التنشيط ب-النترونات

تنشيط بنترونات

Neutron activation - Activation des neutrons

التنشيط بالنترونات

التنشيط بالنترونات neutron activation هو جعل عنصر (أو عناصر) موجود في مادة ما نشيطاً إشعاعياً radioactive بتشعيعه irradiation بالنترونات، أي بتعريض هذه المادة لتيار نتروني يتدفق من خلالها. يُسمى النشاط الإشعاعي للعنصر (أو العناصر) الناشئ بهذه العملية نشاطاً إشعاعياً مُحرَّضاً (مسْتحثا) induced. ويقال أيضاً إن العنصر الذي خضع للتنشيط قد نُشِّط. إن منحني التنشيط هو منحني نشاط عنصر تحويه العينة، بتابعية (بدلالة) الزمن الذي جرى التشعيع أثناءه. ولهذا المنحني نهاية عظمى تقابل الإشباع. أما الكاشف بالتنشيط فهو كاشف للإشعاع يسمح بقياس كثافة تدفق النترونات انطلاقاً من النشاط المحرَّض بهذه النترونات في مادة ما.

التحليل بالتنشيط activation analysis

يتلخص مبدأ هذا التحليل في جعل العينة المراد تحليلها نشيطة إشعاعياً ثم في تَعَرُّفِ (تعيين هُوية) العناصر المشعة المتكونة من المركبات أو الشوائب الموجودة في العينة. وقد بدأ الاستعمال الواسع للتحليل بالتنشيط منذ النصف الثاني من عام 1943 لكشف مقادير صغيرة جداً من الشوائب في المركبات الكيميائية والمعادن والخلائط المعدنية.

منابع النترونات

لجعل العينة مُشعة (نشيطة إشعاعياً) توضع غالباً في مُفاعل نَووي، فتتعرض لتدفق نتروني. وتسمح المفاعلات العاملة حالياً بالحصول بسهولة على تدفق يقع بين ¹⁰10و¹⁴10 نترون في كل سنتيمتر مربع وفي كل ثانية. ويمكن أيضاً استعمال المنبع المكوَّن من عنصري البريليوم والرادون (الذي يطلق الجسيمات ألفا) وهي نوى ذرات الهليوم ، وينتج من التفاعل، إضافة إلى النترونات، الكربون :

نتيجة التفاعلات النووية

إذا كانت العناصر المشعة، الناشئة نتيجة تفاعل النترونات مع عناصر العينة، تُصدر الإشعاع بيتا (β) وهي إلكترونات، فإنه يُكشف بعدّاد غايْغر ـ مولر ذي الجدران الرقيقة من البلق (الميكا). ويجري تَعَرُّف العنصر المشع:

ـ بدوره (عُمره النصفي half-life).

ـ بطاقة إشعاعه.

ـ بامتصاص إشعاعه في مرشحات من الألمنيوم. أما إذا كانت العناصر المشعة المتكونة تُصدر الإشعاع غاما (γ)، وهي فوتونات كهرمغنطيسية فإنه يكشف بعدّاد وميضي scintillation counter. كما تستعمل المطاييف غاما، المتعددة القنوات أو سواها، التي تعطي عدد الفوتونات غاما الصادرة بتابعية طاقتها. وتشير مواضع الذرا إلى طبيعة العناصر المشعة المتكونة، أما ارتفاعاتها فتبين تراكيز العناصر. وإذا كانت شوائب العينة كبيرة العدد، كان عدد الذرا مرتفعاً جداً، وتتشابك الطيوف غاما ويتوضع بعضها فوق بعض، ويكون عندئذ ضرورياً إجراء فصل كيميائي لكل عنصر باستعمال طريقة العناصر الجارفة: (عنصر يضاف بكمية كبيرة إلى مزيج بُغية جرف أحد المكونات الموجود بحالة آثار). هذا وتجري القياسات الكمية بمقابلة النشاطات في العينة الجاري تحليلها بعيارٍ مرجعي يُشعَّع في وقت واحد مع العينة وفي الظروف نفسها.

المزايا والدقة

إن مزايا التحليل بالتنشيط هي التالية:

ـ الحساسية الشديدة في حالة العناصر التي مقطعها الفعال كبير.

ـ الدقة والانتقائية على الرغم من كبر عدد العناصر.

ـ إمكان إجراء التحليل من غير تخريب، وهذه نقطة مهمة في حالة القطع الصغيرة. ويمكن كشف 10^-6غ في حالة الحديد، و 10^-9غ في حالتي النيكل والزنك، و 10^-12غ في حالتي الأوربيوم والدسبروزيوم. ويُستعمل التحليل بالتنشيط عادة لدراسة المواد النووية: فبهذه الطريقة يعاير الهافنيوم في الزركونيوم، والأتربة النادرة في الغرافيت، واليورانيوم 235 في أكسيد اليورانيوم المغنى enriched. والتحليل بالتنشيط، باستعمال المسرعات، يمكن أن يسمح بمعايرة الأكسجين في المعادن، والشوائب في أشباه النواقل (الموصلات) والمعادن والمركبات العضوية (ولاسيما توزع البور في أعضاء الكائن الحي)، وبالتحليل الأحيائي (البيولوجي) وبقياس الوفرة النظيرية، وبالبحوث التعدينية والعِدانية mineralogical والجيولوجية، وبتحليل الأحجار النيزكية. ويستفاد كذلك من التحليل بالتنشيط في البحوث الجنائية.

ففي أيار 1958 اكتشفت في برونستيك الجديدة N.Brunswick جثة فتاة مخنوقة وقد أمسكت بيدها بضع شعرات مصدرها، على الأرجح، رأس القاتل. وانطلاقاً من هذه الشعرات أمكن تعرف المجرم وإفحامه. وكانت هذه أول مناسبة استعمل فيها التحليل بالتنشيط بوصفه طريقة بدت فعالة بقدر طرائق التعرف ببصمات الأصابع. وفي الواقع يحوي الشعر، بحالة آثار نزرة، بعض العناصر المعدنية كالصوديوم والذهب والنحاس. إلا أن كميات هذه العناصر المختلفة الموجودة في كل شعرة ثابتةٌ نسبياً في شخص معين، وهي تختلف كثيراً من شخص لآخر، ويقدّر الخبراء أن احتمال تطابق تحليلين لشخصين مختلفين هو واحد من مليون، أي كما هو الأمر في حالة بصمات الأصابع. ويُبدي طيف الشعرة المنشطة بتدفق نتروني مجموعة من الذرا تقابل المعادن المنشطة الموجودة طبيعياً بكمية طفيفة في الشعرة المحللة (الشكل-1). وتكوِّن هذه المجموعة شيئاً مميزاً شخصياً لصاحب الشعرة.

مكي الحسني

ـ ف.س. يميليانوف (المحرر المسؤول)، الموسوعة الموجزة في الطاقة الذرية (موسكو، دار النشر الخاصة بالموسوعة السوفييتية الكبرى، 1958).

- R.E.Lapp and H. L. Andrews, Nuclear Radiation Physics (New York, Prentice- Hall, Inc. 1954).

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : علوم

المجلد: المجلد السادس

رقم الصفحة ضمن المجلد : 913

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية