النظائر المشعة المشعة المستخدمة بشكل شائع

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن مصادر:  "النظائر المشعة لجاما المستخدمة بشكل شائع" - الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( يوليو 2022 ) ( تعرف على كيفية ومتى تزيل هذه الرسالة )

تعتبر النويدات المشعة التي تصدر أشعة جاما ذات قيمة كبيرة في مجموعة من التقنيات الصناعية والعلمية والطبية المختلفة. تسرد هذه المقالة بعض النويدات المشعة الشائعة التي تصدر أشعة جاما ذات الأهمية التكنولوجية وخصائصها.

يتم إنتاج العديد من النويدات المشعة الاصطناعية ذات الأهمية التكنولوجية كمنتجات انشطارية داخل المفاعلات النووية . منتج الانشطار هو نواة ذات كتلة تعادل نصف كتلة نواة اليورانيوم أو البلوتونيوم تقريبًا والتي تبقى بعد "انقسام" هذه النواة في تفاعل انشطار نووي .

السيزيوم-137 هو أحد هذه النويدات المشعة. يبلغ عمر النصف له 30 عامًا، ويتحلل عن طريق تحلل بيتا دون انبعاث أشعة جاما إلى حالة مستقرة من الباريوم -137 (^137م
با
يبلغ عمر النصف للباريوم-137م 2.6 دقيقة وهو المسؤول عن انبعاث أشعة جاما بالكامل في تسلسل الاضمحلال هذا. الحالة الأساسية للباريوم-137 مستقرة.

طاقة الفوتون (طاقة شعاع جاما واحد)^137م
با
تبلغ طاقة أشعة جاما حوالي 662 كيلو إلكترون فولت. ويمكن استخدام أشعة جاما هذه، على سبيل المثال، في العلاج الإشعاعي مثل علاج السرطان، أو في تشعيع الأغذية ، أو في المقاييس أو المستشعرات الصناعية.¹³⁷
سي اس
لا يتم استخدامه على نطاق واسع في التصوير الصناعي لأن النويدات الأخرى، مثل الكوبالت 60 أو الإيريديوم 192 ، تقدم إنتاجًا إشعاعيًا أعلى لحجم معين.

اليود-131 هو أحد النويدات المشعة الهامة الأخرى التي تنبعث منها أشعة جاما والتي يتم إنتاجها كمنتج انشطار. نظرًا لنصف عمر قصير يبلغ 8 أيام، فإن هذا النظير المشع ليس له استخدام عملي في المصادر المشعة في التصوير الشعاعي الصناعي أو الاستشعار. ومع ذلك، نظرًا لأن اليود هو أحد مكونات الجزيئات البيولوجية مثل هرمونات الغدة الدرقية، فإن اليود-131 له أهمية كبيرة في الطب النووي ، وفي الأبحاث الطبية والبيولوجية كمتتبع إشعاعي .

اللانثانوم-140 هو أحد نواتج اضمحلال الباريوم -140 ، وهو أحد نواتج الانشطار الشائعة. وهو مصدر قوي لأشعة جاما. وقد استُخدم بكميات كبيرة خلال مشروع مانهاتن لتجارب رالا .

يتم تصنيع بعض النويدات المشعة، مثل الكوبالت-60 والإيريديوم -192 ، عن طريق تشعيع النيوترونات من معادن الكوبالت والإيريديوم غير المشعة العادية في مفاعل نووي ، مما يؤدي إلى إنشاء نويدات مشعة من هذه العناصر تحتوي على نيوترونات إضافية، مقارنة بالنويدات المستقرة الأصلية.

بالإضافة إلى استخداماتها في التصوير الشعاعي، فإن كل من الكوبالت-60 (⁶⁰
كو
) والإيريديوم-192 (¹⁹²
إير
) تستخدم في العلاج الإشعاعي للسرطان. يميل الكوبالت -60 إلى أن يستخدم في وحدات العلاج عن بعد كبديل لطاقة الفوتون الأعلى للسيزيوم -137، بينما يميل الإيريديوم -192 إلى أن يستخدم في وضع مختلف من العلاج، العلاج الإشعاعي الداخلي أو العلاج الإشعاعي الموضعي . أسلاك الإيريديوم للعلاج الإشعاعي الموضعي هي سلك سبيكة إيريديوم / بلاديوم مطلي بالبلاديوم يتم تصنيعه مشعًا عن طريق تنشيط النيوترون . يتم بعد ذلك إدخال هذا السلك في ورم مثل ورم الثدي، ويتم تشعيع الورم بفوتونات أشعة جاما من السلك. في نهاية العلاج، تتم إزالة السلك.

