أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
عين على العالمكيمياء

اكتشف علماء أول نظير ”غني بالنيوترونات“ لليورانيوم منذ عام 1979

اكتشف‭ ‬علماء‭ ‬وصنّعوا‭ ‬نظيراً‭ ‬جديداً‭ ‬تماماً‭ ‬لعنصر‭ ‬اليورانيوم‭ ‬Uranium‭ ‬العالي‭ ‬النشاط‭ ‬الإشعاعي،‭ ‬لكنه‭ ‬قد‭ ‬يبقى‭ ‬لمدة‭ ‬40‭ ‬ دقيقة‭ ‬فقط‭ ‬قبل‭ ‬أن‭ ‬يتحلل‭ ‬إلى‭ ‬عناصر‭ ‬أخرى. ‬يحتوي‭ ‬النظير‭ ‬الجديد،‭ ‬وهو‭ ‬اليورانيوم 241‬، على‭ ‬92‭ ‬بروتوناً‭ ‬و149‭ ‬نيوتروناً. ‬في‭ ‬حين‭ ‬أن‭ ‬ذرات‭ ‬أي‭ ‬عنصر‭ ‬بعينه‭ ‬تمتلك‭ ‬دائماً‭ ‬العدد‭ ‬نفسه‭ ‬من‭ ‬البروتونات،‭ ‬فإن‭ ‬النظائر ‬Isotopes‬، أو‭ ‬الصيغ،‭ ‬المختلفة‭ ‬من‭ ‬تلك‭ ‬العناصر‭ ‬قد‭ ‬تحتوي‭ ‬أنويتها‭ ‬على‭ ‬أعداد‭ ‬مختلفة‭ ‬من‭ ‬النيوترونات Neutrons‭‬. لاعتبار‭ ‬النظير‭ ‬غنياً‭ ‬بالنيوترونات،‭ ‬يجب‭ ‬أن‭ ‬يحتوي‭ ‬على‭ ‬نيوترونات‭ ‬أكثر‭ ‬من‭ ‬المعتاد‭ ‬في‭ ‬هذا‭ ‬العنصر‭.‬

هل كنتَ تعلم؟
تحتوي ذرة اليورانيوم
على 92 بروتوناً
و92 إلكتروناً
يندرج‭ ‬اليورانيوم‭ ‬ضمن‭ ‬فئة‭ ‬عناصر‭ ‬الجدول‭ ‬الدوري‭ ‬المعروفة‭ ‬بـ‭ ‬”الأكتينيدات“ ‭‬Actinides‬، والتي‭ ‬يتراوح‭ ‬عدد‭ ‬بروتوناتها‭ ‬بين‭ ‬89‭ ‬و103‭ ‬. جميع‭ ‬الأكتينيدات‭ ‬مشعة،‭ ‬لكن‭ ‬اليورانيوم‭ ‬هو‭ ‬أحد‭ ‬العناصر‭ ‬الأربعة‭ ‬الأشد‭ ‬إشعاعاً،‭ ‬إلى‭ ‬جانب‭ ‬الراديوم‭ ‬Radium‭ ‬والبولونيوم‭ ‬Polonium‭ ‬ والثوريوم ‭‬Thorium‭‬. قال‭ ‬توشيتاكا‭ ‬نيواسي ‭‬Toshitaka‭ ‬Niwase‭‬، الباحث‭ ‬من‭ ‬منظمة‭ ‬أبحاث‭ ‬تسريع‭ ‬الطاقة‭ ‬العالية‭ ‬الطاقة‭ ‬التابعة‭ ‬لمركز‭ ‬واكو‭ ‬للعلوم

‭ ‬النووية ‭ ‬Wako‭ ‬Nuclear‭ ‬Science‭ ‬Center‭‬(اختصاراً: ‬المنظمة ‬WNSC‭‬) في‭ ‬اليابان: ”هذا‭ ‬هو‭ ‬أول‭ ‬اكتشاف‭ ‬جديد‭ ‬لنظير‭ ‬غني‭ ‬بالنيوترونات‭ ‬لليورانيوم‭ ‬منذ‭ ‬أكثر‭ ‬من‭ ‬40‭ ‬سنة“‭.‬

