59

البحث 4النشاط اإلشعاعي

The radioactivity

4 .1 .:Introduction مدخلالطبيعــي عــن النشــاط اإلشــعاعي يُعبــر (تلقائــي) واصطناعــي. إلــى قســمين: طبيعــي النشــاط اإلشــعاعي يُقســم Z< 38 علــى التحــول تلقائيــاً (أي بــدون مؤثــرات خارجيــة: كالتســخين قــدرة نــوى العناصــر ذات العــدد الــذري إلــى درجــات حــرارة مرتفعــة أو تطبيــق حقــول كهربائيــة ومغناطيســية أو الضغــوط العاليــة) إلــى نــوى عناصــر الحــرارة، وتســمى نــوع خــاص مــن اإلشــعاعات وبانطــاق كميــة كبيــرة مــن بتحريــر ذلــك أخــرى، ويترافــق هــذه الظاهــرة بالتفــكك اإلشــعاعي. ينضــوي تحــت اســم إشــعاعات النشــاط اإلشــعاعي ثــاث أنــواع مــن األشــعة المختلفــة بطبيعتهــا ولكنهــا ذات خــواص عامــة واحــدة ســميت تاريخيــاً بأشــعة ألفــا، بيتــا وغامــا. يعــود اكتشــاف هــذه الظاهــرة إلــى العالــم هنــري بيكريــل فــي عــام 1896 حيــث كان لهــذا االكتشــاف أهميــة كبــرى فــي تطــور الظاهــرة إكتشــاف هــذه اســتطاعت مــاري كــوري التاريــخ ذلــك الذريــة والنوويــة. وبعــد عاميــن مــن الفيزيــاء وبرهنــت علــى أن النشــاط اإلشــعاعي هــو خاصــة تتمتــع بهــا نــوى بعــض النظائــر وأن شــدة اإلشــعاع تتناســب الكيميائــي. وفــي المســتخدمة وال بتركيبهــا المــادة تتعلــق ال بطبيعــة المشــع وال العنصــر نــوى مــع عــدد طــرداً النشــاط اإلشــعاعي اإلصطناعــي أمــا المــواد. 1899 درس رذرفــورد طبيعــة اإلشــعاع الصــادر عــن هــذه عــام

فقــد اكتشــف عــام 1934 مــن قبــل العالميــن فريدريــك خوليــو وإيريــن كــوري.

4 .2 .:Radioactive decay التفكك اإلشعاعي

من أن نعرف مايلي: أوالً بدّ ال

للتفكك. القابلة المشع األصلي العنصر نواة الغير مستقرة وهي عبارة عن النواة األم

النواة األم. تفكك الناتجة عن البنت (اإلبن) النواة

البنــت النــوى التفــكك اإلشــعاعي ترتبطــان بحالــة بيــن حالتيــن أساســيتين مــن نميــز يمكــن أن ذلــك بنــاًء علــى

60

النــواة األم وهمــا: تفــكك الناتجــة عــن (اإلبــن)

المستقرة. البنت (اإلبن) النوى أ - حالة التفكك اإلشعاعية). الغير مستقرة (سلسلة البنت (اإلبن) النوى ب – حالة

4 .3 .:Types of radioactive decay أنواع التفكك اإلشعاعي

التفكك اإلشعاعي هي: أنواع من يوجد ثاث

. .1 .1 .:Alpha type decay التفكك من نوع ألفا

المشــحونة الجســيمات ــن ــة م ــر حزم بتحري أو محــرض، يتصــف ــي إشــعاعي طبيع ــارة عــن نشــاط هــو عب

بشــحنة مضاعفــة موجبــة، وتمتلــك عــدد ذري 2 وعــدد كتلــي 4 وهــي بذلــك تقابــل نــوى ذرات الهليــوم، يرمــز

a). تمتلــك جســيمات ألفــا طاقــات حركيــة كبيــرة a42 (أو اختصــاراً He4++ أو 2 He++ :لهــا بأحــد الرمزيــن التالييــن

متغيــرة تتــراوح بيــن MeV 10 - 1 وكذلــك ســرعات مختلفــة تتــراوح بيــن Km × s-1 20000-7000 وذلــك

بدقــة قيــم محــددة تأخــذ ألفــا علــى شــكل كمــات، وبالتالــي تتــوزع طاقــة جســيمات الناتجــة عنهــا. للــذرات تبعــاً .(1 الشــكل – لطيــف مميــز (طيــف خطــوط) (أنظــر تبعــاً وتتــوزع

(الشكل – 1)

يتميــز مســار جســيمات ألفــا بأنــه عبــارة عــن خطــوط مســتقيمة قصيــرة يختلــف طولهــا تبعــاً لطاقتهــا االبتدائيــة. كمــا تمتــاز جســيمات ألفــا بأنهــا ذات قــدرة تأينيــة كبيــرة وذلــك بســبب كبــر كتلتهــا وشــحنتها الموجبــة المضاعفــة، ولكنهــا بالمقابــل ذات قــدرة اختــراق (نفــوذ) ضعيفــة فــي األوســاط الماديــة التــي تجتازهــا. يقــدر طــول مســارها cm 8.5 2 وذلــك حســب طبيعــة العنصــر المشــع، وتعتبــر هــذه القيمــة مــن الخــواص المميــزة − فــي الهــواء بيــن والثابتــة للعنصــر المشــع عنــد درجــة حــرارة معينــة. أمــا ضمــن األنســجة الحيــة فيقــدر طــول مســارها بعشــرات مــا فإنــه ســرعان ــد الجل تلــك األشــعة علــى ســطح إذا ســقطت حزمــة مــن المثــال فعلــى ســبيل الميكرومتــر. تفقــد كامــل طاقتهــا فــي الخايــا المشــكلة للطبقــة الســطحية لألدمــة. يمكــن تحقيــق الحمايــة مــن تأثيــر جســيمات الخطــر األساســي يكمــن .(... الســميك، مــادة كانــت (قمــاش، ورق أيــة مــن باســتخدام طبقــة رقيقــة جــداً a

61

إشــعاعي ســواء تلــوث الهضــم وذلــك مــن جــراء التنفــس وجهــاز a عنــد إصابتهــا ألغشــية جهــاز لجســيمات باالستنشــاق أو عنــد تنــاول أغذيــة ملوثــة إشــعاعياً.

38 >Z ال يشــاهد مثــل هــذا النــوع مــن التفــكك إال فــي نــوى الــذرات الثقيلــة جــداً أي التــي تتميــز بعــدد ذري

a4242 +→ −

− YX AZ

AZ ويُعبــر عــن ذلــك وفــق التفاعــل النــووي التالــي:

a42234

9023892 Th U +→ التالي: النووي التفاعل المثال لنأخذ على سبيل

. .1 .1 .:Beta type decay التفكك من نوع بيتا

المشــحونة ذات الجســيمات بتحريــر حزمــة مــن أو محــرض يتصــف إشــعاعي طبيعــي هــو عبــارة عــن نشــاط

طاقــة حركيــة كبيــرة وهــي علــى نوعيــن: إمــا ســالبة (بالنســبة لغالبيــة العناصــر الذريــة المشــعة) وهــي عبــارة

−b01 (أو اختصــاراً e0 أو 1− عــن إلكترونــات وتدعــى بأشــعة بيتــا الســالبة، ويرمــز لهــا بأحــد الرمزيــن التالييــن:

)، وإمــا موجبــة (بالنســبة لبعــض النظائــر المشــعة االصطناعيــة) وهــي عبــارة عــن بوزيترونــات −b e− أو e0

1+ (أي إلكترونــات ذات شــحنة موجبــة) وتدعــى بأشــعة بيتــا الموجبــة، ويرمــز لهــا بأحــد الرمزيــن التالييــن:

بيتــا بأنهــا تمتلــك طيــف مســتمر، كمــا تمتلــك طاقــات ). تتميــز جســيمات +b e+ أو +b01 (أو اختصــاراً أو

متعــددة تتــراوح بيــن الصفــر وقيمــة عظمــى Emax (أنظــر الشــكل – 2).

(الشكل - 2)

وتمتلــك أيضــاَ ســرعات قريبــة مــن ســرعة الضــوء. يتميــز مســار أشــعة بيتــا بأنــه مســتقيم فــي البدايــة وســرعان مــا يأخــذ شــكل ســيغمويد وخاصــة فــي نهايــة المســار. تمتــاز أشــعة بيتــا بأنهــا ذات قــدرة تأينيــة أقــل مــن جســيمات ألفــا ولكنهــا بالمقابــل تمتــاز بقــدرة اختــراق (نفــوذ) أكبــر مــن جســيمات ألفــا فــي األوســاط الماديــة التــي تجتازهــا. يقــدر طــول مســارها فــي الهــواء بعــدة أمتــار، أمــا فــي األنســجة الحيــة فيتــراوح طــول مســارها بحســب طاقتهــا االبتدائيــة بيــن جــزء مــن الميكــرون إلــى بضــع ميليمتــرات. إذا ســقطت حزمــة مــن أشــعة بيتــا علــى ســطح الجلــد فــإن بإمكانهــا أن تختــرق الطبقــات العميقــة مــن األدمــة حيــث تتخلــص عنــد هــذا المســتوى مــن قســم كبيــر مــن

62

الزجــاج أو الباســتيك باســتخدام طبــق مــن بنوعيهــا b تأثيــر جســيمات الحمايــة مــن طاقتهــا. يمكــن تحقيــق b عنــد إصابتهــا . يكمــن الخطــر األساســي لجســيمات cm 1 أو أي معــدن خفيــف تكــون ســماكته مــن مرتبــة

ألغشــية جهــاز التنفــس وجهــاز الهضــم وذلــك مــن جــراء التلــوث اإلشــعاعي الداخلــي.