من المصادر النادرة ولكن الجديرة بالملاحظة لأشعة جاما الصوديوم-24 ؛ حيث يبلغ عمر النصف لهذا العنصر 15 ساعة، ولكنه يصدر فوتونات ذات طاقات عالية جدًا (>2 ميجا إلكترون فولت). ويمكن استخدامه في التصوير بالأشعة السينية للأجسام الفولاذية السميكة إذا تم التصوير بالأشعة السينية بالقرب من نقطة الإنتاج. وعلى نحو مماثل،⁶⁰
كو
و¹⁹²
إير
يتم تشكيله عن طريق تنشيط النيوترونات للنظير المستقر الشائع.

تم استخدام الأمريسيوم-241 كمصدر لفوتونات جاما منخفضة الطاقة، وتم استخدامه في بعض التطبيقات مثل معدات الفلورسنت بالأشعة السينية المحمولة ( XRF ) وأجهزة الكشف عن الدخان المؤين المنزلية الشائعة . يتم إنتاج الأمريسيوم-241 من²³⁹
البلوتونيوم في المفاعلات النووية من خلال التقاط النيوترونات المتعددة وتحلل بيتا اللاحق مع إنتاج البلوتونيوم 239 نفسه في الغالب من التقاط النيوترونات وتحلل بيتا اللاحق بواسطة²³⁸
U (99% من اليورانيوم الطبيعي وعادة ما يكون حوالي 97% من اليورانيوم المنخفض التخصيب أو وقود الموكس ).

منذ سنوات عديدة، استُخدم الراديوم 226 والرادون 222 كمصدر لأشعة جاما في التصوير الشعاعي الصناعي : على سبيل المثال، استُخدم مصدر الرادون 222 لفحص الآليات الموجودة داخل قنبلة طائرة V-1 غير منفجرة، بينما يمكن فحص بعض كرات الأعماق المبكرة باستخدام الراديوم 226 للتحقق من وجود شقوق. ولأن كلًا من الراديوم والرادون سامان للغاية ومكلفان للغاية بسبب ندرتهما الطبيعية، فقد خرجت هذه النظائر المشعة الطبيعية عن الاستخدام على مدار نصف القرن الماضي، وحلت محلها نظائر مشعة تم إنشاؤها صناعيًا. يقع علاج الرادون على حافة الدجل الإشعاعي والعلاج الإشعاعي الحقيقي جزئيًا بسبب نقص البيانات الموثوقة حول الفوائد الصحية المذكورة.

نظائر مفيدة تنبعث منها أشعة جاما

النظير	الكتلة الذرية	نصف العمر	طاقة جاما المنبعثة (MeV)	ملحوظات
بي-7	7	53 د	0.48
نا-22	22	2.6 سنة	1.28
نا-24	24	15 ساعة	1.37
من-54	54	312 د	0.84
كو-57	57	272 د	0.122
الكوبالت-60	60	5.265 سنة	1.17	يصدر Co-60 إشعاعين جاما متميزين من الطاقة العالية (الطاقة الكلية 2.5 ميجا إلكترون فولت) [1]
الكوبالت-60	60	5.265 سنة	1.33	يستخدم في التصوير الشعاعي الصناعي
جا-66	66	9.4 ساعة	1.04
تي سي-99م	99	6 ساعات	0.14	تستخدم في مجموعة متنوعة من إجراءات التصوير الطبي النووي
ب د-103	103	17 د	0.021	يستخدم في العلاج الإشعاعي الموضعي
أيه جي-112	112	3.13 ساعة	0.62
القصدير-113	113	115 د	0.392
تي اي-132	132	77 ساعة	0.23
الطريق رقم 125	125	60 يوم	0.035	يستخدم في العلاج الإشعاعي الموضعي
الطريق رقم 131	131	8 د	0.36	يستخدم في العلاج الإشعاعي الموضعي
إكس إي-133	133	5.24 د	0.08
سي إس-134	134	2.06 سنة	0.61
سي إس-137	137	30.17 سنة	0.662	لا يزال يستخدم أحيانًا في العلاج الإشعاعي والتطبيقات الصناعية لقياس الكثافة ومستوى السائل والرطوبة وغير ذلك الكثير
با-133	133	10.5 سنة	0.356
سي إي-144	144	285 د	0.13
ر-222	222	3.8 د	0.51
را-226	226	1600 سنة	0.19	تم استخدامه في العلاج الإشعاعي المبكر (قبل Cs-137 وCo-60 حوالي الخمسينيات)
أم-241	241	432 سنة	0.06	يستخدم في معظم أجهزة الكشف عن الدخان

لاحظ أن أنصاف الأعمار فقط بين 100 دقيقة و5000 سنة مدرجة حيث أن أنصاف الأعمار القصيرة عادة ما لا يكون من العملي استخدامها، وأنصاف الأعمار الطويلة عادة ما تعني نشاطًا نوعيًا منخفضًا للغاية. d = يوم، hr = ساعة، yr = سنة.

• نظائر السيزيوم
• مصادر بيتا الشائعة
• http://www.iem-inc.com/information/tools/radiation-energies/gamma-emitters
• أداة مفيدة للبحث عن النظائر المشعة