الاشعاع المؤين وعلاقته بالانسان والبيئه

التفاصيل

تم إنشاءه بتاريخ الثلاثاء, 19 تشرين2/نوفمبر 2019 13:22

كتب بواسطة: د.هيثم الشيباني

                      الدكتور هيثم الشيباني
                          خبير في البيئه

    الاشعاع المؤين وعلاقته بالانسان والبيئه

1. المدخل .كان ضروريا أن أناقش مسألة الاشعاع المؤين بعد التطرق الى الأمثلة والمقارنات العالمية ذات الصلة بالموضوع , وأدناه أعرض عناوين بعض مقالاتي المتواضعة المنشوره حول الآشعاع المؤين:
• النفايا ت النوويه , اتفاقية العراق مع الاتحاد السوفياتي,أيار/2015 .
• الطاقة النوويه , الفوائد والمحاذير, تموز , 2016 .
• السلاح الهيدروجيني والحرب الكوريه,كانون أول/2017 .
• المفاعلات النوويه تتنافس في السوق مع الطاقة الصديقة للبيئه آب /2018.

2.ما هو الاشعاع المؤين.وما مدى خطورته وما هي سبل الوقاية منه؟

ان الذره عباره عن أساس تكوين الماده . وبمعناها المبسط عباره عن نواة متعادلة الشحنه محاطة بألكترونات سالبة الشحنه تدور حول النواة , وعندما تفقد الذرة أحد الألكترونات بفعل ما تصبح موجبة الشحنه.وأن هذه العمليه تدعى بالتأين. إن الاشعاع عبارة عن طاقة تطلق على هيئة موجات كهرومغناطيسية او جسيمات من ماده ما. وهناك نوعان من الاشعاعات.
اشعاع مؤين واشعاع غير مؤين.
• اولا: الاشعاعات غير المؤينة.
هي الاشعاعات التي ليس لها اي تأثير على الوسط الذي تمر من خلاله لأنها تحتوي على طاقة منخفضه جدا ,ومثل هذه الاشعاعات مثل اشعه الراديو والمايكروويف. وهذه ليس لها تأثير على الصحة العامة للإنسان حيث اننا نتعرض لها بصفه مستمرة.
• ثانيا: الاشعاعات المؤينة.
هي اشعاعات ذات طاقة عالية جدا تسبب أثناء مرورها في الوسط المادي طرد الالكترونات من ذرات المادة وتحولها لأيونات, ولهذا السبب فهي ضاره جدا على صحة الانسان , إذا ازدادت عن حدها ولهذا يجب السيطره على الكشف الطبي خلال اشعة اكس وحسابه بشكل دقيق.
أن اشعة جاما اشد خطورة من اشعه اكس بسبب احتوائها على طاقة عالية وقدرتها العالية على الاختراق في الاوساط المادية وقدرتها على الاضرار بصحه الانسان. ومن الأمثلة الأخرى على الاشعاعات المؤينة هي الجسيمات المشحونة مثل جسيمات الفا نويات ذرة الهليوم وجسيمات بيتا ,لذلك فان العاملين في هذا المجال يتمتعون برعاية طبيه ووقاية عالية جدا من الاشعاع للحفاظ على صحتهم.
تختلف قدرة نفاذية هذه الانواع عن بعضها البعض حيث ان الموجات الكهرومغناطيسية لها قدره عالية جدا علي النفاذ بالمقارنة بقدرة نفاذية اشعاع جسيمات الفا وبيتا ,حيث ان الموجات الكهرومغناطيسية تتكون من فوتونات ذات طاقه عالية جدا بينما جسيمات الفا وبيتا طاقتها اقل بالمقارنة بطاقة الفوتونات حيث يمكن ايقافها بواسطة ورقة سميكة من الورق او شريحه رقيقه من الالومنيوم , بينما اشعة جاما سبب قدرتها العالية علي اختراق الاجسام ,تحتاج عدة سنتيمترات من الرصاص او عدة امتار من الماء للحد من خطورتها.
3. تقسم العوامل المؤثرة الي ثلاث عوامل تختلف من حيث الأهمية:
• زمن التعرض.
• المسافة.
• الدروع الواقية.
زمن التعرض.
فان من ابسط سبل الوقاية من الاشعاعات هو تقليل زمن التعرض في مناطق الاشعاع.
معلومة مهمه. حددت الوكالة الدولية للوقاية من الاشعاعات ان حد الجرعة الإشعاعية التي يتعرض لها الفرد العامل في هذا المجال تقدر بـ 20 مللي سيفيرت سنويا, ولذا وجب تقليل زمن التعرض.
• المسافة.
كلما زادت المسافة بين العنصر المشع والفرد العامل كلما قلت الجرعة الإشعاعية التي يمكن ان يتعرض لها الفرد حيث ان العلاقة بينهما عكسية.
• الدروع.
هذا العامل هو الاهم في حالة التعرض لعناصر اشعاعيه عالية القدرة .
دروع للوقاية من اشعاعات الفا.
اشعاع الفا لا يشكل خطرا كبيرا على الافراد العاملين حيث يمكن ايقافها بواسطة طبقه من الهواء لا تتجاوز الثماني سنتيمترات او طبقه رقيقه من الورق , لذا فأن خطرها على الجسم الحي يكون كبيرا في حالة دخولها الى الجسم.