4 .3 .2 .1 . :Negaton type decay التفكك من نوع بيتا السالبة

فــي فائــض تمتلــك المشــعة بشــكل طبيعــي والتــي العناصــر نــوى فــي التفاعــات النــوع مــن يشــاهد مثــل هــذا

التالــي: النــووي التفاعــل ذلــك وفــق البروتونــات ويُعبــر عــن لعــدد بالنســبة النيترونــات

ν00011 ++→ −+ eYX A

ZAZ

التالي: النووي التفاعل المثال نأخذ على سبيل

4 .3 .2 .2 . :Positron type decay التفكك من نوع بيتا الموجبة

فائــض تمتلــك المشــعة بشــكل اصطناعــي والتــي العناصــر نــوى فــي التفاعــات النــوع مــن يشــاهد مثــل هــذا

التالــي: النــووي التفاعــل ذلــك وفــق يُعبــر عــن النيترونــات لعــدد بالنســبة البروتونــات فــي

ν00011 ++→ +− eYX A

ZAZ

ν0001

115

116 B C ++→ + e التالي: النووي التفاعل المثال نأخذ على سبيل

4 .3 .2 .2 .1 .:Electron capture األسر اإللكتروني

النيترونــات لعــدد بالنســبة البروتونــات فــي فائــض تمتلــك التــي العناصــر نــوى فــي يحــدث األســر اإللكترونــي

ذلــك عــن b+ ويتــم تنافــس مــع فــي فهــو يدخــل b+ غيــر ممكــن، وبالتالــي نــوع التفــكك مــن إذا كان وذلــك

التالــي: النــووي التفاعــل الطبقــة K وذلــك وفــق النــواة إللكتــرون وفــي أغلــب األحيــان مــن طريــق أســر

ν00101 +→+ −− YeX A

ZAZ

ــي إلكترون إعــادة ترتيــب ــى إل ــؤدي ي ــذرة وهــذا لل ــة مــن عــدم االســتقرار ــى حال إل ــي ــود األســر اإللكترون يق

ــه). ــرون أوغــر (أوجي إلكت ــك وجــود ظاهــرة لذل ــة فلوريســينية إضاف أشــعة ــق بإصــدار متراف

. .1 .1 .:Gamma type decay التفكك من نوع غاما

بذلــك تمتلــك كتلــة وال عــدد ذري، وهــي (ال تحمــل شــحنة) وال هــي عبــارة عــن جســيمات متعادلــة كهربائيــاً

بالرمــز لهــا بالفوتونــات ويرمــز دُعيــت ( nm 0.1 ≤λ الطاقــة (طــول موجتهــا عبــارة عــن جســيمات عاليــة

γ). تمتــاز فوتونــات غامــا بكونهــا تمتلــك طاقــة متغيــرة وذلــك تبعــاً لنــواة العنصــر المشــع γ00 (أو اختصــاراً . وتتميــز أيضــاً بكونهــا MeV 1 الصــادرة عنهــا، بحيــث تتــراوح بيــن عشــرات اإللكتــرون فولــط إلــى أكثــر مــن

63

بكثيــر أقــل تأينيــة قــدرة بأنهــا ذات تمتــاز فوتونــات غامــا ذلــك، علــى تمتلــك طيــف إصــدار متقطــع. عــاوةً

ألفــا وبيتــا وذلــك بســبب بكثيــر مــن جســيمات أكبــر التأينيــة اإلجماليــة ألفــا وبيتــا إال أن قدرتهــا مــن جســيمات

أو ــون) الوســط (مفعــول كومبت ــات بإلكترون مــن خــال االصطــدام ــاً ثانوي ــاً تأين ــا تحــرض ــات غام أن فوتون

بكثيــر أكبــر (نفــوذ) اختــراق قــدرة بأنهــا ذات الكهرضوئــي). وتمتــاز فوتونــات غامــا (المفعــول باالمتصــاص

مــن جســيمات ألفــا وبيتــا، ويعــود الســبب فــي ذلــك النعــدام كتلتهــا ولســرعتها الكبيــرة جــداً والتــي تماثــل ســرعة

قــادرة علــى فهــي الحيــة فــي األنســجة أمــا ــار، بمئــات مــن األمت الهــواء فــي يقــدر طــول مســارها الضــوء.

اختــراق هــذه األنســجة وبالتالــي الجســم بأكملــه بيســر وســهولة. تتحقــق الحمايــة مــن إشــعاعات غامــا باســتخدام

طبقــة ســميكة مــن المــاء أو التربــة أو البيتــون المســلح أو الجــدران القرميديــة وأيضــاً بواســطة المعــادن الثقيلــة

ينتــج إصــدار غامــا بصفــة إلــى بضــع ســنتيمترات. الرصــاص حيــث تســتخدم طبقــة منــه يصــل ســمكها مثــل

التفاعــل 3) وذلــك وفــق الشــكل - بيتــا (أنظــر ألفــا أو الناتجــة عــن إصــدارات للنــواة عامــة مــن إزالــة اإلثــارة

γ00* +→ YY التالــي: النــووي

(الشكل - 3)

b− حيث نجد أن: تفكك ناتج المثال لنأخذ على سبيل

4 .3 .3 .1 .:Internal conversion االنقالب الداخليالثقيلــة وذلــك عندمــا يكــون تحريــر أشــعة غامــا غيــر مســموح فــي النــوى تتــم عمليــة االنقــاب الداخلــي غالبــاً انتقالــه إلــى إمــا يــؤدي الذريــة ممــا الطبقــات إلكترونــات أحــد إلــى الزائــدة مباشــرة الطاقــة تتحــول بــه، حيــث مــن مــداره إلــى مــدار آخــر أعلــى وتصبــح الــذرة فــي حالــة إثــارة، أو أن يُقتلــع ويُســتبعد خــارج الــذرة. بحيــث تــؤدي الحقــاً إلــى إعــادة ترتيــب إلكترونــي مترافــق بإصــدار طيــف مــن الخطــوط ذات منشــأ إلكترونــي (طيــف ســيني). تمتلــك اإللكترونــات المثــارة بهــذه الطريقــة طاقــة أحاديــة وهــذا مــا يميزهــا عــن اإللكترونــات المنطلقــة

.K مــن تفــكك بيتــا. تحــدث ظاهــرة االنقــاب الداخلــي باحتمــال كبيــر مــع إلكترونــات الطبقــة الرئيســية

64

:Remarks مالحظات

الفيزيائي. الشكل b+ عن اإللكترون من حيث مصدرهم وليس من حيث b− و 1 – تختلف جسيمات

b+ بتمــاس مــع إلكترونــات الوســط يحــدث تفاعــل إلغــاء (تفــاٍن) يترافــق ذلــك بتحريــر 2 - عندمــا تدخــل أشــعة يعتبــر بالنســبة لآلخــر. 180o أحدهمــا KeV 511.0 يصــدران بزاويــة قدرهــا شــعاعين غامــا بطاقــة قدرهــا

+b هــذا اإلصــدار المضاعــف ألشــعة غامــا مميــز للنشــاط اإلشــعاعي

4 .4 .:Radioactive decay law قانون التفكك اإلشعاعي

فــي عــام 1900 اكتشــف العالــم رزرفــورد أن معــدل إصــدار الجســيمات مــن مــادة مشــعة غيــر ثابــت مــع الزمــن

ولكنــه يتناقــص أســياً (أنظــر الشــكل - 4)

(الشكل - 4)

وتشــير خاصيــة االرتبــاط األســي بالزمــن والمميــزة لــكل النشــاطات اإلشــعاعية إلــى أن التفــكك اإلشــعاعي هــو

التفــكك اإلشــعاعي مــن أجــل كل نــواة خــال واحــدة الزمــن عبــارة عــن مقــدار عمليــة إحصائيــة، وأن احتمــال

التفــكك ثابــت المعتبــر، ويتحــدد ذلــك بمعامــل يســمى للعنصــر الفيزيائيــة والكيميائيــة بالشــروط ثابــت ال يتعلــق

