تشعشع، انرژی در حال حرکت است. برخی از انواع انرژی، مثل گرما و نور، به صورت امواج غیرقابل رؤیت سفر میکنند. بعضی دیگر، ذرات ریزی هستند که با سرعت بینهایتی از اتمها خارج میشوند. تشعشعات کیهانی موجود در فضا، به صورت ذرات هستند. مواد رادیو اکتیو میتوانند مخلوطی از تشعشعات، ایجاد کنند که بعضی از آنها به صورت ذرات و بعضی به صورت موج هستند.
رادیو اکتیویته
وقتی مردم دربارۀ تشعشعات نیروگاههای هستهای صحبت میکنند، منظورشان مخلوطی از ذرات و تشعشع امواج است که از مواد رادیواکتیو پخش میشوند. این مواد، از اتمهایی ایجاد میشوند که به وسیلۀ پرتاب ذرات اتمی به نوعیدیگر از اتمها تبدیل میشوند.دو نوع ذرات اتمی وجود دارد: «آلفا» و «بتا». هر ذرۀ بتا یک الکترون است و هر ذرۀ آلفا دو پروتون و دو نوترون میباشد. مواد رادیواکتیو، اشعۀ گاما نیز پخش میکنند. اینها بهصورت امواج حرکت کرده و مقدار زیادی انرژی با خود دارند. دانشمندان اغلب برای اندازهگیری تشعشعات هستهای کهاز مواد رادیواکتیو خارج میشوند، از دستگاهی به نام «کنتور گایگر» استفاده میکنند.
استفاده از رادیو اکتیویته
تشعشعات هستهای، موارد استفادۀ زیادی دارد. پزشکان از آن برای کشتن سلولهایی که باعث رشد سرطان میشود استفاده میکنند. مواد رادیواکتیو به پزشکان کمک میکند تا پی ببرند که چطور کلیهها و سایر اعضای بدن، درست کار میکنند. هر چند آنها باید بسیار دقت کنند تا بیش از اندازه از تشعشعات هستهای استفاده نشود؛ چون ممکن است به بیمار، آسیب برسد. ماهوارههای تحقیقاتی که در فاصلۀ دوری از خورشید سفر میکنند، انرژی الکتریکی خود را از مواد رادیو اکتیو میگیرند. مواد رادیواکتیو همچنین به صورت منابع قابل حمل از اشعههای قوی گاما بهکار میرود که میتواند در ساختمانها و پلها از شکاف تیرآهنهای اصلی عکس بگیرد و آنها را نشان دهد.
👇نیروی الکتریسیته یک جریانی از ذرات ریز به نام الکترونهاست. در یک دستگاه تولید اشعۀ ایکس، زمانی اشعه ایجاد میشود که یک شعاع از الکترونها به یک سپر فلزی برخورد میکند.
اشعۀ ایکس
اشعۀ ایکس، نوعی از تشعشعات دارای انرژی زیاد است که میتواند در جامدات نفوذ کند. وقتی که اشعۀ ایکس به فیلم یا صفحۀ رادیوگرافی برخورد میکند، آن را سیاه میکند؛ بنابراین اشعۀ ایکس میتواند برای عکسبرداری از داخل اشیای جامد به کار رود. اشعۀ ایکس نمیتواند در اشیای بسیار سخت نفوذ کند؛ بنابراین، این گونه اشیا در عکس، کم رنگ دیده میشوند. پزشکان و دندانپزشکان از اشعۀ ایکس برای عکسبرداری از استخوانهای شکسته و دندانهای درحال رشد، استفاده میکنند.
👇این عکسکه توسط اشعۀ ایکس از جمجمۀ یک انسان سالم و معمولی برداشته شده است. اشعۀ ایکس عکسهای تیره تولید میکند؛ زیرا از قسمتهای نرم بدن مثل پوست عبور میکند. اما در مقابل استخوانهای سخت و دندانها متوقف میشود.
