الدرس 2: النواة - صفحة 167 - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 الاستعمالات الطبية والبيئية للنظائر المشعة

المفاهيم الأساسية

النظائر المشعة في الطب: عناصر مشعة تُستخدم لتشخيص المشكلات الصحية (مثل اليود-131 للغدة الدرقية، تكنيتيوم-99 لتتبع عمليات الجسم)

النظائر المشعة في البيئة: عناصر مشعة تُستخدم كمتتبعات لدراسة العمليات البيئية (مثل الفوسفور-32 لدراسة امتصاص النباتات)

خريطة المفاهيم

```markmap

النظائر المشعة واستخداماتها

الاستعمالات الطبية

تشخيص الغدة الدرقية

• اليود-131
• الغدة في أسفل الرقبة

الكشف عن السرطان

• تكنيتيوم-99 (عمر النصف 6 ساعات)
• تتبع عمليات الجسم المختلفة

كشف الأورام والتمزقات والكسور

• النظائر تُظهر صورًا واضحة
• للأماكن التي تنمو فيها الخلايا بسرعة

الاستعمالات البيئية

متتبعات في النباتات

• حقن الفوسفور-32 المشع في الجذور
• يسلك سلوك الفوسفور المستقر
• لمعرفة مدى استفادة النبات خلال النمو والتكاثر

المبيدات الحشرية

• تتبع النظائر لمعرفة تأثير المبيد
• اختبار النباتات والحشرات والأنهار والحيوانات
• معرفة مدى وصول المبيد ومدته في النظام البيئي

الأسمدة

• تحوي كميات قليلة من النظائر المشعة
• لمعرفة كيفية امتصاص النبات للأسمدة

مصادر المياه

• قياس مصادر المياه وتعقبها
• تستخدم في الدول المتقدمة الواقعة في مناطق جافة

انقسام الخلايا في الأورام

الخلايا السرطانية

• تنقسم بسرعة مسببة ورمًا

العلاج بالإشعاع

• توجيه الإشعاع مباشرة إلى الورم
• إبطاء انقسام الخلايا أو إيقافه
• الابتعاد عن الخلايا السليمة المحيطة

```

نقاط مهمة

• العدد الذري: عدد البروتونات في نواة الذرة
• العدد الكتلي: مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات في النواة
• النظائر: تختلف في عدد النيوترونات
• التحلل الإشعاعي: تحرير الجسيمات النووية والطاقة، ويشمل انطلاق جسيمات ألفا وبيتا
• فترة النصف: الزمن اللازم لتحول نصف كمية العنصر المشع إلى عنصر آخر

يستعمل اليود - 131 لتشخيص المشاكل المتعلقة بالغدة الدرقية التي في أسفل الرقبة، كما هو موضح في الشكل 25. كما تستخدم بعض العناصر المشعة في الكشف عن السرطان، أو مشاكل الهضم، أو مشاكل الدورة الدموية. فيستخدم مثلاً العنصر المشع تكنيتيوم - 99 الذي عمر النصف له ست (6) ساعات لتتبع عمليات الجسم المختلفة. كما تُكتشف الأورام والتمزقات أو الكسور بوساطة هذه المواد؛ لأن النظائر تظهر صورًا واضحة عن الأماكن التي تنمو فيها الخلايا بسرعة.

عندما تُصاب الخلايا بالسرطان فإنها تبدأ في الانقسام بسرعة، مسببة ورمًا. وعندما يوجه الإشعاع مباشرة إلى الورم يعمل على إبطاء انقسام الخلايا أو إيقافه، مبتعدًا عن الخلايا السليمة المحيطة. ابحث بشكل مفصل عن العلاج بالإشعاع، واكتب ملخصًا لبحثك في دفتر العلوم.

يُستخدم العديد من العناصر المشعة في البيئة بوصفها مُتتبعات ومن هذه الاستخدامات حقن الفوسفور - 32 المشع في جذور النباتات لتعرُّف مدى استفادة هذه النباتات من الفوسفور خلال عمليتي النمو والتكاثر؛ إذ يسلك الفوسفور - 32 المشع عند حقنه في الجذور سلوك الفوسفور المستقر غير المشع الذي يحتاج إليه النبات في النمو والتكاثر. تستخدم النظائر المشعة أيضًا في المبيدات الحشرية، ويتم تتبعها لمعرفة تأثير المبيد في النظام البيئي، كما يمكن اختبار النباتات والحشرات والأنهار والحيوانات لتعرُّف المدى الذي يصل إليه المبيد، وكم يدوم في النظام البيئي. تحوي الأسمدة كميات قليلة من النظائر المشعة التي تستخدم لتعرُّف كيفية امتصاص النبات للأسمدة. كما يمكن أيضًا قياس مصادر المياه وتعقبها باستخدام النظائر؛ إذ تستخدم هذه التقنية للبحث عن مصادر المياه في الكثير من الدول المتقدمة والتي تقع في مناطق جافة.

الخلاصة

• العدد الذري هو عدد البروتونات في نواة الذرة. • العدد الكتلي هو مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. • نظائر العنصر الواحد تختلف في عدد النيوترونات.

• التحلل الإشعاعي هو تحرير للجسيمات النووية والطاقة. • التحول عنصر إلى عنصر آخر خلال عملية التحلل الإشعاعي، ومن طرائق التحول انطلاق جسيمات ألفا وطاقة من النواة، وكذلك انطلاق جسيمات بيتا من النواة. • فترة النصف لنظير مشع هي الزمن اللازم لتحول نصف كمية العنصر المشع إلى عنصر آخر.