λ ويقــدر بإحــدى الواحــدات التاليــة: ويرمــز لــه بـــالرمز

التفكك. λ يختلف من عنصر مشع آلخر وهو يحدد سرعة التفكك ثابت إلى أن تجدر اإلشارة

التالية: بالعاقة التفكك اإلشعاعي قانون يعطى

(1)

الباقيــة حتــى النــوى تمثــل عــدد tN البدئيــة، و اللحظــة فــي للتفــكك القابلــة النــوى تمثــل عــدد oN حيــث

. t اللحظــة

65

4 .5 .:Half-life )period( )عمر النصف )الدور

. يرتبط 2/1t أو T بـ له للتفكك يرمز القابلة البدئي النوى يتفكك نصف عدد الازم كي الزمن هو عبارة عن

oN ويعبر عن ذلك البدئي النوى بعدد التفكك وال يرتبط بثابت المشعة وبالتالي المادة النصف بطبيعة عمر

λ2Log T = التالية: (2) الرياضية بالصيغة

yr , D ,hr ,min , s yr :يقدر عمر النصف )الدور( بإحدى الواحدات التالية

. .1 .:Mean lifetime )continuity( العمر الوسطي أو االستمرارية

τ ويعطــى مــن عــدد النــوى البدئــي القابلــة للتفــكك يرمــز لــه بالرمــز e1 هــو عبــارة عــن الزمــن الــازم لتفــكك

T1.44 2Log

T 1 ×===λ

τ بالعاقة التالية: )3(

yr , D ,hr ,min , s yr :بإحدى الواحدات التالية τ يقدر العمر الوسطي

. .1 .:The activity )النشاط )الفعالية

A. مــن المعــروف بــأن المقــدار هــي عبــارة عــن عــدد النــوى المتفككــة خــال واحــدة الزمــن يرمــز لهــا بالرمــز أو كميــة تتناســب معهــا وتســمى هــذه النســبة معــدل التفــكك

dtdN

− الــذي يتــم قياســه تجريبيــًا هــو النســبة اإلشــعاعي أو ســرعة التفــكك اإلشــعاعي. باالعتمــاد علــى العاقــة )1( يمكــن التعبيــر عــن الفعاليــة اإلشــعاعية

بالصيغــة الرياضيــة التاليــة: )4(

oo يمثل الفعالية اإلشعاعية للعنصر المشع في اللحظة البدئية. N A ×= λ حيث. ترتبــط الفعاليــة اإلشــعاعية بطبيعــة العنصــر المشــع t tN تمثــل عــدد النــوى المتفككــة حتــى اللحظــة و . تقــدر الفعاليــة اإلشــعاعية حســب الجملــة الدوليــة بإحــدى t وبعــدد النــوى القابلــة للتفــكك الموجــودة فــي اللحظــة 1Bq 1sdecay 1 Bq 1 أمــا −×= 1sdecay أو بالبيكريــل ويرمــز لهــا بالرمــز Bq حيــث −× الواحدتيــن التاليتيــن:

1 Ci = 3.7 × 1010 Bqحيــث Ci فــي الجملــة الســغثية فتقــدر بالكــوري ويرمــز لهــا بالرمــز

العالقة بين كتلة العنصر المشع، فعاليته ودوره: . 8. 4Relationship between the radioelement mass, his activity, and his period:

mM

×Ν

=A

Av N AM تحتوي على T وكتلته الذرية m غرام من عنصر مشع دوره من المعروف بأن

66

ذرة حقيقية مشــعة. في هذه الحالة تتحدد الفعالية اإلشــعاعية لهذا العنصر المشــع بالعاقة التالية:

)4(

67

g بالـ منهما فتقدر كل AM و m أما s بالـ T و 1s− بالـ λ و Bq بالـ A تقدر :Remark مالحظة

التالية: المختزلة بالصيغ )4( و )1( العاقتين كتابة كل من يمكن )2( العاقة اعتمادًا على

nt 2A A o= )7( أو nt 2

N N o= )6(

t الزمنية الفترة )الدور( خال النصف أعمار تمثل عدد Ttn = حيث

. .4 .:Radioactive decay series اإلشعاعية التفكك سلسلة النــوى تعانــي لذلــك أنويتهــا، تفــكك بعــد مســتقرة غيــر تكــون اإلشــعاعية العناصــر معظــم بــأن المعــروف مــن علــى يطلــق النهائــي. العنصــر اســتقرار دواليــك حتــى مــن جديــد وهكــذا تفــككًا بدورهــا هــي التفــكك عــن الناتجــة والنــوى )األب( األم بالنــوى )األساســية( األولــى النــوى تســمى اإلشــعاعية. السلســلة إســم العمليــة هــذه كل البنــت ونــوى 1B بالرمــز )األب( األم نــوى ميزنــا أننــا لنفــرض )اإلبــن(. البنــت بالنــوى التفــكك عــن الناتجــة بدورهــا تتفــكك 2B )اإلبــن( البنــت نــوى أن ولنفــرض 1λ تفــكك بثابــت تتــم العمليــة وأن 2B بالرمــز )اإلبــن( المخطــط وفــق ذلــك عــن التعبيــر ويمكــن 3B بالرمــز نميزهــا مســتقر نــواة ذلــك عــن لينتــج 2λ تفــكك بثابــت

التالــي: اإلشــعاعي

3 ,

2 ,

1 B B B 2211 →→ TT λλ o,1N 0 0 : 0 =t الزمن عند

1N 2N )N N( N N 21o1,3 +−= : t الزمن عند بالعاقــة dt الزمنيــة الفتــرة خــال 2B البنــت النــوى إلــى المتفككــة 1B األم النــوى عــدد تغيــر معــدل يعطــى

التاليــة:

)8( بالعاقــة dt الزمنيــة الفتــرة نفــس خــال 3B إلــى المتفككــة 2B البنــت النــوى عــدد تغيــر معــدل ويعطــى

التاليــة:

)9(

te ×−×= 1o,11 NN λ )10( التالية: العاقة )8( نحصل على العاقة بمكاملة

التالية: بالعاقة 1B األم المشع العنصر فعالية تحدد

te o,11111

1N NA ×−××=×= λλλ )11( التالية: العاقة )9( نحصل على العاقة بمكاملة

( )tt ee ×−×− −×−

×= 21 NN12

1o,12

λλ

λλλ

)12(

68

التالية: بالعاقة 2B العنصر فعالية تحدد

] 1[

AA )(

12

212

12 te ×−−−×−

×= λλ

λλλ

)13(

أن: أي 0 N2 =dt

dتكون أعظمية عندما تكون 2N أن )9( ناحظ العاقة بحسب

0N N 2211 =×−× λλ 2211 N N ×=× λλ )14( فإن: ومنه

مــن المتفككــة النــوى عــدد أن فيزيائيــًا يعنــي وهــو اإلشــعاعي للنشــاط المثالــي التــوازن )14( شــرط العاقــة تمثــل تكــون وبالتالــي الزمنيــة، الفتــرة نفــس 23 خــال N N ← مــن المتفككــة النــوى عــدد يســاوي 12 N N ←زمــن يحــدد . 2A البنــت للعنصــر اإلشــعاعية الفعاليــة إلــى مســاوية 1A األم للعنصــر اإلشــعاعية الفعاليــة

التاليــة: العاقــة خــال مــن )14( العاقــة علــى إعتمــادًا et التــوازن

2

1

21

21

12

12

TTLog

2Log1

T TTT

Log Log ××

−×

=−−

=λλ

λλet )15(

:Remarks مالحظات الفعاليتيــن نســبة تميــل الحالــة هــذه فــي متقاربــة، بقيــم ولكــن 21 λλ < أن أي 21 T T > أن بفــرض - 1

12

2

1

2 AA

λλλ−

= )16( التاليــة: بالعاقــة تعطــى ثابتــة قيمــة لبلــوغ 2A و 1A

بمقــدار عنهــا تزيــد ولكــن األم للنــواة العائــدة تلــك تتبــع البنــت النــواة فعاليــة بــأن ناحــظ ذلــك، علــى عــاوًة .)5 - الشــكل )أنظــر صغيــر

)5 )الشكل -

69

تتناقــص فهــي وبالتالــي األم، النــواة مــع إنتقالــي تــوازن حالــة فــي البنــت النــواة بــأن الحالــة هــذه فــي يقــال تتناقــص ســوف فإنهــا عنهــا تنفصــل مــا وبمجــرد األم، للعنصــر الظاهــري النصــف عمــر بحســب )تضمحــل( مثــل التــوازن هــذا مــن انطاقــًا هامــة عمليــة تطبيقــات تحقيــق يمكــن بهــا. الخــاص عمرهــا نصــف بحســب

النــووي. الطــب مراكــز جميــع فــي يومــي بشــكل المســتخدمة التكنيســيوم وكذلــك المولبيديــوم تعقيــم مولــدات التالي: بالشكل )13( العاقة كتابة يمكن عندئٍذ 21 λλ << أن أي 21 T T >> أن بفرض - 2

