تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

الأمريسيوم (Americium) رمزه (Am)، وهو من العناصر الكيميائية النادرة، ويصنف ضمن مجموعة الأكتينيدات، وهو معدنٌّ فضيُّ اللون يميل للون الأبيض، يتواجد في الطبيعة مرتبطاً ببعض المعادن، وأغلبها معدن اليورانيوم.

كيف تمّ اكتشاف عنصر الأمريسيوم؟

في عام 1944 اكتشف العالمان سيبورج وغيورسو عنصر الأمريسيوم، من خلال سلسلة التفاعلات التالية، بدايةً تمّ قذف البلوتونيوم (PU-239) بنيوتروناتٍ عالية الطاقة وفق التفاعل التالي:

[math]_{94}^{239}\textrm{Pu}+_{0}^{1}\textrm{n}\rightarrow _{94}^{240}\textrm{Pu}[/math]

وبقذف البلوتونيوم (Pu-240) بالنيوترونات يتشكل البلوتونيوم (Pu-241) الذي يتفكك مصدراً الأمريسيوم (Am-241) وجسيمات بيتا بعمر نصفي 14 عاماً، كما يتمُّ إنتاج الأمريسيوم (Am-243) بطريقةٍ مماثلةٍ من تفكك البلوتونيوم (Pu-243)، وبإصدار جسيمات بيتا بعمر نصف حوالي 5 ساعات. ^[1]

ما هي خصائص الأمريسيوم؟

يتصف الأمريسيوم بالخصائص التالية: ^[2]

1- يمتلك خصائص كيميائية مشابهةً لعنصر البلوتونيوم Pu.

2- لونه الطبيعي فضي، ولكن يفقد بريقه في حال تعرضه للهواء لفتراتٍ طويلة، حيث يتفاعل مع أوكسجين الهواء.

3- يذوب في المواد الحمضية، وتفاعله مع القلويات ضعيف.

4- يتصف بخاصية الليونة والهشاشة، مما يجعله قابلاً للطرق والتشكيل.

5- يتصف بخصائص إشعاعية، فأغلب نظائره غير مستقرة، تتفكك مصدرةً جسيمات ألفا، وبيتا، وإشعاع غاما.

ما هي نظائر الأمريسيوم؟

النظائر هي أشكال مختلفة من العنصر الذي له نفس عدد البروتونات في النواة، ولكن يختلف في عدد النيوترونات. العدد الذري للأمريسيوم 95، وله العديد من النظائر منها المستقرة، ومنها المشعة والنظير الأكثر استقراراً هو الأمريسيوم 243 ذو عمر النصف 7370 عاماً، ويتفكك مصدراً جسيمات ألفا ومنتجاً نظير النبتونيوم (Np-239) ذا عمر نصف القصير والمساوي 2.4 يوم، بينما عمر النصف لنظير الأمريسيوم (Am-241) يساوي 430 عاماً، وعمر النصف لنظير الأمريسيوم (Am-242) يساوي 150 عاماً. ^[3]

ما هي استخدامات الأمريسيوم؟

1- يمتاز الأمريسيوم بخواصه الإشعاعية مصدراً جسيمات ألفا، لذلك يستخدم في التطبيقات النووية، كصناعة أنظمة توليد الطاقة النووية، وصناعة البطاريات النووية للمركبات الفضائية، إلى جانب استخدامه في المفاعلات النووية.

2- يستخدم في التطبيقات الفيزيائية النووية، كدراسة تفاعلات النواة وخصائصها، وبما أنه يضمحل مُصدراً جسيمات ألفا وبيتا، لذلك يمكن اعتباره مصدراً لهذه الجسيمات.

3- يستخدم في صناعة الأسلحة النووية والمعدات العسكرية.

4- يستخدم في المجالات الطبية في عمليات الرنين المغناطيسي والتصوير الشعاعي عن طريق أشعة غاما الناتجة عن اضمحلال الأمريسيوم (Am-241).

5- استخدامه في كواشف الدخان التي تحتوي على كميةٍ كبيرةٍ من الأمريسيوم.

6- عندما يخلط الأمريسيوم (Am-241) مع البيريليوم (Be) ينتج نيوترونات بمعدل كبير، ويستفاد من هذه الخاصية في تقييم معدل تدفق النفط في آبار النفط. ^[4]

ما هي تأثيرات الأمريسيوم على البيئة؟

إن استخدام الأمريسيوم في تطبيقاتٍ عديدة، ولاسيما الأسلحة النووية، وإنتاجه في المفاعلات النووية، ودخوله في تصنيع بعض المنتجات، مثل: كواشف الدخان بساهم في تلوث البيئة، ولاسيما أن أغلب نظائر الأمريسيوم ذات عمر نصف طويل، لذلك يمكن أن تتواجد في البيئة لفترةٍ زمنيةٍ طويلة، ويعتبر أوكسيد الأمريسيوم هو الشكل الشائع في البيئة.

