تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

السيزيوم (Cesium)، ورمزه Cs، تمّ اكتشافه عام 1960 من قبل العالمين (Gustav Kirchhoff and Robert Bunsen) عدده الذري 55 يقع في المجموعة الأولى من الجدول الدوري، وهو معدنٌ ناعمٌ أبيض فضي اللون.

ما هي خصائص السيزيوم؟

يتواجد في الطبيعة السيزيوم (Cs-133)، ويمتلك العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية منها:

1- ينصهر عند درجة حرارةٍ منخفضةٍ نسبيًا تبلغ 28 درجة مئوية.

2- يكون في حالةٍ سائلة عند درجات الحرارة المعتدلة.

3- يتفاعل بشكلٍ عنيفٍ مع معظم المعادن القلوية عندما يتلامس مع الماء البارد.

ما هي نظائره؟

السيزيوم الطبيعي مستقر له عددٌ كتلي مساوٍ 133، ويحتوي على 55 بروتون. (النظائر هي أشكال مختلفة من العنصر الذي له نفس العدد من البروتونات في النواة، ولكنه يختلف في عدد النيوترونات). تتراوح الأعداد الكتلية لنظائر السيزيوم بين 112 و151، وهناك حوالي 11 نظير مُشع للسيزيوم ثلاث منها ذات عمر نصف طويل (يعرف عمر النصف: بأنه الزمن اللازم حتى تتفكك نصف النوى الأولية)، وهي:

1- السيزيوم 134، والذي يمتلك عمر نصف مساوٍ 2.1 سنة، ويتفكك مُصدراً جسيمات بيتا بطاقة 160 كيلو إلكترون فولت، وأشعة غاما بطاقة 1600 كيلو إلكترون فولت.

2- السيزيوم 135 الذي يمتلك عمر نصف مساوٍ ⁶ 10×2.3 سنة، والذي يتفكك مُصدراً جسيمات بيتا بطاقة 670 كيلو إلكترون فولت.

3- السيزيوم137 يمتلك عمر نصف مساوٍ 30.08 سنة، ويتفكك مُصدراً جسيمات بيتا بطاقة 190 كيلو إلكترون فولت، ومُنتجاً الباريوم شبه المستقر الذي يتفكك مُصدراً جسيمات بيتا بطاقة 65 كيلو إلكترون فولت، وأشعة غاما بطاقة 662 كيلو إلكترون فولت بعمر نصف حوالي 2.6 دقيقة.

بينما باقي النظائر ذات عمر نصف قصير يتراوح من عدة ثوان إلى عدة أيام كالسيزيوم 136 الذي يمتلك عمر نصف حوالي 13 يوم. ^{[1] [2]}

ما هي أخطار السيزيوم على البيئة؟

يوجد السيزيوم 133 بشكلٍ طبيعي كنظيرٍ مستقر، حيث يبلغ تركيزه في القشرة الأرضية 1.9 ميلي غرام لكل كيلوغرام، كما ينتج السيزيوم في الطبيعة من تآكل الصخور والمعادن، وتعرضها للعوامل الجوية، ومن خلال عمليات التعدين وطحن الخامات، فينتشر في الهواء، ومنه ينتقل إلى التربة والمياه.

إن مركبات السيزيوم شديدة الذوبان في الماء، وتتركز في التربة، ومنه يمكن أن تنتقل إلى الإنسان، والحيوان، والنبات، تركيز السيزيوم في مياه البحر حوالي 0.5 ميكروغرام لكل كيلوغرام. لقد ثبت أن السيزيوم يتضخم بيولوجيًا في سلاسل الغذاء المائية، بينما يتمُّ إنتاج نظائر السيزيوم الثلاثة المشعّة المذكورة أعلاه عن طريق الانشطار النووي.

يعرف الانشطار النووي بأنه انقسام النوى الثقيلة أي التي تمتلك أعداد كتلية كبيرة، مثل: اليورانيوم 235 إلى قسمين قد يكونا متماثلين أو لا. إن نوى السيزيوم المشعّة ذات الأعداد الكتلية 135-137 هي منتجات انشطارية ناتجة عن معالجة الوقود النووي المستهلك، والنفايات المشعّة المرتبطة بها مع تشغيل المفاعلات النووية ومحطات إعادة معالجة الوقود.