) 1(AA 212

te ×−−×= λ )17( كبيــر المراقبــة زمــن أن فــرض علــى وذلــك الواحــد مــن اإلشــعاعيتين الشــدتين نســبة تتقــارب الحالــة هــذه فــي اإلشــعاعية الشــدة وتتزايــد األم النــواة بســرعة تقريبــًا البنــت النــواة تتفــكك يلــي: كمــا ذلــك تفســير يمكــن جــدًا، النــواة بيــن دائــم تــوازن يوجــد بأنــه يقــال عندئــٍذ األم. للنــواة اإلشــعاعية للشــدة مســاوية البنــت حتــي تصبــح للنــواة األصغــر، الــدور ذات البنــت النــواة مرتبــة مــن أي جــدًا المراقبــة صغيــر أن زمــن بفــرض البنــت. والنــواة األم البنــت للنــواة اإلشــعاعية الشــدة فــإن وبالتالــي ثابتــة، األم للنــواة اإلشــعاعية الشــدة اعتبــار يمكــن الحالــة هــذه فــي

اإلشــعاعيتين. الشــدتين تتســاوى أن إلــى )17( للعاقــة تبعــًا تتغيــر

. .1. . Radioisotopes and their medical الطب في المشعة واستخدامها النظائر :uses

وكانــت والدراســية. والتشــخيصية العاجيــة األهــداف فــي ســيما وال الطــب فــي بكثــرة المشــعة النظائــر تســتخدم ترتبــط وهــي ،)in vivo( الحــي الكائــن الجســم فــي حركيــة دراســات فــي المشــعة النظائــر إســتخدمات أولــى ومراكــز الفقــدان وفــي التدفــق وفــي التجديــد فــي الحــال هــو كمــا محاكمتهــا، فــي الفيزيولوجيــا علــم مــع بشــدة وحركيــة الخايــا وأعمــار الــدم حجــم فــي كمــا الــدم علــم فــي وخاصــة أهميــة ذات وهــي )التشــظي(. التوشــظ العقاقيــر علــم وفــي والكالســيوم، والحديــد B12 فيتاميــن كامتصــاص الهضمــي الجهــاز علــم وفــي الحديــد، يتعلــق فيمــا األدويــة وتفاعــل الحيــة العضويــة أنحــاء مختلــف فــي وتوزعهــا وطرحهــا األدويــة كامتصــاص ودراســة الفيتاميــن أو بالحديــد اإلضافيــة الرفــد مســالك دراســة فــي كمــا العامــة الصحــة وفــي بامتصاصهــا، فــي المشـــــعة النظائــر تســتخدم كمــا الضروريــة. األغذيــة امتصــاص فــي والمطبخيــة الغذائيــة العــادات تأثيــرات تتبــع أو )in vitro( الزجــاج داخــل فــي الخلــوي اإلنقســـــــــــام تتبــع علــى يقــوم الــذي الذاتــي اإلشــعاع تصويــر باســتخدام طائــع موســومة وذلــك نســيجية مقاطــع علــى أو فــي زراعــات خلويــة البروتينيــة بعــض اإلصطناعــات التصويــر فــي المشــعة النظائــر تســتخدم كمــا .DNA طائــع ســيما وال 3H بالتريتيــوم أو 14C بالكربــون مزايــا خاصــة، بثــاث عنــه يتميــز ولكنــه الســينية باألشــعة التقليــدي الشــعاعي التصويــر يقابــل الــذي الومضانــي

وهــي: اســتغالها كيفيــة مــن تمكنــا إذا ســريريًا هامــة تكــون أن يمكــن فــي كاليــود أو خبيــث بصــورة اصطفائيــة ســليم نســيج أو لعضــو التقفــي أحــد عناصــر فــي وســم النوعيــة – 1واألضــاد القلبيــة العضلــة احتشــاءات فــي والثاليــوم العظمــي النســيج فــي التكنيســيوم وفوســفونات الدرقيــة الغــدة

والنقائــل. الســرطانات فــي الموســومة النســيلة وحيــدة حســابات باجــراء وذلــك آخــر أو موقــع فــي التقفــي عنصــر تراكــم بقيــاس يســمح الــذي الكمــي الطابــع – 2

عاجيــة. قيمــة لهــا يكــون أن يمكــن أحيانــًا معقــدة حاســوبية بأجهــزة تقتــرن ومضانيــة كاميــرا مــن يتكــون الــذي الكاشــف يســمح حيــث الديناميكيــة، الطبيعــة – 3بداللــة وذلــك الفراغيــة الكشــف قطاعــات مــن كل فــي واختفائــه التقفــي عنصــر تثبيــت تطــور بقيــاس مناســبة،

الزمن. الكميــات لتقديــر جرعــات منافســة وهــي طريقــة الشــعاعية المناعــة دراســات فــي كذلــك المشــعة النظائــر تدخــل ليــس هنــا فالنظيــر دقيقــًا. تقديــرًا التقليديــة الكيميائيــة الطــرق اســتخدام معهــا يمكــن التــي ال المــواد مــن الضئيلــة

70

علــى أو األشــخاص علــى خطــر أي الصغيــرة الجرعــات تشــكل وال للضــد أو للمســتضد التقفــي عنصــر إال تتنــاول التــي تلــك ســيما وال المشــعة النظائــر تســتخدم أخــرى تقانــات كذلــك تطــورت وقــد المحيــط. الوســط والفوســفور والســيزيوم والراديــوم الكوبالــت )مثــل المشــعة النظائــر تســتخدم كمــا وغيرهــا. األنزيميــة المناعــة معالجــه عنــد يســتخدم للكوبالــت المشــع فالنظيــر العاجيــة، لألهــداف والذهــب( والتانتاليــوم واإليريديــوم واليــود حيــث الداخليــة المعالجــة فــي المشــع الكوبالــت يســتخدم كمــا غامــا. إلشــعاعات كمصــدر الخبيثــة الخراجــات الطبيــة المعالجــات فــي تســتخدم كمــا الجســم، أنســجة فــي المشــع الكوبالــت مــن رفيعــًا رأســًا تحــوي إبــرة تغــرز األثــر يعتمــد الدرقيــة(، حيــث الغــدة معالجــة )عنــد واليــود الــدم( أمــراض معالجــة )عنــد للفســفور المشــعة النظائــر النســج علــى بإشــعاعاتها مؤثــرة محــددة ونســج أعضــاء فــي تتركــز المــواد هــذه أن علــى النظائــر لهــذه العاجــي التفاعــل: وفــق ويتفــكك القصبيــة العظــام مــن الصلــدة المــادة فــي الفّعــال الفســفور يتركــز فمثــًا بهــا المحيطــة

الخلــل تنظيــم إلــى يــؤدي ممــا باإللكترونــات العظــم قنــاة فــي الموجــود العظمــي النخــاع يقــذف فهــو لذلــك األجــزاء قاذفــًا يتفــكك حيــث الدرقيــة الغــدة فــي فيتجمــع I131 المشــع اليــود أمــا الــدم. إنتــاج أثنــاء الحاصــل بكثــرة المشــع اليــود ويســتخدم KeV 606 قدرهــا بطاقــة تفككــه عــن الناتجــة −b بجســيمات لهــا الداخليــة فوتونــات غامــا −b إشــعاعات إلــى باإلضافــة ويعطــى الدمــاغ الدرقيــة وألورام الغــدة تشــخيصية ألمــراض كمــادة

إستكشــافه. وبالتالــي الجســم خــارج إلــى تنفــذ أن الفوتونــات هــذه تســتطيع لذلــك KeV 364 قدرهــا بطاقــة

. .11 . :Radioactive tracers اإلشعاعية )اإلقتفاء( التقفي عناصر َتِســُم التــي المشــعة النــوى علــى اإلشــعاعية اإلستشــفاء أو اإلشــعاعية )اإلقتفــاء( التقفــي تســمية عناصــر تطلــق عنهــا. تصــدر التــي اإلشــعاعات مــن بــدًء نســيج أو مــا فــي عضــو توزعهــا علــى يســتدل والتــي نوعيــًا جزيئــًا

وهــي: األساســية المميــزات ببعــض يتمتــع أن يجــب الحــي الجســم فــي اإلشــعاعي التقفــي فعنصــر لذلــك يــراد بنيــة علــى يتثبــت أو بشــكل اصطفائــي نوعــًا خلويــًا يســم أي الفيزلوجيــة، النظــر مــن وجهــة 1 - صالحــًا الغدة فحــص وعــاج فــي يســتخدم الــذي مثــًا كاليــود قياســها يطلــب فيزيولوجيــة فــي مواصفــة يتــوزع أو إظهارهــا

الدرقية. للظواهــر أو إظهــاره يطلــب الــذي للعضــو اإللفــة شــديدة متجــه أو نوعــي بجزيــئ االقتــران علــى قــادرًا - 2

الجــزيء. ذلــك صفــات مــن يغيــر أن دون مثــًا كالنقائــل عنهــا يبحــث التــي المرضيــة الخارج. بدء من البشري الجسم باستكشاف تسمح التي الوحيدة لفوتونات غاماوية ألنها 3 - مصدرًا