تكون‭ ‬النظائر‭ ‬مستقرة،‭ ‬بمعنى‭ ‬أنها‭ ‬تحافظ‭ ‬على‭ ‬تكوينها‭ ‬الذري،‭ ‬أو‭ ‬غير‭ ‬مستقرة،‭ ‬مما‭ ‬يعني‭ ‬أنها‭ ‬تتحلل‭ ‬وتتحلل‭ ‬إلى‭ ‬عناصر‭ ‬أخرى‭ ‬باكتساب‭ ‬البروتونات‭ ‬أو‭ ‬التخلص‭ ‬منها. ‬تُقاس‭ ‬معدلات‭ ‬الانحلال‭ ‬Decay‭ ‬rates‭ ‬بعمر‭ ‬نصف‭ ‬Half‭-‬life‭ ‬النظير،‭ ‬أو‭ ‬الوقت‭ ‬الذي‭ ‬يستغرقه‭ ‬نصف‭ ‬المادة‭ ‬ليتحلل‭ ‬إلى‭ ‬عناصر‭ ‬أخرى. ‬بعد‭ ‬انقضاء‭ ‬عمري‭ ‬النصف،‭ ‬يتبقى‭ ‬ربع‭ ‬المادة. ‬وبعد‭ ،3 ‬يتبقى‭ ‬الثُمن،‭ ‬وهكذا‭.‬

لم‭ ‬يقس‭ ‬الفريق‭ ‬بعد‭ ‬عمر‭ ‬نصف‭ ‬اليورانيوم ‭‬241‬، لكن‭ ‬التقديرات‭ ‬النظرية‭ ‬تشير‭ ‬إلى‭ ‬أنه‭ ‬يبلغ‭ ‬نحو‭ ‬40‭ ‬دقيقة،‭ ‬وهي‭ ‬فترة‭ ‬قصيرة‭ ‬إلى‭ ‬حد‭ ‬ما‭ ‬كعمر‭ ‬نصفي. ‬فمثلاً،‭ ‬عمر‭ ‬نصف‭ ‬الكربون‭ ‬14 ‭ ‬هو‭ ‬5,730‭ ‬سنة،‭ ‬وعمر‭ ‬نصف‭ ‬النظير‭ ‬غير‭ ‬المستقر‭ ‬جداً،‭ ‬التكنيشيوم‭- ‬99‭ ‬م Technetium‭-‬99m‬، هو ‭ ‬6‭ ‬ساعات،‭ ‬وعمر‭ ‬نصف‭ ‬الفرانسيوم‭ ‬223‭ ‬Francium‭-‬223‭ ‬هو‭ ‬22‭ ‬دقيقة. ‬يبلغ‭ ‬عمر‭ ‬نصف‭ ‬أسرع‭ ‬نظير‭ ‬منحل،‭ ‬وهو‭ ‬الهيدروجين‭ ‬7،‭ ‬نحو‭ ‬10‭-‬23‭ ‬ثانية‭ ‬فقط‭.‬

أنتج‭ ‬نيواسي‭ ‬وزملاؤه‭ ‬اليورانيوم‭ ‬241‭ ‬بإطلاق‭ ‬عينة‭ ‬من‭ ‬اليورانيوم‭ ‬238‭ ‬على‭ ‬أنوية‭ ‬البلاتين‭ ‬198‭. ‬وبعد‭ ‬ذلك‭ ‬تبادل‭ ‬النظيران‭ ‬النيوترونات‭ ‬والبروتونات‭ ‬في‭ ‬ظاهرة‭ ‬تسمى‭ ‬”النقل‭ ‬المتعدد‭ ‬الأنوية“ ‬Multinucleon‭ ‬transfer. ‬قاس‭ ‬الفريق‭ ‬بعد‭ ‬ذلك‭ ‬كتلة‭ ‬النظائر‭ ‬الناتجة‭ ‬برصد‭ ‬الزمن‭ ‬الذي‭ ‬استغرقته‭ ‬الأنوية‭ ‬الناتجة‭ ‬لقطع‭ ‬مسافة‭ ‬محددة‭ ‬عبر‭ ‬وسط‭ ‬معين. ‬أنتجت‭ ‬التجربة‭ ‬أيضاً‭ ‬18‭ ‬نظيراً‭ ‬جديداً،‭ ‬تحتوي‭ ‬جميعها‭ ‬على‭ ‬ما‭ ‬بين ‭ ‬143‭ ‬و 150 ‬نيوتروناً‭.‬

ربما‭ ‬لا‭ ‬يكون‭ ‬لليورانيوم‭ ‬241‭ ‬كثير‭ ‬من‭ ‬التطبيقات‭ ‬العملية‭ ‬أو‭ ‬العلمية‭ ‬المفيدة،‭ ‬حيث‭ ‬يُنشاً‭ ‬النظير‭ ‬بأعداد‭ ‬ضئيلة‭ ‬جداً‭.‬

بقلم:‬‭روبرت‭ ‬ليا

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

شاهد أيضاً
إغلاق
زر الذهاب إلى الأعلى