مواد رادیو اکتیو
حدود پنجاه نوع از مواد رادیواکتیو در طبیعت یافت میشود که اورانیوم، شناخته شدهترین نوع آن است و بیش از دو هزار نوع آن را میتوان به روش صنعتی تهیه کرد. یکی از آنها، پلوتونیوم است که در ساخت بمبهای هستهای بهکار میرود.
سرعتِِ نور
تمام امواج الکترو مغناطیسی از جمله نور، با سرعت سیصد هزارکیلومتر در ثانیه (186 هزار مایل در ثانیه) حرکت میکنند. هیچچیز نمیتواند از این سریعتر حرکت کند.
استفاده از اشعۀ ایکس
عکسبرداری به وسیلۀ اشعۀ ایکس برای تشخیصترک و شکستگی استخوانها بهکار میرود. همچنین پزشکان از اشعههای قویتر ایکس برای معالجۀ سرطان استفاده میکنند. البته مقدار آن به دقت اندازهگیری میشود و هدف از آن، نابودی سلولهای سرطانی است؛ بدون آسیب رساندن به بقیۀ بدن. در صنعت، با اشعۀ ایکس میتوان داخل ماشینآلات را به منظور یافتن شکاف یا نواقص دیگر بررسی کرد. در فرودگاهها، مأموران امنیتی با استفاده از اشعۀ ایکس، بارها را به منظور کشف اسلحه یا بمب کنترل میکنند. دانشمندان نیز از اشعۀ ایکس برای مطالعۀ آرایش اتمهایِ درون مواد جامد مانند کریستالها استفاده میکنند. کیهان شناسان تحقیقات خود را در مورد ستارگان با اشعۀ ایکسی که از آنها خارج میشود، توسعه میدهند.
طول موج و فرکانس
هر نوع انتشار موج، یک فرکانس و یک طول موج دارد؛ درست مانند دایرههایی که بر روی آب میبینیم. شخصی، سنگی را درون حوضی میاندازد و امواجِ کوچکی در سطح آب به طرف شما میآید. تعداد امواجی که در یک ثانیه به شما میرسد، «فرکانس» نام دارد. فاصلۀ یک موج تا موج دیگر را طول موج میگویند. هرچه تعداد امواجی که در یک ثانیه به شما میرسد بیشتر باشد، طول موجها نزدیکتر است و هرچقدر فرکانس بیشتر باشد، طول موجها کوتاهتر است.
امواج الکترومگنتیک
انواع امواج اکثراً از یک خانواده هستند که همان امواج الکترومگنتیک است. در نمودار پایین، شما میتوانید انواع مختلف آن را ببینید. تمام آنها میتوانند از خلاء عبور کنند. به همین خاطر است که نور و گرما از خورشید به ما میرسد و نیز تمام آنها با یک سرعت، حرکت میکنند؛ یعنی با سرعت نور. در عین حال، طول موجهای متفاوتی دارند
(و فرکانسهای متفاوت).
👇طول موج، فاصلۀ بین دو دامنۀکنار هم است.
👇دیاگرام نشان میدهد که چگونه اعضاء مختلف خانوادۀ امواج الکترومگنتیک به یکدیگر وابسته هستند.
طول موج و فرکانس در رادیوموج بلند
طول موج و فرکانس در رادیو هرگاه فرکانس 200 کیلو هرتز (دویست هزار موج در هر ثانیه به رادیوی شما برسد) در این صورت، طول موج 1500 متر خواهد بود.
موج متوسط
هرگاه فرکانس هزارکیلو هرتز (یک میلیون موج در ثانیه به رادیوی شما برسد) طول موج 300 مترخواهد بود.
اف.ام (وی، اچ، اف)
برای فرکانسهای صد میلیون هرتز (در هر ثانیه صد میلیون موج به رادیوی شما میرسد) که طول موج آن 3 متر است.