دروع للوقاية من اشعاعات بيتا.
اشعاع بيتا هو الاخطر من اشعاع الفا حيث انه يحمل الشحنة السالبة مثل الالكترونات , ولكنه يختلف عن الالكترونات من حيث المصدر فمصدرها من داخل النواة بينما الالكترونات من المدارات الخارجية للذرة وعندما تفقد بيتا طاقتها عن طريق التأين او الإثارة فانه ينتج ما يعرف بإشعاع الفرملة او اشعة اكس المستمرة. لذا فلابد من اختيار نوع الدروع الخاصة بها ولهذا تفضل المواد ذات العدد الذري الصغير لعمل دروع للوقاية من اشعاع بيتا وذلك لخفض كمية الأشعة السينية المتولدة. وايضا تحاط تلك الدروع بدروع اخرى لتقليل الأشعة السينية التي حدث لها تشتت. وباستخدام درع سمكه مساوي لمدي اشعة بيتا فانه يمكن ايقافها تماما, وسمك الدرع لا يعتمد على النشاط الاشعاعي للمصدر وانما يعتمد على الطاقة العظمي لطاقة جسيمات بيتا.
دروع للوقاية من اشعاع جاما.
اشعاع جاما عباره عن فوتونات لها طاقة عالية جدا ولها قدرة نفاذ عالية جدا جدا.
ولذا وجب اختيار مادة الدرع لتقليل خطورة اشعه جاما عددها الذري كبير ذات سمك عالي لتفقد اشعة جاما طاقتها بعد اختراقها لبضعة سنتيمترات منه.
استخدامات الاشعاع في مختلف المجالات
يستخدم الاشعاع في مجالات عديدة واهمها المجال الطبي , حيث يستخدم في علاج الاورام ولكن بطاقات عالية حيث يعمل على تفتيت الخلايا المصابة بالسرطان ويعمل على توقف نموها , وجرعات الاشعاع لها حدود بمعني ان لكل نوع سرطان جرعه مناسبه. بحيث لا يتعدى حدودا تؤثر سلبا على صحة المريض.
ويستخدم ايضا من خلال اشعة اكس المنخفضة في تصوير الكسور في العظام.
وفي مجال الصناعة يستخدم الاشعاع في تصوير انابيب البترول والكشف عن الثقوب لمنع التسريب.
وفي مجال التجارة تستخدم الفيزياء الإشعاعية في الكشف عن المواد المشعة داخل الحاويات.
4.وحدات قياس الاشعاع.
الرونتجن (الرونتكن). وهو وحدة التعرض إلى أشعة أكس أو أشعة كاما. مثال: لو تعرض كل شخص في مجموعة سكانية إلى 650 رونتجن فإن نصفهم يموت خلال فترة 1-4 أسابيع من التعرض , وهو ما يعرف بالجرعة المتوسطة المميتة.
الكيوري .وهي شدة النشاط الإشعاعي لمادة مشعة معينة وبعبارة أخرى يعرف بأنه كمية الإشعاع المؤين ( أشعة أكس وكاما) اللازمة لتوليد شحنة شدتها كولومب واحد/كغم من الهواء الجاف, وأجزاءها هي الملي كيوري وكانت الكيوري وأجزاءها هي الوحدات المعتمدة قبل التحول إلى النظام الدولي الموحد.
البكريل. وهي وحدات النشاط الإشعاعي المقرة بموجب النظام المتري الموحد وكل واحد بكريل= تحلل نووي واحد /ثانية أو تحول نووي/ ثانية.
الراد. وهو مختصر: الجرعة الإشعاعية الممتصة بالإنجليزية أي بمعنى آخر هو كمية الطاقة المتحررة في الأنسجة الحية بسبب التعرض إلى الإشعاع المؤين.
كل واحد رونتجن من أشعة أكس أو كاما يحرر واحد راد تقريباً عند إمتصاصه من قبل الأنسجة العضلية. وقد أستعيض عن هذه الوحدة في النظام الدولي الموحد بالكري (فتحه على الكاف). Gray
كري أو جري : وهي الوحدة المقرة في النظام الدولي الموحد لتمثيل الجرعة الإشعاعية الممتصة.
ريم .وهي الجرعة المكافئة للإنسان ‎, ويسبب إمتصاص واحد ريم تأثير مكافيء إلى رونتجن واحد, وقد أستعيض عنها بالسيفرت في النظام الدولي الموحد .
سيفرت .وهو الوحدة الحديثة لقياس الإشعاع الممتص, أو وحدة قياس التأثير الإشعاعي في الجسم الحي وبعبارة أخرى كمية الطاقة المتولدة داخل الجسم الحي, وكل سيفرت واحد = 1 جول/كغم من النسيج الحي.
5. الخلاصه:

ان الإشعاعات المؤينه أحد أسباب التلوث في البيئة, و تعد من أخطر أنواع التلوث الذي تتعرض له البيئة, كما أن التلوث الإشعاعي يعمل على قتل النباتات وكذلك تلويث المياه الذي يسبب في مقتل الأسماك واحداث الضررللإنسان .
تلوث الماء الإشعاعي: يسبب الإشعاع التلوث المائي,حيث تقوم هذه المياه الملوثه بنقل الإشعاع إلى الكائنات البحرية, مثل الأسماك, وكذلك ينتقل إلى الحيوانات والنباتات التي تستخدم المياه, كما تنتقل الإشعاعات إلى الإنسان عن طريق شرب المياه أو تناول المزروعات المشعة.
تلوث التربة الإشعاعي: ينتقل التلوث الإشعاعي إلى التربة, عندما تصاب التربة بالمواد المشعة سواء الصلبة منها أو السائلة, والتي تنتقل إلى النبات بمختلف أشكاله في عملية البناء الضوئي, وكذلك الحيوان والإنسان الذين يقومون بتناول هذه المزروعات. كما أن هذه الملوثات الإشعاعية, تتغلغل إلى الطبقات العميقة من الأرض و من الممكن أن تؤدي إلى تلوث المياه الجوفية الموجودة في باطن الأرض.
يعتبرتلوث الهواء بالإشعاع من أخطر أنواع التلوث, بسبب سرعة إنتشار المواد الإشعاعية من خلال الهواء. لذلك فإنه ينتقل من مكان لآخر لأن المواد المشعة تتخذ شكل الغازات في الهواء, كما أنها تنتقل من مكان إلى آخر خلال وقت قصير بسبب تحرك الرياح, ويحدث هذا النوع نتيجة الإنفجارات النووية, أو تسرب غاز الرادون.
هناك العديد من مصادر الإشعاع في البيئة تكون اما مصادر طبيعية أو مصادر ثانوية. والأشعة الكونية من المصادر الطبيعية للإشعاع ومصدرها الفضاء الذي يحيط بالكرة الأرضية, مثل الشمس والمجرات . أما البيئة الأرضية فان الإشعاعات الصادره منها تنتشر في القشرة الأرضية, و تعطي كمية من الإشعاعات إلى الإنسان , وربما تزيد عن إشعاعات الأشعة الكونية.
ان المواد المشعة القريبة من سطح الأرض هي عبارة عن مواد مشعة مثل الكربون والثورون يتم صعودها في الهواء والرادون الموجود أصلا في الهواء.
توجد الكثير من المواد الإشعاعية في أنواع كثيرة من المياه, حيث يوجد في المياه الجوفية نسبة من اليورانيوم, بينما تحتوي المياه المالحة في البحار على تركيز عالي من مادة البوتاسيوم.
من المصادر الصناعيه المعروفه هي التفجيرات النووية والتي تعتبر من أخطر مصادر الاشعاع المؤين , مما يؤثر على الانسان والبيئه بشكل كبير جدا.
تتوزع طاقة الانفجار النووي على التأثيرات التاليه:
العصف.معظم طاقة التدمير تحصل عندما يكون الانفجار في الجو.