وقابلــة الحــي الجســم فــي KeV 400 100 − بيــن تتــراوح يصدرهــا التــي الفوتونــات طاقــة تكــون أن - 4الرخــوة النســج فــي أغلبهــا يمتــص جــدًا الفوتونــات ضعيفــة كانــت طاقــة فــإذا كاميــرا غاماويــة، باســتخدام للكشــف أجــل مــن كشــفه. مــن التمكــن دون الكاشــف أغلبهــا يعبــر الحالــة هــذه فــي جــدًا عاليــة كانــت ذا واإ والجلــد، طاقــة غامــا فوتونــات تمتلــك أن يجــب االستشــفاء عنصــر عــن الصــادرة غامــا إشــعاعات عــن الجيــد الكشــف الطــب مجــال فــي اســتخدامًا األكثــر المشــع العنصــر أن إلــى اإلشــارة تجــدر . KeV 150 قدرهــا وســــــــــــــــــطية

KeV 140 قدرهــا بطاقــة غامــا إشــعاع عنــه يصــدر والــذي 99mTc التكنيســيوم هــو النــووي أكبــر الكاشــف يســجلها التــي اإلصــدارات عــدد كان فكلمــا قصــر المشــع قصيــرًا، العنصــر دور يكــون أن - 5الــذرات اختفــاء لســرعة نظــرًا أقــل وبتشــعيع أفضــل علــى صــور بالحصــول أيضــًا ويســمح الفحــص مــدة خــال يتــم والــذي ســاعات بســت لــه النصــف عمــر ويقــدر 99mTc التكنيســيوم مثــل الفحــص إجــراء بعــد المشــعة

الموليبــدن يتفــكك عندمــا عليــه الحصــول علــى خطــرًا الحــي الجســم فــي المســتخدمة الجرعــة تشــكل ال أن يجــب أي خطيــر، غيــر يكــون أن - 6

71

العضويــة. فــي بقــاءه ومــدة التقفــي لعنصــر الفيزيائــي الــدور االعتبــار بعيــن آخذيــن مســتقبله

. .11 . :Biological period and effective period الفعلي والدور الحيوي الدور آليتان هما: الحي وفق الكائن داخل اإلشعاعي اإلقتفاء يتفكك عنصر

المشع. للعنصر الدور phyT وهو عبارة عن الفيزيائي بالدور وتتميز فيزيائية – 1مــن خالــه طــرح نصــف يتــم الــذي الــازم الزمــن عــن عبــارة وهــو bioT الحيــوي بالــدور وتتميــز بيولوجيــة – 2

الجســم خارجــًا. قبــل مــن الممتصــة المشــع العنصــر كميــة

phyT الفيزيائــي بالــدور يرتبــط الــذي بالتفــكك إمــا العضويــة مــن التقفــي عنصــر يختفــي أن يمكــن لذلــك كشــدة الحيويــة العضويــه ووظائــف الكيميائيــة المتجهــة بطبيعــة األخيــره العمليــة وترتبــط خارجــًا بطرحــه أو ينجــم لذلــك المفروضــة العضويــة فــي المفــروض للمتجــه bioT الحيــوي بالــدور وتتميــز الطــرح أو اإلســتقاب للعنصــر ثالــث دور تعريــف علــى أعتمــد ذلــك علــى بنــاًء الكاشــف. يســجلها التــي العــد معــدالت فــي تغيــر التاليــة: بالعاقــة والحيــوي الفيزيائــي الدوريــن مــن كل مــع يرتبــط حيــث effT الفعلــي بالــدور ودعــي المشــع

biophy

biophyeff T T

TTT

+×

=

والحيوي. الفيزيائي الدورين الفعلي هو أصغر من كل من والدور

النووي: الطب إيرنيســت العالــم يــد علــى cyclotron الســيكلوترون إختــراع جهــاز إلــى النــووي الطــب نشــأة فــي الفضــل يعــود جهــاز أول بنــاء مــن 1930 العــام فــي تمكــن حيــث Ernest Orlando lawrence لورانــس أورالنــدو فكــرة عمــل تعتمــد فولــط. مليــون إلــى يصــل بفــرق جهــد المشــحونة الجســيمات تســريع علــى يعمــل ســيكلوترون والظاهــران D الحــرف شــكل علــى تجويفيــن بيــن المتنــاوب الكهربائــي المجــال إســتخدام علــى الجهــاز هــذا مغناطيســي مجــال إســتخدام علــى أيضــًا ويعتمــد اإليونــات، لتســريع )1 الشــكل - )أنظــر Dee األصفــر باللــون الجســيمات تســريع فــي الســيكلوترون جهــاز ُيســتخدم دائريــًا. مســارًا تأخــذ المســرعة األيونــات مســار لجعــل ذرات إلــى توجيههــا ثــم جــدًا كبيــرة إلــى ســرعات الصغيــرة العناصــر أنويــة وبعــض البروتونــات مثــل المشــحونة الهــدف الــذرات أنويــة علــى المســرعة الجســيمات تلــك تؤثــر كــي وذلــك الهــدف بــذرات تعــرف أخــرى عناصــر تلــك غيــر مشــعة نظائــر علــى الحصــول أمكــن وبهــذا مشــعة إلــى عناصــر فتتحــول النــووي تركيبهــا فــي وتدخــل

ســاعات. عــدة أو دقائــق عــدة بيــن تتــراوح نصــف أعمــار ذات الطبيعــة فــي الموجــودة

لجهاز سيكلوترون. توتضيحي 1: مخطط الشكل –

72

الســـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــرطان األورام معالجــة فــي النوويــة األشــعة إســـــــــــــــــتخدام فــي والمتخصص لورانس أخــو وكان جون فئــران علــى المســرع الفوســفور أنويــة قــذف فــي الســيكلوترون إســتخدم جهــاز مــن أول ،)2 الشــكل - )أنظــر يــة جــون والــدة أصيبــت 1937 عــام وفــي حالتهــا. علــى تحســن طــرأ ســاعات بعــد إكتشــف وقــد بالســرطان، مصابــة ُكللــت وبالفعــل الســرطان، علــى للقضــاء المشــعة بالنظائــر بمعالجتهــا وأخيــه هــو قــام حيــث الســرطان بمــرض

عامــًا. بعدهــا خمســة عشــر أن عاشــت لوالدتهــم وكتــب بالنجــاح محاولتهــم

بجهاز سيكلوترون. التحكم 2: غرفة الشكل –

هــو االســتخدام هــذا يعتبــر اإلنســان. جســم فــي كثيــرة ألعضــاء الشــعاعي المســح حــاالت فــي تســتخدم كمــا وتتــم عــن طريــق المــراد فحصــه، للعضــو النــووي، وهــي عمليــة مســح وتصويــر الطــب مجــال فــي شــيوعًا األكثــر الوريــدي، الحقــن أو عــن طريــق الفــم إمــا عــن طريــق العضــو لفحــص الخــاص المشــع النظيــر المريــض إعطــاء التــي الكيميائيــة المــادة أو المســتخدم المشــع النظيــر نــوع فــي اآلخــر عــن يختلــف عضــو كل فــإن وبالطبــع

للمريــض. إعطائــه قبــل المشــع النظيــر إلــى تضــاف

النووي: الطب في التصوير القلــب، مثــل الداخليــة األعضــاء وخصوصــًا اإلنســان لجســم صــور علــى للحصــول الرئيســية المشــاكل مــن األمــر تطلــب ذا واإ والمــاء، الزجــاج مثــل الضــوء عبــره يمــر اإلنســان ال أن جســم هــي والكبــد الكليــة، الدمــاغ، ولكــن ذلــك، لمعرفــة جراحيــة عمليــة إجــراء يتطلــب كان األعضــاء تلــك يصيــب قــد لمــرٍض دقيــق تشــخيص المشــعة النظائــر باســتخدام وذلــك اإلنســان جســم داخــل النظــر مــن األطبــاء تمكــن النــووي التصويــر وبفضــل

المتطــورة. الكومبيوتــر وأجهــزة لهــا الخاصــة والكواشــف التالية: التقنيات النووي على التصوير يعتمد

التشخيصي. الومضاني التصوير أ – (Positron emission tomography (PET المقطعي البوزيترون )إصدار( إشعاع ب -

73

Single photon emission computed المحوســب المقطعــي المفــرد الفوتونــي )اإلصــدار( اإلشــعاع – ج (tomography (SPECT

Cardiovascular imaging الوعائي القلبي التصوير د - األوعيــة فــي الضعيفــة وللمناطــق tumors لــألورام صــور علــى للحصــول األربعــة التقنيــات هــذه تســتخدم قــد الــذي الخلــل وكذلــك الــدم، تدفــق فــي العجــز كتشــاف واإ )aneurysms الدمويــة األوعيــة )تمــدد الدمويــة الحالــة علــى وبنــاًء .)pulmonary function deficiencies الرئويــة الوظيفــة )قصــور الرئتيــن يصيــب الســابقة، االربعــة التقنيــات مــن أي علــى يعتمــد فحــٍص علــى للحصــول المريــض الطبيــب يوجــه قــد المرضيــة