اختبر نفسك

1. عَرِّف ما المقصود بالنظائر؟ وكيف يمكن حساب عدد النيوترونات في نظير العنصر؟

2. قارن بين نوعين من التحلل الإشعاعي.

3. استنتج. هل جميع العناصر لها عمر نصف؟ ولماذا؟

4. وضح ما أهمية النظائر المشعة في الكشف عن المشكلات الصحية؟

5. التفكير الناقد. افترض أن لديك عينتين من نظير مشع، كتلة الأولى 25 جم وكتلة الثانية 50 جم، فهل تفقد العينتان خلال الساعة الأولى عددًا متساويًا من الجسيمات؟ وضح ذلك.

6. اعمل نموذجًا. تعلمت كيف استخدم العلماء الكرات الزجاجية وكرة الصلصال والسحابة لصنع نموذج للذرة. صف المواد التي يمكن استعمالها لعمل أحد النماذج الذرية التي ذكرت في هذا الفصل.

--- SECTION: الاستعمالات الطبية --- يستعمل اليود - 131 لتشخيص المشاكل المتعلقة بالغدة الدرقية التي في أسفل الرقبة، كما هو موضح في الشكل 25. كما تستخدم بعض العناصر المشعة في الكشف عن السرطان، أو مشاكل الهضم، أو مشاكل الدورة الدموية. فيستخدم مثلاً العنصر المشع تكنيتيوم - 99 الذي عمر النصف له ست (6) ساعات لتتبع عمليات الجسم المختلفة. كما تُكتشف الأورام والتمزقات أو الكسور بوساطة هذه المواد؛ لأن النظائر تظهر صورًا واضحة عن الأماكن التي تنمو فيها الخلايا بسرعة. --- SECTION: انقسام الخلايا في الأورام --- عندما تُصاب الخلايا بالسرطان فإنها تبدأ في الانقسام بسرعة، مسببة ورمًا. وعندما يوجه الإشعاع مباشرة إلى الورم يعمل على إبطاء انقسام الخلايا أو إيقافه، مبتعدًا عن الخلايا السليمة المحيطة. ابحث بشكل مفصل عن العلاج بالإشعاع، واكتب ملخصًا لبحثك في دفتر العلوم. --- SECTION: الاستعمالات البيئية --- يُستخدم العديد من العناصر المشعة في البيئة بوصفها مُتتبعات ومن هذه الاستخدامات حقن الفوسفور - 32 المشع في جذور النباتات لتعرُّف مدى استفادة هذه النباتات من الفوسفور خلال عمليتي النمو والتكاثر؛ إذ يسلك الفوسفور - 32 المشع عند حقنه في الجذور سلوك الفوسفور المستقر غير المشع الذي يحتاج إليه النبات في النمو والتكاثر. تستخدم النظائر المشعة أيضًا في المبيدات الحشرية، ويتم تتبعها لمعرفة تأثير المبيد في النظام البيئي، كما يمكن اختبار النباتات والحشرات والأنهار والحيوانات لتعرُّف المدى الذي يصل إليه المبيد، وكم يدوم في النظام البيئي. تحوي الأسمدة كميات قليلة من النظائر المشعة التي تستخدم لتعرُّف كيفية امتصاص النبات للأسمدة. كما يمكن أيضًا قياس مصادر المياه وتعقبها باستخدام النظائر؛ إذ تستخدم هذه التقنية للبحث عن مصادر المياه في الكثير من الدول المتقدمة والتي تقع في مناطق جافة. الخلاصة --- SECTION: العدد الذري --- • العدد الذري هو عدد البروتونات في نواة الذرة. • العدد الكتلي هو مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. • نظائر العنصر الواحد تختلف في عدد النيوترونات. --- SECTION: النشاط الإشعاعي --- • التحلل الإشعاعي هو تحرير للجسيمات النووية والطاقة. • التحول عنصر إلى عنصر آخر خلال عملية التحلل الإشعاعي، ومن طرائق التحول انطلاق جسيمات ألفا وطاقة من النواة، وكذلك انطلاق جسيمات بيتا من النواة. • فترة النصف لنظير مشع هي الزمن اللازم لتحول نصف كمية العنصر المشع إلى عنصر آخر. اختبر نفسك 1. عَرِّف ما المقصود بالنظائر؟ وكيف يمكن حساب عدد النيوترونات في نظير العنصر؟ 2. قارن بين نوعين من التحلل الإشعاعي. 3. استنتج. هل جميع العناصر لها عمر نصف؟ ولماذا؟ 4. وضح ما أهمية النظائر المشعة في الكشف عن المشكلات الصحية؟ 5. التفكير الناقد. افترض أن لديك عينتين من نظير مشع، كتلة الأولى 25 جم وكتلة الثانية 50 جم، فهل تفقد العينتان خلال الساعة الأولى عددًا متساويًا من الجسيمات؟ وضح ذلك. --- SECTION: تطبيق المهارات --- 6. اعمل نموذجًا. تعلمت كيف استخدم العلماء الكرات الزجاجية وكرة الصلصال والسحابة لصنع نموذج للذرة. صف المواد التي يمكن استعمالها لعمل أحد النماذج الذرية التي ذكرت في هذا الفصل.