الأمريسيوم الناتج من تجارب الأسلحة النووية ينتشر في الغلاف الجوي، ويمكن أن يدخل في تفاعلاتٍ نووية مع الجزيئات المتواجدة في الغلاف الجوي، وبعدها يهبط إلى الأرض مع مياه الأمطار والثلوج. إن الأمريسيوم الذي ينتشر في الماء يمكن أن يلتصق مع جزيئات الماء، والأمريسيوم المتسرب إلى التربة يرتبط بقوة بجزيئات التربة، ويصل مستوى الأمريسيوم (Am-241) في التربة السطحية إلى حوالي 0.01 بيكو كوري في الغرام الواحد (الكوري هو واحدة لقياس الشدة الإشعاعية لمادةٍ مشعة والبيكو كوري يساوي 10-6 كوري).

وفي حال تلوث التربة والمياه بالأمريسيوم يمكن أن تتلوث به النباتات، كما إن رمي النفايات المشعة الناتجة عن معالجة الوقود النووي والحاوي على الأمريسيوم يساهم في تلوث البيئة، لذلك يجب التعامل مع الأمريسيوم بحذر، وأخذ الاحتياطات اللازمة الخاصة في معالجته، وتخزينه لضمان سلامة البيئة. ^[5]

ما هي المخاطر الصحية للأمريسيوم؟

هناك ثلاث طرق لدخول الأمريسيوم الجسم، وذلك عن طريق استنشاق الهواء، وتناول الطعام ومياه الشرب الملوثين بالأمريسيوم، وعندما يدخل الأمريسيوم الجسم بطريقةٍ ما، معظمه يخرج من الجسم خلال بضعة أيام، ولا يدخل أبداً إلى مجرى الدم، فقط حوالي 5 بالمئة من الكمية المأخوذة عن طريق الابتلاع تمتص في الدم.

بعد خروجه من الأمعاء أو الرئة، يتخلص الجسم من حوالي 10 بالمئة، والباقي يدخل مجرى الدم، ويترسب في الهيكل العظمي، والعظام، والكبد، ويبقى لفتراتٍ زمنيةٍ طويلة، حيث تترسب الأشعة الناتجة عن تفكك الأمريسيوم (ولا سيما أشعة غاما الصادرة عن الأمريسيوم 243). تتعلق الكمية المترسبة على أسطح العظام وفي الكبد بعمر الشخص، حيث تزداد نسبة الامتصاص في الكبد مع تقدم العمر.

إن خطر استنشاق الأمريسيوم أكبر من خطر دخوله عن طريق الجهاز الهضمي، لأن دخوله عن طريق الاستنشاق يمكن أن يتمّ امتصاصه في الجسم بسهولة أكثر من حال دخوله عن طريق الابتلاع. ^[5]

ما هي آلية التسمُّم بالأمريسيوم؟

تنتج سمّية الأمريسيوم في المقام الأول من الضرر الذي تنتجه جسيمات ألفا الناتجة من تفكك نظائر الأمريسيوم، وتتمتع جسيمات ألفا بقدرةٍ نفوذيةٍ محدودةٍ للغاية في الأنسجة، فنظراً لشحنتها وكتلتها الكبيرة، فهي تسير مسافاتٍ صغيرة، وتودع طاقتها خلال هذه المسافة، وبالتالي يحدث الضرر الخلوي فقط في الأنسجة المحيطة بالمنطقة التي يحتجز فيها الأمريسيوم.

إن الطاقة المودعة في النُّسج من جسيمات ألفا تعمل على تأيينٍ مباشرٍ للمادة الخلوية التي تمر بها، كما أنها تعمل على تأيين جزيئات الماء المتواجدة في خلايا الجسم البشري بنسبة 70 بالمئة. إن جزيئات الماء المتأينة تدخل في تفاعلاتٍ كيميائية مع الجزيئات البيولوجية أيضاً، مما يزيد من الضرر البيولوجي، وبالتالي فإن الضرر الخلوي لا ينتج فقط عن الإشعاع نفسه بشكلٍ مباشر، وإنما أيضاً عن التفاعلات الكيميائية غير المباشرة الناتجة عن تفاعلات نواتج التفكك الإشعاعي. ^[4]

ما هي عواقب دخول الأمريسيوم جسم الإنسان؟

إن أغلب نظائر الأمريسيوم مشعة، وينتج عن تفككها جسيمات ألفا، وبيتا، وإشعاع غاما، إضافةً إلى خطورة التعرض الخارجي هناك خطورة التعرض الداخلي لهذه الأشعة الصادرة عن نظائر الأمريسيوم، فإذا افترضنا أن 100000 شخص تعرضوا لتلوثٍ إشعاعي من التربة الملوثة بالأمريسوم (Am-243) بتركيز 1 بيكو كوري في كل غرام، بحساب معامل المخاطر، فإن ثلاث أشخاص من 10000 شخص سوف يصابون بالسرطان المميت.

حيث يكمن الخطر من أشعة غاما المنبعثة من النبتونيوم (Nu-239) القصير العمر والمصدر لأشعة غاما بطاقة 170 كيلو إلكترون فولت، وإن الخطورة من التعرض الخارجي لنظائر الأمريسيوم (241,242) أٌقل 10 بالمئة من خطورة التعرض الخارجي لنظير الأمريسوم (Am-243).