عمر النصف

2011 الذرات و الجزيئات

توم جاگسون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

يُطلق على معدل سرعة انحلال العنصر المشع مصطلح «عمر النصف»، وهو الزمن اللازم كي تنحل العناصر المشعة وتتحول نصف الكمية المشعة الأصلية إلى عناصر أخرى. تخيّل عنصراً نصف عمره سنة واحدة. ولنبدأ بـ (800 ذرّة) من هذا العنصر. بعد انقضاء العام الأول يتبقى (400 ذرّة)، وعند حلول العام الذي يليه يكون نصف تلك

الذرّات قد انحل، حيث يتبقى (200 ذرّة)، وبعد السنة الثالثة لا يتبق سوى (100 ذرّة)، وتستمر هذه العملية إلى أن تتلاشى كافة ذرّات هذا العنصر. (انظر الشكل على الصفحة 63).

وتتصف النظائر المشعة المعروفة باستقرارها النسبي وطول نصف

عمرها. فعنصر (الثوريوم – 232)، على سبيل المثال، له نصف عمر يصل إلى (14 مليار سنة)، و(اليورانيوم – 238) عنصر أقل استقراراً، لكن نصف عمره يبلغ (4.5

مليار سنة)، وقد جاء اكتشاف عنصر (البيزموث – 209) مؤخراً كأحد النظائر ذات النشاط الإشعاعي، وذلك لأن هذا العنصر يتفكك ببطء، ويبلغ نصف عمره (19 مليار مليار سنة).

إن العناصر التي تتصف بعدم استقرارها الكبير لها أقصر فترة عمر النصف مقارنة بالعناصر الأخرى، وهذه العناصر نادرة جداً لأن فترة وجودها تكون قصيرة، إذ أن أكثر النظائر استقراراً، وهو عنصر الفرانسيوم، له عمر نصف لا يتجاوز (22 دقيقة)، ويعتقد الكيميائيون بأن الكمية الإجمالية

من هذا العنصر على سطح الأرض لن تتجاوز أونصة واحدة (28 جراماً) خلال أية فترة زمنية. بل إن بعض النظائر أقل استقراراً ويبلغ عمر النصف فيها أقل من مليون جزء من الثانية، وتستمر هذه النظائر المشعة بالانحلال الإشعاعي إلى أن تبلغ حالة الاستقرار.