الدرس 2: النواة - صفحة 164 - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 التأريخ الكربوني والتخلص من النفايات المشعة

المفاهيم الأساسية

التأريخ الكربوني: استخدام نظير الكربون-14 لتحديد العمر التقريبي للأحافير (الحيوانات والنباتات والإنسان).

عمر النصف للكربون-14: 5730 سنة.

التوازن الكربوني: في المخلوقات الحية، تكون كمية الكربون-14 ثابتة ومتوازنة مع الجو أو المحيط؛ لأنها تستهلك الكربون وتحرره، وأي تحلل إشعاعي يُعوَّض من البيئة.

تأريخ الصخور: يُستخدم تحلل اليورانيوم-238 إلى الرصاص-206، وعمر النصف له ≈ 4.5 مليارات سنة.

النفايات المشعة: يجب عزلها عن السكان والبيئة وطمرها تحت الأرض بعمق ~500 متر.

خريطة المفاهيم

```markmap

التأريخ الإشعاعي

تأريخ المخلوقات الحية

نظير الكربون-14

• عمر النصف = 5730 سنة
• المخلوق الحي: كمية ثابتة ومتوازنة
• بعد الموت: لا يُعوَّض الكربون المفقود
• طريقة التحديد: مقارنة الكمية المتبقية في الأحفورة بالكمية الأصلية

تأريخ الصخور

تحلل اليورانيوم-238 إلى الرصاص-206

• عمر النصف ≈ 4.5 مليارات سنة
• ملاحظة: الرصاص قد يكون من مكونات الصخر الأساسية أو انتقل إليها

التخلص من النفايات المشعة

طمرها تحت الأرض

• عمق ~500 متر
• الهدف: عزلها عن السكان والبيئة

```

نقاط مهمة

• الكربون-14 يُستخدم للمخلوقات الحية فقط، وليس للصخور.
• عند موت المخلوق الحي، يتوقف تعويض الكربون-14 المفقود.
• بعض العلماء اعترضوا على تأريخ الصخور باليورانيوم؛ لاحتمال وجود الرصاص كعنصر أساسي في الصخر أو انتقاله إليه.
• النفايات المشعة تبقى خطرة لسنوات طويلة، لذا تُطمر في أماكن خاصة بعمق ~500 متر.

التأريخ الكربوني

استفاد العلماء من خلال دراسة التحلل الإشعاعي لبعض العناصر في تحديد العمر التقريبي لبعض الأحافير. فقد استخدموا نظير الكربون -14 لتحديد عمر الحيوانات الميتة والنباتات وحتى الإنسان. إن عمر النصف لنظير الكربون -14 هو 5730 سنة. وفي المخلوقات الحية تكون كمية نظير الكربون -14 ذات مستوى ثابت ومتوازن مع مستوى النظائر في الجو أو المحيط، ويحدث هذا التوازن لأن المخلوقات الحية تستهلك الكربون وتحرره. فمثلاً تأخذ الحيوانات الكربون من غذائها من النباتات أو على غيرها من الحيوانات، وتحرره على هيئة غاز ثاني أكسيد الكربون CO2. وما دام للحياة استمرار فإن أي تحلل إشعاعي يحدث في أنوية ذرات الكربون -14 يعوض عنه من البيئة بمشيئة الله تعالى، وحين تنتهي حياة المخلوق الحي لا يكون مقدوراً تعويض ما فُقد من نظير الكربون -14.

وعندما يجد علماء الآثار أحفورة تعود لحيوان ما كالحيوان الظاهر في الشكل 21 يقومون بتعيين كمية نظير الكربون -14 الموجودة فيها ومقارنتها بكمية نظير الكربون -14 التي كانت في جسمه عندما كان على قيد الحياة، وبذلك يحددون الفترة التي عاش فيها هذا المخلوق.

عندما يريد علماء الأرض تحديد العمر التقريبي للصخور لا يمكنهم استخدام التأريخ الكربوني

فهو يستخدم في تحديد عمر المخلوقات الحية فقط. وبدلاً من ذلك يقوم علماء الأرض باختبار تحلل اليورانيوم-238 إلى نظير الرصاص -206. وعمر النصف لليورانيوم-238 هو حوالي 4.5 مليارات سنة، وبهذا التحلل من اليورانيوم إلى الرصاص يتمكن العلماء من تحديد عمر الصخور. وعلى أي حال فقد اعترض بعض العلماء على هذه الطريقة؛ فقد يكون الرصاص في بعض الصخور من مكوّناتها الأساسية وربما يكون قد انتقل إليها عبر السنين.