تقنيــة. مــن أكثــر إســتخدام التشــخيص يتطلــب وأحيانــًا الجســم فــي بقائهــا اإلنســان ألن عمــر لجســم تعتبــر ضــارة المشــعة ال النظائــر تســتخدم التــي الفحوصــات فــي التقنيــات بهــذه التصويــر خطــورة وتعتبــر محــدودة. ســاعات األحيــان بعــض وفــي دقائــق لعــدة يصــل قصيــر المقطعــي التصويــر جهــاز مثــل الســينية األشــعة تســتخدم التــي األجهــزة مــن خطــورة أقــل الذكــر الســابقة

البــول. طريــق عــن المشــعة النظائــر هــذه مــن اإلنســان جســم ويتخلــص SCT المحوســب

التشخيصي: الومضاني التصوير أهــم ومــن المريــض، جســم مــن المصــور للجــزء البعــد ثنائيــة صــور علــى الومضانــي بالتصويــر نحصــل عــن الناجمــة كالكســور المختلفــة بأنواعهــا العظــام أمــراض التقنيــة هــذه إلــى الطبيــب فيهــا يلجــأ التــي الحــاالت الحــاالت عــن للكشــف يســتخدم كمــا العظــم. ســرطان إلــى وصــواًل العظميــة وااللتهابــات اإلجهــاد أو الحــوادث مــادة فيــه تســتخدم عــام، بشــكل القلبيــة للعضلــة الوظيفيــة الحالــة بتقييــم ويســمح اإلكليليــة للشــرايين المرضيــة الغــدة أورام الومضانــي التصويــر الشــائعة طبيــًا الســتخدام الحــاالت ومــن التكنســيوم. بمماكــب دوائيــة موســومة المشــع اليــود اســتخدام إلــى الحــاالت بعــض فــي األطبــاء يلجــأ كمــا 123 المشــع اليــود يســتخدم حيــث الدرقيــة

الغــدة. نشــاط فــرط مثــل الدرقيــة الغــدة أمــراض بعــض عــن الكشــف فــي 123

يلي: لما الشعاعي المسح يتضمن كما

الثدي: أورام

74

: Bone and Bone Marrow Scan العظمي والنخاع للعظام الشعاعي المسح technetium-pp باســم تعــرف خاصــة بمــادة المريــض حقــن يتــم الفحوصــات بعــض فــي اإلنســان خصوصــًا فــي جســم العظــام إلــى تتجــه الفوســفات حيــث علــى تحتــوي والتــي methyldiphosphateتكثــر التــي لألماكــن بقــع مضيئــة تعطــي الناتجــة والصــور غيــر طبيعــي النشــاط فيهــا يكــون التــي المناطــق تلــك شــامل مســح يمكــن وبهــذا عــادي. نشــاٍط علــى تحتــوي التــي للمناطــق داكنــة بقــع وتعطــي المناطــق تلــك فيهــا

ســرطاني. لــورم أثــر أي وتقصــي الجســم فــي العظمــي للهيــكل

التالية: الحاالت في المسح هذا ُيطلب العظام. في الخبيثة األورام ثانويات أو األورام إستكشاف وتحديد أ -

منه. أخذ عينة الورم عند مكان تحديد ب - الدم. أمراض في حاالت العظمي النخاع نشاط تحديد ج -

الدم. لفقر المزمنة الحاالت د - العظام وعمرها. نمو تحديد ه -

إتساعها. الغير طبيعية ومدى العظام تكوين العظام ومواقع في الزائد التكلس أماكن تحديد و - .Arthritis المفاصل إلتهاب إتساع ونشاط تحديد ز -

75

للرئتين: الشعاعي المسح التالية: الحاالت في للرئتين الشعاعي المسح يستخدم

فيها. العاج وتأثير الرئتين أ - جلطة مكانها ودرجة خطورتها. الرئوية وتحديد الصمات لتشخيص أساسي بشكل تجرى ب -

الهوائية. الشعب تمدد مثل المزمنة الرئة أمراض ج - الرئتين. في الخلقية العيوب د -

للرئتين(. التهوية نسبة )تقدير الرئتين وتهوية تروية دراسة ه -

للمخ: الشعاعي المسح ـ 2 DTPA تســمي أخــرى مــادة بإضافــة أو إضافــات بــدون التكنيســيوم للمــخ الشــعاعي المســح فــي يســتخدم

التاليــة: الحــاالت فــي المســح هــذا ويطلــب والثانويات. والحميدة السرطانية المخ أورام أ -

المخ وخراجه. التهاب ب - بالمخ. والنزف المخ في الدموي التجمع ج -

المخ. بالمخ وجلطة الدموية األوعية أمراض د -

76

للكبد: الشعاعي المسح هــذا وُيطلــب الكبــد خايــا تلتقطهــا غرويــة مــادة إليــه مضافــًا التكنيســيوم للكبــد الشــعاعي المســح فــي يســتخدم

اآلتيــة: الحــاالت فــي المســح الكبد وشكله وموضعه. تحديد حجم أ -

أو خارجه. الكبد في كانت إذا ما البطن ومعرفة أورام تحديد ب - دمــوي تجمــع أي أو وأكياســه وأورامــه الكبــد خــراج حــاالت مثــل الكبــد تضخــم وســبب نــوع إكتشــاف - ج

بالكبــد. منه. أخذ عينة بالكبد عند أي ورم مكان تحديد د -

الكبد. في السرطان ثانويات في حاالت كما العاج وبعد قبل الكبد بين حالة المقارنة ه - الغذائي. التمثيل وأمراض الكبد والتهاب الكبد تليف مثل المزمنة الكبد أمراض وتحديد و - معرفة

:Positron emission tomography )PET( المقطعي البوزيترون )إصدار( إشعاع التقــاط خــال مــن اإلنســان لجســم صــورة علــى الحصــول المقطعــي البوزيتــرون إشــعاع تقنيــة بســتخدام يمكــن أو 18F أو 11C إمــا تكــون والتــي المريــض بهــا جســم يحقــن التــي المشــعة النظائــر عــن يصــدر الــذي اإلشــعاع النظائــر هــذه علــى الحصــول ويتــم جــدًا. نصــف قصيــر لهــا عمــر المشــعة العناصــر هــذه 13N وكل أو 15Oولفتــرة زمنيــة قصيــرة. مشــعة لتصبــح العناصــر تلــك ذرات علــى نيوترونــات مســرعة تســليط مــن خــال المشــعة البوزيتــرون يتحــد البوزيترونــات. تســمى تطلــق جســيمات فإنهــا المشــعة النظائــر بتلــك اإلنســان عنــد حقــن جســم تســتخدم والتــي الشــكل - 3( )أنظــر أشــعة غامــا فوتونــا ذلــك عــن اإلنســان ويصــدر فــي جســم اإللكتــرون مــع Gamma Camera كاميــرا غامــا تســمى كاميــرا خاصــة مــن خــال ســيتم شــرحه كمــا الصــورة علــى للحصــول

غاما؟ أشعة فوتونات الصورة من تتكون كيف ليدخــل متحــرك خــاص ســرير علــى ويتــم وضعــه مشــع بنظيــر المريــض حقــن يتــم PET التصويــر تقنيــة فــي )-4 الشــكل )أنظــر بكاميــرا غامــا تعــرف والتــي أشــعة غامــا كواشــف يوجــد الحلقــة هــذه داخــل وفــي حلقــة فــي

77

scintillation crystals التألــق بلــورات باســم تعــرف بلــورات خاصــة مــن مــن سلســلة الكواشــف هــذه وتتكــون photomultiblier tube الفوتونــي المضخــم أنبــوب باســم يعــرف فوتونــي مضخــم مــع متصلــة بلــورة كل تحويلهــا يتــم ضوئيــة فوتونــات إلــى اإلنســان جســم مــن المنطلقــة غامــا أشــعة تحويــل علــى البلــورات وتعمــل لتشــكل المــرات اآلف تكبيرهــا علــى يعمــل والــذي الفوتونــي المضخــم بواســطة ُتســتقبل عندمــا إلكترونــات إلــى أخــرى إشــارات التقــاط ليتــم ببــطء الســرير ويتحــرك الصــورة. لتكويــن الكومبيوتــر بواســطة تعالــج إشــارة كهربائيــة علــى الطبيــب الطريقــة يحصــل وبهــذه الحلقــة داخــل الســرير الجســم حســب حركــة مــن جــزء لــكل وتأخــذ صــور الصــور هــذه تجميــع ويتــم الكبــد أو الصــدر أو الدمــاغ مثــل اإلنســان مــن جســم المحــددة للمنطقــة كامــل مســح .)-4 الشــكل )أنظــر األبعــاد ثاثيــة لصــور بمعالجتهــا وتحويلهــا يقــوم والــذي الكومبيوتــر ذاكــرة فــي المقطعيــة

