اجزاء الجسم أكثر حساسية تجاه الاشعة من غيرها مثل: الخلايا العصبية، خلال الامعاء، الكلية، الدم، الاعضاء التناسلية، الكبد، المورثات...الخ.
إن خطورة الاشعاعات تكمن بأنها تدخل الى داخل نواة الخلية الحية فتدمر كامل محتوياتها ولاسيما السجل الوراثي (DNA) وبالتالي تصبح الخلية مخبولة ولاتستطيع ان تنقسم الى خلايا جديدة يمكن ان تقوم بوظائفها، والخطورة الكبرى على خلايا الدم الحمراء التي لاتحتوي على نواة وبالتالي عندما تموت لايمكن ان تتجدد، والاخطر من ذلك إذا اصابت الاشعة مراكز توليد الكريات الحمراء في الطحال أو النخاع العظمي. كما ان خلايا الاعصاب ليست بطبيعتها قادرة على الانقسام، مما تسبب خطورة كبيرة عليها، أما الخلايا البيضاء فإنها عندما تُصاب تفقد الانسان المناعة ويصبح الانسان اشبه بمريض الايدز لايستطيع ان يقاوم الجراثيم.
يصعب اكتشاف الاشعة فهي بلا لون ولارائحة ولاطعم ولايستطيع الانسان ان يتعرف عليها باللمس، برغم ذلك فإن بعض الناس يشعرون بوخز عندما يصل مستوى الاشعة الى 10 راد فوق الجلد.
تدخل أغلب الاشعة الى جسم الانسان عن طريق الفم والتنفس وصعب عليها الدخول عبر الجلد.
إن من أهم عوارض الاشعة العالية المستوى على الانسان هي: الغثيان - القيء - النزيف الدموي - الاسهال - فقر الدم - فقدان الذاكرة - نقص الوزن - فقدان الشهية على الطعام - خوار القوى - ابيضاض الشعر - ضعف البصر - الشيخوخة المبكرة - ضعف القدرات الجنسية - احمرار الجلد .........الخ.
جرت دراسات واختبارات عديدة في العالم على تاثير الجرعات الاشعاعية على مختلف الكائنات ووضع لذلك معايير ومصطلحات مثل (LD-50) تعني الجرعة من الاشعة التي تؤدي الى موت 50% من الموضوعين تحت الاختبار والمعرضين للأشعة، كما وضع المصطلح (LD_50/30) الذي يعني الجرعة الاشعاعية اللازمة التي تؤدي الى موت 50% من الكائنات الموضوعة تحت الاختبار خلال 30 يوماً.
النفايات النووية:
يقدر حجم النفايات الطبيعية الصادرة عن الانسان والزراعة والصناعة وغيرها بـ770 مليار طن أي يقدر نصيب الفرد في الكرة الارضية بـ120 طن/فرد/سنة. كما يقدر العلماء ان النفايات الضارة ولا سيما النفايات النووية فتصل لوحدها الى 400 مليون طن في السنة، أي أكثر من 1 مليون طن في اليوم. كما يقدر حجم النفايات الملوثة للبيئة والمضرة بالانسان في بعض الدول بـ:
- 70 مليون طن سنوياً في أمريكا.
- 50 مليون طن في الاتحاد السوفياتي السابق.
- 35 مليون طن في أوروبا.
ان نواتج المفاعلات النووية الخطرة كثيرة جداً، ويمكن ان يصدر من هذه المفاعلات أكثر من 1300 نظير، منها مواد مشعة واخرى عناصر مشعة ضعيفة وثالثة عديمة الخطورة وكل مادة تلامس أجزاء المفاعل أثناء عمله تصبح مشعة بما في ذلك الماء وضارة بالانسان والبيئة. عادة تهدأ هذه النواتج تدريجياً ويستمر نشاطها الإشعاعي حتى 500 سنة، حيث تُعاد هذه النفايات الى تربة الأرض بعد ذلك. لكن بشرط دفنها ضمن شروط فنية قاسية فور خروجها من المفاعلات كما ذكرنا مدة 500 سنة في باطن الارض أو في البحار.
يكلف عادة دفن طن واحد من هذه النفايات في امريكا وأوروبا 2000 دولار، بينما لاتزيد التكلفة عن 200 دولار في الدول النامية وربما يدفن سراً ومجاناً فيها بدون معرفة الحكومة والشعب.
يتوفر لدى امريكا 70 مليون كيلوغرام من اليورانيوم المنضب/المستنفد/ تكفي لصنع أكثر من 500 مليون قنبلة مما يزيد الامور خطورة على الانسان والبيئة.
ان اكثر المفاعلات قد بنيت منذ عشرات السنين ويقدر عمر المفاعل عادة بين 40 - 35 سنة، أي يجب تفكيك المفاعلات القديمة وهذا يتطلب شروط فينة على غاية من التعقيد والكثير من التكاليف وتستغرق زمناً طويلاً تفوق جميعها بناءها. إذ ان رأس دبوس من مادة مشعة يحتاج لمنع أصراره مالايقل عن 3 طن من الاسمنت.
أخيراً أصبح بالامكان صنع قنبلة نووية صغيرة تعادل 1 كيلو طن من مادة (TNT) بحجم فنجان قهوة أو حتى بحجم قلم، فيما اذا استخدمنا عنصر كاليفورنيوم (Cf) أو عنصر امريكيوم (Am).
تجدر الاشارة الى اننا كي نخفض أشعة غاما الى العشر (طاقتها 2 مليون اليكترون فولت)، فإنه يلزم سُمْك 48 سم من الماء أو 25 سم من الباطون المسلح، او 6.7 سم من الحديد، أو 4.3 سم من الرصاص.
بينما يمكن 1سم من الالومنيوم إيقاف جمع البروتونات والالكترونات المنطلقة من العناصر المشعة.إن ضرر أشعة غاما هو أقل ضرراً من النيوترونات بـ50 مرة.