التخلص من النفايات المشعة

تسبب النفايات الناجمة عن عمليات التحلل الإشعاعي مشكلة؛ لأنها تترك آثاراً لسنوات عديدة. لذلك يجب التخلص منها بعزلها عن السكان والبيئة في أماكن خاصة تستوعب هذه النفايات المشعة لفترة ممكنة. إذ يتم طمر هذه النفايات تحت الأرض بعمق يصل إلى حوالي 500 متر.

الشكل 21 يستطيع علماء الآثار باستخدام تقنية تأريخ نظير الكربون -14 تحديد الفترة التي عاش فيها حيوان ما.

الربط مع البيئة

تحول الطاقة يقوم مفاعِل الطاقة النووية بتحويل الطاقة النووية إلى طاقة كهربائية وطاقة حرارية من النظير المشع يورانيوم-235. ابحث عن كيفية تخلص المفاعلات من الطاقة الحرارية، واستنتج الاحتياطات اللازم اتخاذها للحيلولة دون تلوث المياه في المنطقة.

التأريخ الكربوني استفاد العلماء من خلال دراسة التحلل الإشعاعي لبعض العناصر في تحديد العمر التقريبي لبعض الأحافير. فقد استخدموا نظير الكربون -14 لتحديد عمر الحيوانات الميتة والنباتات وحتى الإنسان. إن عمر النصف لنظير الكربون -14 هو 5730 سنة. وفي المخلوقات الحية تكون كمية نظير الكربون -14 ذات مستوى ثابت ومتوازن مع مستوى النظائر في الجو أو المحيط، ويحدث هذا التوازن لأن المخلوقات الحية تستهلك الكربون وتحرره. فمثلاً تأخذ الحيوانات الكربون من غذائها من النباتات أو على غيرها من الحيوانات، وتحرره على هيئة غاز ثاني أكسيد الكربون CO2. وما دام للحياة استمرار فإن أي تحلل إشعاعي يحدث في أنوية ذرات الكربون -14 يعوض عنه من البيئة بمشيئة الله تعالى، وحين تنتهي حياة المخلوق الحي لا يكون مقدوراً تعويض ما فُقد من نظير الكربون -14. وعندما يجد علماء الآثار أحفورة تعود لحيوان ما كالحيوان الظاهر في الشكل 21 يقومون بتعيين كمية نظير الكربون -14 الموجودة فيها ومقارنتها بكمية نظير الكربون -14 التي كانت في جسمه عندما كان على قيد الحياة، وبذلك يحددون الفترة التي عاش فيها هذا المخلوق. عندما يريد علماء الأرض تحديد العمر التقريبي للصخور لا يمكنهم استخدام التأريخ الكربوني فهو يستخدم في تحديد عمر المخلوقات الحية فقط. وبدلاً من ذلك يقوم علماء الأرض باختبار تحلل اليورانيوم-238 إلى نظير الرصاص -206. وعمر النصف لليورانيوم-238 هو حوالي 4.5 مليارات سنة، وبهذا التحلل من اليورانيوم إلى الرصاص يتمكن العلماء من تحديد عمر الصخور. وعلى أي حال فقد اعترض بعض العلماء على هذه الطريقة؛ فقد يكون الرصاص في بعض الصخور من مكوّناتها الأساسية وربما يكون قد انتقل إليها عبر السنين. التخلص من النفايات المشعة تسبب النفايات الناجمة عن عمليات التحلل الإشعاعي مشكلة؛ لأنها تترك آثاراً لسنوات عديدة. لذلك يجب التخلص منها بعزلها عن السكان والبيئة في أماكن خاصة تستوعب هذه النفايات المشعة لفترة ممكنة. إذ يتم طمر هذه النفايات تحت الأرض بعمق يصل إلى حوالي 500 متر. الشكل 21 يستطيع علماء الآثار باستخدام تقنية تأريخ نظير الكربون -14 تحديد الفترة التي عاش فيها حيوان ما. الربط مع البيئة تحول الطاقة يقوم مفاعِل الطاقة النووية بتحويل الطاقة النووية إلى طاقة كهربائية وطاقة حرارية من النظير المشع يورانيوم-235. ابحث عن كيفية تخلص المفاعلات من الطاقة الحرارية، واستنتج الاحتياطات اللازم اتخاذها للحيلولة دون تلوث المياه في المنطقة.