الحرائق.معظم الحرائق تحصل عندما يكون الانفجار في الجو.
التلوث النووي.معظم التلوث النووي عندما يحصل الانفجار تحت السطح (الأرض أو الماء) أو بقايا قلب القنبله.
تصمم المفاعلات النووية عادة لتطبق أعلى شروط السلامه النوويه لتجنب الحوادث النوويه والتعرض للاشعاع المؤين الخطير على صحة العاملين في المفاعل , وصحة الكائنات الحيه (الانسان والمواشي والنباتات), وتلافي احداث أي تلوث نووي في حالة التشغيل الاعتيادي أوفي حالة حصول حادثة نوويه, بسبب خطأ بشري أو مفتعل. لذلك يجب اجراء دراسات الجدوى لتصميم أي مفاعل نووي تسبق القرار على انشائه واختيار موقع الانشاء.
ان الإشعاعات التي تنتج عن استخدام الأجهزة الطبية هي مثل أشعة اكس الأشعة السينية . ان العلاج بالاشعاع , ذو حدين فان لم تكن جرعة الاشعاع محسوبة بشكل دقيق , و كانت مقادير جرعة الاشعاع التي يستلمها المريض أعلى من الجرعة المسموح بها صحيا والمقرة دوليا من قبل جهات عالمية متخصصه مثل الهيئة الدولية للوقاية من الاشعاع , فان هذا يعرض المريض الى خطر كبير.
من التطبيقات المهمه هي المصادر الإشعاعية الصناعية والتطبيقات النووية في الصناعة , ومنها صناعة البترول , والغاز الطبيعي , والاستخدام الصناعي للتحليل بالتنشيطي النيوتروني , واستخدام الطرق النووية في الهيدرولوجيا , والتنظيمات الخاصة بالنفايات المشعة ومعالجتها في الصناعة , والنقل الآمن للمواد ذات النشاط الإشعاعي , وحسابات الدروع الوقائية في المنشآت الصناعية ,والتشريعات الدولية للوقاية من الإشعاع , وتوكيد الجودة لأمان وكفاءة استخدام الإشعـاع في الصناعة.
ان الإشعاعات المؤينه ذات تأثيرات خطيره على الإنسان والحيوان والنبات وجميع الكائنات الحيه, حيث من الممكن أن تقضي على حياتها . لقد لوحظ أن زيادة كمية المواد المشعة التي يتعرض لها الإنسان, تؤدي الى أضرار خطيره على خلايا الإنسان واحداث التلف فيها. كما يمكن أن تؤدي بالإنسان إلى الموت أو الإصابة بمرض السرطان, أو حدوث تغييرات في أجنته. أما الأطفال فانهم أكثر تأثرا من هذه الإشعاعات من البالغين , كما أن هذه الإشعاعات تؤثر على أعضاء الإنسان الداخلية , حيث أنها تعمل على تثبيط عملها والتقليل من قدرتها. أما بالنسبة للنبات, فإن الإشعاعات قد تعمل على قتل النبات وعدم قدرته على القيام بعملية البناء الضوئي, مما يعمل على توقف النمو وتدمير الثمار. أما بالنسبة للحيوان فعليه نفس الآثار السيئة التي يسببها الإشعاع للإنسان, بشكل أو آخر.