الدمويــة االوعيــة فــي الــدم تدفــق عــن األهميــة غايــة فــي معلومــات PET الـــ بتقنيــة المأخــوذة الصــور توفــر تحديــد ويمكــن الجســم. فــي تحــدث التــي البيوكيميائيــة الوظائــف مــن العديــد عــن معلومــات إلــى باإلضافــة بــه يحقــن الــذي المشــع النظيــر إختيــار خــال مــن بدقــة البيوكيميائيــة العمليــة أو تصويرهــا المــراد المنطقــة الغيليكــوز إحتــراق لعمليــة علــى صــور الحصــول PET الـــ تقنيــة بواســطة يمكــن المثــال ســبيل فعلــى المريــض. )أنظــر الجســم أعضــاء بهــا تقــوم التــي المختلفــة األنشــطة خــال تحــدث ســريعة تغيــرات أي أو الدمــاغ فــي

.)-6 الشــكل

78

قليل إنتشــارها ونطــاق محــدودة PET الـــ بتقنيــة تعمــل التــي التصويــر أجهــزة تواجــد أماكــن فــإن حــال وعلــى كل النظائــر لتوفيــر النوويــة المســرعات مــن بالقــرب لهــا مراكــز خاصــة بنــاء يتطلــب ألنــه الــدول مــن الكثيــر فــي

لهــا عمــر نصــف صغيــر. التــي المشــعة

Single photon emission computed المحوســب المقطعــي المفــرد الفوتونــي )اإلصــدار( اإلشــعاع :)tomography )SPECT

PET المقطعــي البوزيتــرون إشــعاع تقنيــة SPECT المحوســب المقطعــي المفــرد الفوتونــي االشــعاع تقنيــة تشــبه أعمــار لهــا والتــي 123I و 99mTc و 133Xe مثــل مختلفــة مشــعة نظائــر التصويــر عمليــة فــي تســتخدم ولكــن مــن بــداًل واحــد غامــا فوتــون تطلــق أنهــا كمــا . PET الـــ تقنيــة فــي المســتخدمة تلــك مــن أطــول نصــف وفــي التقنيــة، بهــذه المأخــوذة الصــور مــن خــال الــدم تدفــق حــول معلومــات SPECT الـــ تقنيــة توفــر فوتونيــن. وأماكــن PET الـــ تقنيــة بواســطة المأخــوذة تلــك مــن بكثيــر أقــل تكلفتهــا ولكــن أقــل معلومــات تكــون الغالــب المســرعات بالقــرب من تكــون أن يتطلــب أكثــر ألنــه وجودهــا ال متوفــرة التقنيــة بتلــك تعمــل التــي األجهزة تواجــد

النووية.

:Cardiovascular imaging الوعائي القلبي التصوير والشــرايين القلــب بيــن الــدم تدفــق تبيــن منحنيــات علــى للحصــول الوعائــي القلبــي التصويــر تقنيــة تســتخدم التاليــوم بعنصــر المريــض بحقــن المختــص الطبيــب يقــوم التقنيــة هــذه وفــق اإلنســان. داخــل جســم فــي واألوردة غامــا كاميــرا بواســطة تصويــره ذلــك خــال ويتــم رياضــي جهــاز علــى الجــري المريــض يمــارس بينمــا المشــع فتــرة راحــة المريــض يأخــذ ذلــك وبعــد التاليــوم. إنحــال عنصــر عــن الصــادرة فوتونــات غامــا تعمــد إللتقــاط التــي التمريــن قبــل عليهــا الحصــول تــم التــي الصــور ومــن القلــب. علــى إجهــاد أي بــدون النبــض معــدل لدراســة التــي العوائــق الطبيــب معرفــة يســتطيع الفحــص وبهــذا الحالتيــن، فــي الــدم تدفــق فــي التغيــر يمكــن معرفــة وبعــده

نفســه. القلــب فــي عضلــة حتــى أو الشــرايين واألوعيــة فــي تكــون موجــودة قــد

79

التالية: الحاالت في الدموية للقلب واألوعية الشعاعي المسح يستخدم القلب. واتساع جلطة تحديد أ -

والقلب. الدموية األوعية في الدم اختال سريان ب - حاالت بشــكل تســتخدم PET-MRI scanner اســم عليهــا يطلــق الوظائــف متعــددة أجهــزة حاليــًا أيضــًا تتوافــر كمــا CT وصــور الـــ معالجــة صــور إمكانيــة أيضــًا وتتوافــر معــًا. بــآن التشــريحي الوظيفــي الدمــاغ لتصويــر أساســي متكامــل تشــخيص مشــترك إلجــراء بشــكل منفصلــة تصويــر أجهــزة مــن المأخــوذة MRI الـــ PET وصــور الـــ

N-localizer باســم يعــرف جهــاز باســتخدام

النووي: الطب في الشعاعية المعالجة كتلــة تقليــص أو نهائيــًا، عليهــا القضــاء وبالتالــي الســرطانية الخايــا ُبنيــة هــدم إلــى الشــعاعية المعالجــة تهــدف عاليــة األشــعة مــن حــزم بتوليــد أو المشــعة، النظائــر باســتخدام وذلــك تقديــر، أقــل علــى تأثيراتــه لتخفيــف الــورم لألشــعة كمصــدر الســينية األشــعة اســتخدام يتــم تقليديــًا الورميــة. والخايــا األنســجة علــى وتســليطها الطاقــة، اســتخدام إلــى إضافــة الشــعاعي، التصويــر أجهــزة فــي المســتخدمة الجرعــة بأضعــاف تقــدر عاليــة بجرعــات اإللكترونــات، مــن حــزم أو البروتونــات، حــزم أو النيوترونــات مــن حــزم أو غامــا أشــعة مثــل أخــرى، مصــادر طالــة واإ كبيــر بشــكل الشــفاء نســب إرتفــاع إلــى الســرطان، معالجــة فــي لألشــعة الواســع اإلســتخدام ســاهم قــد و

80

أجــزاء مختلفــة فــي الناشــئة األورام مــن للعديــد الفعالــة العاجــات أهــم مــن المعالجــة هــذه وُتعــد المرضــى، عمــر بالخايــا النــووي الحمــض وتفتيــت تدميــر علــى األشــعة مقــدرة فــي المعالجــة هــذا فاعليــة وتكمــن الجســم. مــن أكثــر هــي الســرطانية، الخايــا شــأن ســريعة، بوتيــرة وتتكاثــر تنمــو التــي فالخايــا عامــة وبصفــٍة الســرطانية، لتعريــض تافيــًا الشــعاعية، المعالجــة أثنــاء وقائيــة تدابيــر ُتتخــذ الحــال، وبطبيعــة األشــعة، تأثيــر تجــاه حساســية وبأنمــاط واقيــة دروع باســتخدام عــادًة حمايتهــا وتتــم لألشــعة، الســليمة واألعضــاء األنســجة مــن أكبــر مســاحة قــادرة عمومــًا كانــت ن واإ باألشــعة الســليمة الخايــا بعــض تتأثــر التدابيــر، هــذه مــن وبالرغــم أنــه إال مختلفــة.

النــووي. الحمــض علــى الواقعــة األضــرار وترميــم اإلصــاح علــى لمقدرتهــا نظــرًا النجــاة، علــى ومــن الكيميائــي(، العــاج )وبخــاف الجراحــة شــأن ذلــك فــي شــأنه الشــعاعية عاجــًا موضعيــًا، المعالجــة وُتعــد بديــًا يوصــف وقــد األخــرى، األورام مــع عاجــات مشــتركة أو بصفــة كعــاج وحيــد، منفــردًا اســتخدامه الممكــن كمــا الكيميائيــة، المعالجــة مــع مشــتركًا أو منفــردًا ســواء وأساســي، أولــي كعــاج األورام بعــض فــي الجراحــة عــن ُبغيــة وذلــك المســاعد المبدئــي بالعــاج ُيعــرف وهــذا لــألورام، الجراحيــة العمليــات قبــل أيضــًا اســتخدامه يمكــن ُمضــاف كعــاج لــألورام الجراحيــة العمليــات بعــد اســتخدامه يتــم أو اســتئصاله، لتســهيل الــورم حجــم تقليــص الورمــي، للنســيج التــام االســتئصال تعــذر عنــد أو متبقيــة، تكــون قــد أيــة خايــا ورميــة علــى القضــاء ُبغيــة وذلــك األساســي هدفــه أن )بمعنــى فقــط ُمســّكن كعــاج األعــراض تخفيــف بغــرض الحــاالت بعــض فــي يوصــف وقــد بتقليصــه و ذلــك المجــاورة، األنســجة علــى الــورم كتلــة ضغــط أو النــزف أو األلــم تخفيــف بــل الشــفاء ليــس

الــورم(. كتلــة لحجــم

الشعاعية: المعالجة في المستخدمة األشعة أنواع اإلنسان: لها يتعرض التي األشعة نوعان من يوجد

ألفا وجســيمات الســينية وكذلــك جســيمات واألشــعة أشــعة غامــا مثــل :Ionizing radiation المؤينــة األشــعة بيتا.

