الإشعاع هو الطاقة التي تنتقل عبر الفضاء أو المادة على شكل موجات أو جزيئات. وله أشكال واستخدامات عديدة، بدءًا من أفران الميكروويف التي تستخدم في طهي الطعام، وحتى الأشعة السينية المستخدمة في الطب. يمكن تصنيف الإشعاع إلى فئتين رئيسيتين: غير مؤين ومؤين.
الإشعاع غير المؤين هو الشكل الأقل نشاطًا من الإشعاع الذي لا يحتوي على طاقة كافية لإزالة الإلكترونات المرتبطة بإحكام من مدار الذرة، ولكنه يمكنه تسخين المواد. تشمل الأمثلة موجات الراديو، وأجهزة الميكروويف، والأشعة تحت الحمراء، والضوء المرئي. من التجارب الشائعة مع الإشعاع غير المؤين هو التأثير الحراري لأشعة الشمس على بشرتك.
يعتبر الإشعاع المؤين أكثر نشاطًا ويمكنه إزالة الإلكترونات المرتبطة بإحكام من مدار الذرة، مما يؤدي إلى شحنها أو تأينها. تشمل هذه الفئة الأشعة السينية وأشعة جاما وإشعاع الجسيمات مثل جسيمات ألفا وبيتا. يُستخدم الإشعاع المؤين في التصوير الطبي والعلاجات ولكنه يتطلب معالجة دقيقة نظرًا لقدرته على إتلاف الأنسجة الحية.
ومن الأمثلة على التجارب التي تتضمن الإشعاعات المؤينة غرفة السحابة، والتي تتيح لنا رؤية مسارات الجسيمات المؤينة. تتكثف طبقة بخار مفرطة التشبع داخل الحجرة حول الأيونات الناتجة عن مرور الإشعاع، مما يكشف عن مساراتها.
النشاط الإشعاعي هو عملية تفقد فيها النوى الذرية غير المستقرة الطاقة عن طريق إصدار الإشعاع. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الاضمحلال الإشعاعي: اضمحلال ألفا وبيتا وغاما.
يتم وصف اضمحلال المواد المشعة رياضيًا بواسطة قانون الاضمحلال، والذي يمكن تمثيله بالمعادلة: \(N(t) = N_0 \cdot e^{-\lambda t}\) حيث:
يأتي الإشعاع من مصادر مختلفة، طبيعية ومن صنع الإنسان. وتشمل المصادر الطبيعية للإشعاع الأشعة الكونية القادمة من الفضاء الخارجي وغاز الرادون من القشرة الأرضية. تشمل المصادر التي من صنع الإنسان الأشعة السينية الطبية والمفاعلات النووية.
في حين أن للإشعاع العديد من التطبيقات المفيدة، إلا أن التعرض المفرط يمكن أن يكون ضارًا للكائنات الحية. يمكن للإشعاع المؤين، على وجه الخصوص، أن يدمر الحمض النووي ويسبب السرطان. وبالتالي، من الضروري استخدام الإشعاع بأمان، مع الالتزام بالمبادئ التوجيهية واللوائح المصممة لحماية الصحة.
إلى جانب التصوير الطبي والعلاج، للإشعاع والنشاط الإشعاعي تطبيقات عديدة. على سبيل المثال، تُستخدم أدوات التتبع الإشعاعي في الزراعة لدراسة امتصاص النباتات للعناصر الغذائية. في الصناعة، تُستخدم أشعة جاما للاختبار غير المدمر للمواد والمنتجات. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الإشعاع لتعقيم المعدات الطبية وحفظ الأغذية.
إن فهم مبادئ الإشعاع والنشاط الإشعاعي لا يساعدنا على الاستفادة من فوائدهما فحسب، بل يضمن أيضًا قدرتنا على إدارة المخاطر المرتبطة بها بفعالية.
