تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

النيكل (Nickel) رمزه Ni، وهو معدنٌ صلبٌ لونه أبيض فضّي يقع في المجموعة العاشرة من الجدول الدوري، وقد اكتشف النيكل من قبل العالم ألكس كونستدت Alex Constedt عام 1751.

ما هي خصائص النيكل؟

للنيكل العديد من الخصائص: ^[1]

1- عدده الذري 28 بينما وزنه الذري 58.69 غرام لكل مول.

2- كثافته 8.9 غرام لكل سنتيمتر مكعب عند الدرجة 20 درجة مئوية.

3- درجة انصهاره 1455 درجة مئوية.

4- درجة غليانه 2730 درجة مئوية.

5- قابل للطرق، ويتصف بالصلابة، ومقاومته للصدأ.

6- لا يتفاعل مع الماء في الشروط العادية.

7- لا يتفاعل مع الهواء في الشروط العادية بينما يتفاعل مع الأوكسجين ببطء في درجات الحرارة العالية.

ما هي نظائر النيكل؟

يتواجد في الطبيعة على شكل خمسة نظائر مستقرة، ويشكل النيكل 58 حوالي ثلثي النيكل الطبيعي بينما يشكل النيكل 60 حوالي 26 بالمئة من النيكل الطبيعي، وتشكل النظائر الثلاثة الأخرى 61 و62 و64 النسب المُتبقّية من المئة. توجد ستة نظائر مُشعّة للنيكل اثنان منها (النيكل59، والنيكل 63) لهما عمر نصف طويل بينما عمر النصف لباقي النظائر المُشعّة أقل من ستة أيام.

يتفكك النيكل 59 وفق تفاعل الأسر الإلكتروني بعمر نصف حوالي 75000 سنة مصدرةً جسيمات بيتا بطاقة صغيرة حوالي 4.6 كيلو إلكترون فولت، وأشعة غاما بطاقة 2.4 كيلو إلكترون فولت. بينما يتفكك النيكل 63 بعمر نصف حوالي 96 سنة مُصدراً جسيمات بيتا بطاقة 17 كيلو إلكترون فولت.  

ما هي مصادر النيكل؟

هناك مصادر طبيعية للنيكل، حيث يتواجد في معادن، مثل: الجارنيريت والميتيريت، والنيكوليت، والبنتلانديت، والبيروتيت، كما يوجد في معظم النيازك. يتواجد النيكل في الصخور القشرية بتركيز حوالي 90 ميلي غرام لكل كيلوغرام، بينما يتراوح تركيزه في مياه البحار بحوالي 2 ميلي غرام لكل ليتر.

يعدُّ النيكل عمومًا أحد المعادن المُشعّة الأقل قدرةً على الحركة في البيئة.  تركيز النيكل المرتبط بجزيئات التربة الرملية أعلى بحوالي 400 مرة من المياه الخلالية (في الفراغات المسامية بين جزيئات التربة)؛ فهو يرتبط بشكلٍ أكثر إحكامًا بالتربة الطينية.

 كيف يمكن إنتاج النيكل؟

1- في النفايات المُشعّة الناتجة عن طريق إعادة تدوير مواد الوقود النووي.

2- ينتج النيكل في المفاعلات النووية عندما تنشطر نواة اليورانيوم، مثلاً: تنتج شظيتين، ويرافق عملية الانشطار إنتاج نيوترونات تصطدم بمكونات المفاعل المصنوعة من سبائك مختلفة من الفولاذ، والتي تحتوي على الكروم، والمنغنيز، والنيكل، والحديد، والكوبالت، تعمل هذه النيوترونات على تنشيط النيكل 58، وتحويله إلى النيكل المُشع 59 . ^[2]

ما هي تطبيقات النيكل؟

له تطبيقات في مجالاتٍ عديدةٍ منها: ^[3]

1- يُستخدم في صناعة السبائك، مثل:

سبيكة النيكو (Alnico)

وهي سبيكة تحتوي الألمنيوم، والكوبالت، والنيكل. تتميز سبائك النيكل بالقوة، والليونة، ومقاومة التآكل، والحرارة.

سبيكة المونيل (Monel)

المكونان الرئيسان في هذه السبيكة هما: النيكل، والنحاس مع كمياتٍ قليلةٍ من المنغنيز، والحديد، والسيلكون، وتتصف هذه السبيكة بصلابتها ومقاومتها للتآكل، لذا تستخدم في عمود المروحة في القوارب، ومحطات تحلية المياه.