تشعشعات کیهانی
در فضای خارجِ جو، تشعشعات کیهانی با سرعتی در حدود سرعت نور، جریان دارند. این نوع تشعشعات از ذرات بسیار ریز اتمی تشکیل شدهاند. آنها بهخاطر سرعت زیادشان حامل مقدار بسیار زیادی انرژی هستند. کیهان شناسان فکر میکنند که این تشعشعات از انفجار ستارگانی به نام «اَبَرنواَختر» ایجاد میشود؛ اگرچه بعضی از آنها از خورشید و بعضی دیگر از کهکشانهای دور میآیند.
امواج صوتی
صدا نوع دیگری از امواج است. وقتی شما صحبت میکنید امواج صدا از دهان شما منتشر و بهوسیلۀ گوشدیگران دریافت میشود. امواج صدا در واقع، تراکم ضعیفی از هواست که منتشر میشود. نُتهای زیر، دارای بیشترین فرکانس و کوتاهترین طول موج است. نتهایبم، دارای کمترین فرکانس و بلندترین طول موج هستند. صداهای بلند و مهیبی که گوش بشر قادر به شنیدنشان نیست؛ «ماوراء صوت» نامیده میشوند.
خطرات تشعشع
پیوسته مقدار کمی از تشعشعات هستهای، اطراف ما را احاطه کرده است که از مواد رادیواکتیو زمین خارج میشود. اصطلاحاً اینها را تشعشعات زمینی مینامند و معمولاً آسیبی به ما نمیرساند. هرچند دانشمندان بایستی پیوسته مراقب باشند و احتیاطهای لازم به کار گرفته شود؛ چون تشعشعات زیاد، میتواند خطرناک باشد. برای مثال تشعشع طبیعیِ گازی بهنام «رادون» که در بعضی مناطق از زمین تراوش میکند، ممکن است در خانهها جمع شود. این تشعشعات باید به وسیلۀ دستگاه مخصوصی جمعآوری شود تا به کسی صدمه نزند. یک بمب هستهای یا یک حادثه در نیروگاههای هستهای میتواند آنقدر تشعشع ایجاد کند که مردم اطراف آن را از بین ببرد. گرد و خاک رادیو اکتیو میتواند به وسیلۀ باد تا صدها مایل پخش شود. این تشعشع میتواند تا سالها بعد، منشاء سرطان گردد؛ بنابراین نیروگاههای اتمی باید دیوارهای ضخیمی از بتن داشته باشد که از فرار تشعشع جلوگیری کند و افرادی که آنجا کار میکنند باید از لباسهای مخصوصی استفاده کنند که آنها را محافظت کند.
👇کارکنانی که در معرض تشعشعات رادیویی هستند، لباس محافظ میپوشند.
محافظت در مقابلتشعشعات
ذرات آلفا
بهوسیلۀ یک صفحۀ کاغذ متوقف میشود.
ذرات بتا
بهوسیلۀ فلزی به ضخامت 3 میلیمتر یا چوب به ضخامت 6 میلیمتر متوقف میشود.
اشعه گاما
بهوسیلۀ سرب به ضخامت 5 تا 10 سانتیمتر یا بتن با ضخامت 30 تا 60 سانتیمتر متوقف میشود.
صدا
امواج صدا با سرعتیحدود 330 متر در ثانیه (740مایل در ساعت) پخش میشود که تقریباً یک میلیون بار از سرعت نور کمتر است.
علم جدید
رادیواکتیویته و تشعشعات غیرمرئی الکترومگنتیک، اولینبار توسط دانشمندان پیشتاز در قرن گذشته کشف شد.
«هنریشهرتز»
در سال 1887 م امواج رادیویی را کشف کرد.
«ویل هلم رونتیگن»
در سال 1895م اشعۀ ایکس را کشف کرد.
«هنری بکورل»
در سال1896 م کشف کرد که اورانیوم تشعشع دارد و این همان تشعشع رادیواکتیو است.
«ماری کوری»
در سال1898 م عناصر رادیو اکتیو را که پلونیوم و رادیوم است، کشفکرد.
بخشی از کتاب دانشنامه آکسفورد، علم و تکنولوژی از انتشارات پیام بهاران
صفحه 15-16-17