نظائر السيزيوم المشعّة موجودةٌ في التربة في جميع أنحاء العالم إلى حدٍّ كبيرٍ نتيجةً للغبار المتساقط من الغلاف الجوي خلال تجارب الأسلحة النووية، وبمجرد دخوله إلى المياه الجوفية يترسب على أسطح التربة. يتراوح تركيز السيزيوم -137 في التربة السطحية من التساقطات من حوالي 0.1 إلى 1 بيكو كوري لكل غرام. السيزيوم موجود كمادةٍ ملوثة في بعض المرافق، مثل: المفاعلات النووية، والمنشآت التي تعالج الوقود النووي المستهلك.

يعدُّ السيزيوم عمومًا أحد المعادن المشعّة الأقل قدرةً على الحركة في البيئة، فيفضل التركيز في التربة، ويقدر التركيز المرتبط بجزيئات التربة الرملية بـ 280 مرةً أعلى منه في الماء الخلالي (الماء في المسام بين جزيئات التربة)؛ نسب التركيز أعلى حوالي 2000 إلى أكثر من 4000 في التربة الطينية، وبالتالي السيزيوم عموماً لا يعتبر عاملاً ملوثاً للمياه الجوفية. أعلى تركيزات السيزيوم 137 موجودة في المناطق التي تحتوي على النفايات الناتجة عن معالجة الوقود المشعع. ^[2]

ما هي أخطار تعرض الإنسان إلى السيزيوم؟

نظائر السيزيوم قصيرة العمر، لا توجد خطورة كبيرة منها على البيئة والإنسان، بينما يتجلى الخطر في النظائر المشعّة ذات عمر النصف الطويل. السيزيوم 134 و135، فلا توجد خطورة كبيرة منهما على الإنسان لأن العمر النصف لهما كبير جداً، وبالتالي عملية تفككهما ستكون بطيئةً للغاية، بالإضافة إلى إصدارهما جسيمات بيتا وطاقتها المنخفضة، والتي تعتبر أقل خطورةً خارجية على الإنسان. بينما تكمن الخطورة الأكبر في التعرض للسيزيوم 137 الذي يصدر جسيمات بيتا وأشعة غاما، بالإضافة إلى إنتاجه الباريوم قصير العمر.

يؤدي التعرض لكمياتٍ كبيرةٍ من السيزيوم المشع إلى إتلاف الخلايا بسبب الطاقة التي يودعها الإشعاع في جسم الإنسان، فقد يصاب الإنسان بمتلازمة الإشعاع الحادة، والتي تشمل الإقياء، والغثيان، والإسهال، وقد يدخل الإنسان في غيبوبة، ويمكن أن تحدث الوفاة في حالة التعرض العالي جداً للسيزيوم. ^[3]

ما هي أخطار دخول السيزيوم جسم الإنسان؟

يتمُّ دخول السيزيوم إلى الجسم عن طريق تناول الطعام، أو شرب الماء، أو استنشاق الهواء الملوث بالسيزيوم، وعند دخول السيزيوم جسم الإنسان يتصرف بطريقةٍ مشابهةٍ للبوتاسيوم، ويتمُّ توزيعه بشكلٍ موحد في جميع أنحاء الجسم. يعتبر الامتصاص الهضمي من الطعام أو الماء هو المصدر الرئيسي لدخول السيزيوم جسم الإنسان في عموم الحالات.

يتمُّ امتصاص كل السيزيوم الذي يتمُّ تناوله بشكلٍ أساسي في مجرى الدم من خلال الأمعاء، ويتركز بكمياتٍ كبيرةٍ في العضلات، وبتراكيز صغيرة في العظام، ويتمُّ إخراج السيزيوم من الجسم بسرعةٍ إلى حدٍّ ما. يتخلص الجسم من 10 بالمئة من السيزيوم بعمر نصف بيولوجي مساوٍ يومين، والباقي يتخلص منه الجسم خلال عمر نصف بيولوجي مساوٍ 110 يوم.

تكمن خطورة دخول السيزيوم إلى جسم الإنسان كون نظائره تضمحل منتجةً جسيمات بيتا وأشعة غاما، وقد تسبّب هذه الإشعاعات المؤينة الكثير من المخاطر الصحية، وتزيد من احتمال الإصابة بالسرطان. لقد تمّ حساب معاملات الخطورة لدخول السيزيوم إلى الجسم، ووجد أن معامل الخطورة في حالات الابتلاع للسيزيوم أقل من معامل الاستنشاق علماً أن دخول السيزيوم الجسم عن طريق الابتلاع (الطعام أو الشراب) هو الأكثر شيوعاً لدخوله إلى الجسم. ^{[3] [4]}