سبيكة إنفار (Invar)

تتميز هذه السبيكة المكونة من الحديد والنيكل بمعاملٍ صغيرٍ للتمدُّد الحراري، كخاصيةٍ رئيسية لها، لذا تستخدم في الساعات، والصمامات في المحركات، وقوالب هياكل الطائرات الكبيرة.

سبيكة نيتشروم (Nichrome)

تتكون من النيكل، والكروم، وتمتاز بمقاومةٍ كهربائيةٍ عالية، إضافةً إلى مقاومة درجات الحرارة المرتفعة، وتستخدم في سلك المقاومة، وسخانات الفضاء، والمحامص، وترميم الأسنان.

2- يدخل النيكل في صناعة الفولاذ، وتستخدم سبائك النيكل – الفولاذ في صناعة الآلات الثقيلة، والأسلحة، والمعدات التي تتطلب درجات حرارةٍ عالية.

3- نظراً لسهولة سحب النيكل إلى أسلاك، فهو يستخدم في توربينات الغاز ومحركات الصواريخ.

4- يستخدم كطلاءٍ لوقاية أسطح المعادن من التآكل، وخاصةً الحديد والصلب.

5- يدخل في صناعة المجوهرات.

6- يستخدم في صناعة المواد الكيميائية، ولاسيما المحّفزات.

7- يستخدم النيكل في الإلكترونيات، حيث يدخل في صناعة البطاريات القابلة لإعادة الشحن، وصناعة السيارات الكهربائية، كما تحتوي أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية عليه، ويستخدم أيضاً في تطوير تكنولوجيا النانو.

8- النيكل المصقول: على الرغم من كونه مقاومًا للتآكل، إلا أنه يفقد بريقه بسرعة، وقد يتحول إلى لونٍ أبيض حليبي مع الوقت، وتعرضه للعوامل الجوية. يستخدم النيكل المصقول لصنع صنابير المطبخ والحمامات، وتركيبات الإضاءة، وما إلى ذلك.

9- للنيكل استخداماتٌ في المجالات العسكرية، مثل: السفن الحربية، وألواح دروع الطائرات، ودروع الدبابات، وقد استخدمته وكالة ناسا لحماية المركبات الفضائية من حرارة الشمس.

10- يستخدم في صناعة السيارات، والفولاذ المقاوم للصدأ الموجود في السيارات هو سبائك النيكل، التي تتصف بمقاومتها العالية للتآكل، والقدرة على امتصاص الطاقة من الحوادث.

11- يستخدم في الطلاء الكهربائي، حيث يزيد من مقاومة التآكل، كما يعمل على تحسين مظهر وسطوع الجسم من الناحية الجمالية، ويستخدم أيضاً كطبقةٍ أساسيةٍ للذهب والفضة.

كيف يدخل النيكل الجسم؟

يمكن أن يدخل الجسم بآليتين، عن طريق الاستنشاق، وعن طريق الابتلاع (تناول الطعام والمياه)، وهذا الأخير يُعتبر المصدر الرئيس لدخول النيكل للجسم، وفي حال دخوله الجسم عن طريق الجهاز الهضمي، فإن 2 بالمئة منه يتمُّ امتصاصه في مجرى الدم عن طريق الأمعاء بينما 20 إلى 35 بالمئة تُمتصُّ في الرئتين.

إن كمية النيكل التي تصل إلى الدم حوالي 68 بالمئة منها يتمُّ تصريفها عن طريق البول بينما يتبقى منها 2 بالمئة في الكليتين بزمنٍ نصف بيولوجي حوالي خمس ساعات، وكمية 30 بالمئة المُتبقّية تتوزع في باقي نسج الجسم بما فيها الكليتين، ويتخلص منها الجسم بعمرٍ نصف بيولوجي 1200 يوم.

ما هي تأثيرات النيكل على صحة الإنسان؟

لا يسبّب التعرُّض الخارجي له أخطار صحية كون طاقات جسيمات بيتا وأشعة غاما الناتجة عن تفكك نظيري النيكل (62,59) صغيرة بينما إذا دخل النيكل الجسم، فإنه يؤدي إلى المخاطر التالية: ^[4]

1- اضطرابات القلب ومشاكل في الجهاز التنفُّسي، كالربو، والتهاب الشعب الهوائية المزمن.

2- غثيان وإقياء بعد التعرُّض لغاز النيكل.

3- مشاكل جلدية، كالتحسُّس في حال ارتداء المجوهرات، وقد يتطور الأمر إلى تقرُّح الجلد.

4- عيوب خلقية.

5- يزيد من احتمالية الإصابة بالسرطان، كسرطان الأنف، والحنجرة، والرئة والبروستات.