أما التعامل مع مخرجات النشاط النووي , سواء كانت هذه المخرجات جاهزة للأستعمال أو نفايات نوويه , يقتضي التعامل معها وفق معايير الوقاية من الاشعاع والسلامة النوويه. يجب على كل دولة متمثلة في الحكومة والمواطنين ,التعاون سوية لكي يتم مواجهة الإشعاعات المؤينة الخطيره على الإنسان وكل عناصر البيئة. كما يجب على الدولة أن تقوم بوضع علامات تحذير واضحه تنبه الإنسان على وجود مناطق ملوثة للبيئة , و مراقبة مواقع المفاعلات النووية ومصادر الاشعاع, واتباع احتياطات الأمان والسلامة والعمل على زيادة نشر الأجهزة التي تعمل على كشف المواد المشعة وكذلك مناطق التسرب الإشعاعي , و التخلص من المخلفات الملوثه بالنشاط الاشعاعي بالطرق العلمية السليمة. لقد أسست الدول النوويه المتقدمه محطات لاستقبال المواد الملوثة اشعاعيا وتصنيفها حسب درجة خطورتها وعمر نصف موادها النوويه المشعه , ثم تقوم المحطات بتصنيف و معالجة النفايات المشعه وخزنها أو التعامل معها وفق معايير السلامه النوويه وقواعد الوقاية من الاشعاع , بشكل يجنب الانسان والبيئه أية مخاطر. يجب على كل إنسان أن يستمع إلى كلام المختصين وعدم التقرب من مصدر الاشعاع, أو استخدام الأدوية التي تحوي مادة اشعاعيه إلا تحت إشراف طبي متكامل.
تعتبر الإشعاعات من أكثر مصادر التلوث التي تسبب هلاكاً للإنسان, لذلك فمن الضروري الابتعاد عن استخدام أي مواد مشعه غير رسميه, و الحفاظ على البيئة وعناصرها الأساسية وعلى رأسها الانسان.
6. الخاتمه. لقد لامسنا موضوع الاشعاع المؤين بشكل مبسط , فربما أن بعض القراء يثيرون تساؤلات مشروعه , تتعلق بالأمان النووي والسلامة البيئية , ومراقبة النشاط الاشعاعي ضمانا للوقاية من النشاط الاشعاعي , والمخاوف من حصول الحوادث النووية التي حصلت في العالم , حيث أن البعض منها أدى الى كوارث انسانية وبيئيه,وحول الجدوى من المضي في هذا المجال , خصوصا بعد تنامي البدائل الأمينه والنظيفة والأرخص والمستدامه لتوفير الطاقة الكهربائيه.
كل هذه المخاوف والهواجس المشروعه سوف تكون معروضة في مقالات قادمة ان شاء الله .
والعراق في مقدمة الدول التي ابتليت بكوارث الأشعاع المؤين , وأشهرها القصف الصاروخي المكثف في الحروب على العراق في عام 1991 للمنشآت النوويه بواسطة اليورانيوم المنضب وعام 2003 أثناء احتلال العراق.