البنفســجية وفــوق والمرئيــة الحمــراء تحــت األشــعة مثــل :Non ionizing radiation المؤينــة األشــعة غيــر والميكرويــة. الراديويــة واألمــواج

فــي مورثاتهــا وخاصــًة تظهــر الخليــة مســتوى علــى تغيــرات حيويــة خطيــرة حــدوث فــي المؤينــة األشــعة تتســبب ذلــك الحقــًا ويتجلــى موتهــا. إلــى ذلــك يــؤدي أن أو فيهــا حــدوث طفــرة إلــى يــؤدي ممــا DNA الـــ فــي جزيــئ األشــعة كميــة علــى لظهورهــا الزمنيــة والفتــرة األعــراض هــذه خطــورة وتعتمــد ســريرية. أعــراض شــكل علــى

إمتصاصهــا. معــدل وعلــى الممتصــة نوعين رئيسيين: إلى المؤينة األشعة يمكن تصنيف وبصفة عامة

مشــعة نظائــر عــن الصــادرة غامــا أشــعة وتشــمل :photons radiation الطاقــة عاليــة الفوتونــات أشــعة بأجهــزة خاصــة. توليدهــا خــال مــن الســينية األشــعة أو الســيزيوم، أو الكوبالــت مثــل

بيتــا جســيمات ، alpha particles ألفــا جســيمات وتشــمل :particulate radiation جســيمية أشــعة عميقــًا المتواجــدة األنســجة يحمــي ممــا الســطحية، أو الخارجيــة المعالجــة عنــد مفيــدة وهــي beta particles

األشــعة. اختــراق مــن التــي باألنســجة بالغــًا ضــررًا تســبب ال بأنهــا البروتونــات حــزم تتميــز :Proton beams البروتونــات حــزم يفيــد ممــا المعالجــة، بحقــل مســارها بنهايــة توجــد التــي األنســجة علــى خايــا تأثيرهــا يتركــز بينمــا تمــر عبرهــا،

المجــاورة. واألنســجة الخايــا تعــرض تقليــل مــع الورميــة الخايــا علــى مكثــف إشــعاعي كــّم تســليط فــي والبروستات. والرقبة بالرأس األورام أنواع لمعالجة بعض تستخدم النيوترونات: وهي عادة حزم

فكلمــا طاقتهــا، بحســب الخايــا علــى التأثيــر فــي المؤينــة األشــعة مــن المختلفــة األنــواع هــذه قــدرة وتتفــاوت إختيــار ويتــم عليهــا. التأثيــر ويــزداد األنســجة داخــل النفــاذ علــى األشــعة قــدرة تــزداد أكبــر الطاقــة كانــت األشــعة أنــواع وتشــمل مريــض، كل عنــد الــورم نــوع بحســب المناســبة وبالطاقــة األشــعة مــن المناســب النــوع

81

المســتخدمة:فوحدة الشــعاعي، العــاج معــدالت وجرعــات لقيــاس المســتخدمة الوحــدات إلــى اإلشــارة المفيــد مــن الصــدد وبهــذا والتــي radiation absorbed dose لجملــة األولــى األحــرف تمثــل والتــي ،rad الــراد تســمى األوليــة القيــاس Gy وهــي واختصــارًا Gray الغــراي فتســمى شــيوعًا األكثــر القيــاس أمــا وحــدة الممتــص، اإلشــعاع تعنــي جرعــة

.cGy الســنتيغراي وتتفــرع عنهــا وحــدة ، rad 100 تســاوي

الشعـاعية: المعالجة أنواع علــى يوجــه جهــاز مــن اإلشــعاع يصــدر حيــث ،external خارجــي نوعيــن، إلــى الشــعاعية المعالجــة تقســم مباشــرة تثبيتهــا يتــم مشــّعة مــادة مــن اإلشــعاع يصــدر حيــث ، internal وداخلــي بالجســم، محــددة أماكــن فــي معــًا النوعيــن اســتخدام يتــم وقــد دائمــة، أو بصفــٍة مؤقــت بشــكٍل ســواًء منهــا، قريبــًا أو الــورم أنســجة داخــل

الحــاالت. بعــض

:)ERT( External radiation therapy الخارجية الشعاعية المعالجة تســمى لإلشــعاع موّلــدة باســتخدام ذلــك ويتــم األورام، أنــواع أغلــب معالجــة فــي تــداواًل األكثــر النــوع هــذا وُيعــد وتوجيههــا الطاقــة عاليــة الســينية األشــعة صــدار واإ بتوليــد تقــوم ، linear accelerator الخطــي بالمســرع تنتــج المســرعات هــذه مــن أنــواع مختلفــة وثمــة المجــاورة، األنســجة مــن معينــة الورمــي، ومســاحة النســيج نحــو تختــص بينمــا الجســم، ســطح مــن القريبــة األورام معالجــة فــي يســتخدم وبعضهــا الطاقــة، مــن مختلفــة أنماطــًا كمصــدر اســتخدامًا األكثــر الســينية األشــعة وُتعــد الجســم، داخــل عميقــًا المتواجــدة األورام بمعالجــة أخــرى أن باألشــعة المفتــرض والعمــق الــورم لنــوع تبعــًا مســتخدمة عديــدة أخــرى أنــواع وثمــة الطاقــة، عالــي لإلشــعاع cobalt-60 gamma rays المشــّع الكوبالــت نظائــر عــن الناتجــة غامــا أشــعة مثــل الجســم، داخــل تخترقــه حزمــة أو ، proton beams البروتونــات مــن حزمــة أو neutron beams النيوترونــات مــن حزمــة أو ،

.electron beam اإللكترونــات

:Internal radiation therapy )IRT( الداخلية )عن قرب( الشعاعية المعالجة brachytherapy المقصــورة الشــعاعية المعالجــة أو )implant radiation( المزروعــة باألشــعة أيضــًا تســمى الدرقيــة، الغــدة الثــدي، أورام الشــبكية، أورام والرقبــة، الــرأس أورام مثــل األورام، مــن العديــد لمعالجــة ويســتخدم العناصــر لبعــض األشــعة خاصيــة مــن اإلســتفادة يتــم المعالجــة مــن النــوع هــذا وفــي والبروســتات، الرحــم، توضــع أو أســاك أو حبيبــات هيئــة علــى تصنيعهــا يمكــن كمــا كبســوالت داخــل وضعهــا يتــم التــي المشــعة، الزمــن مــن لفتــرة قصيــرة ســواًء منهــا، قريبــًا أو الــورم أنســجة داخــل مباشــرة وتثبيتهــا ويتــم زرعهــا قســطرة، بــأداة والســيزيوم والكوبالــت وااليريديــوم الراديــوم عناصــر عــادة، المســتخدمة المشــعة المــواد وتشــمل دائــم، بشــكٍل أو implant الِغــراس بتعبيــر بالجســم المزروعــة المشــعة النظائــر إلــى عــادًة األطبــاء ويشــير والفســفور، واليــود النظائــر زرع أســاليب مــن العديــد وثمــة الداخليــة. الشــعاعية المعالجــة عــن الحديــث عنــد الحشــوات أو مباشــرة زرعهــا يتــم فقــد الحــال، بطبيعــة تســميتها طريقــة ولــكل وحجمــه، الــورم لموضــع تبعــًا وذلــك المشــعة، داخــل مــا بتجويــف تــزرع أو ، interstitial radiation البينــي باإلشــعاع ُيعــرف بمــا الــورم أنســجة داخــل قنــوي )إشــعاع الجســم داخــل بقنــاة تــزرع أو )intracavitary تجويفــي )إشــعاع الرحــم، تجويــف مثــل الجســم، الشــعب مثــل مّعــي أو قنــاة أو مجــرى داخــل المشــعة النظائــر توضــع بحيــث ،)intraluminal radiationمقابــل أو داخــل بحامــل صغيــر وتوضــع تثبيتهــا يتــم بحيــث الــورم، علــى ســطح تــزرع أو المــريء، أو الهوائيــة الحقــن طريقــة إلــى إضافــة اســتئصاله، عقــب الــورم موضــع أي الــورم، بمهــد وضعهــا يتــم أو الــورم، موضــع المشــع اليــود حقــن حالــة فــي كمــا باطنــي، بتجويــف أو ســائل هيئــة علــى وريديــًا المشــعة النظائــر لبعــض التخديــر تحــت الحشــوات أنــواع وتثبيــت وضــع عمليــات تتــم الحــال وبطبيعــة الدرقيــة، الغــدة أورام لمعالجــة

82

مكثفــة جرعــات وتســليط توجيــه الداخليــة الشــعاعية المعالجــة طريقــة وتضمــن للمريــض. العــام أو الموضعــي إلــى إضافــًة لألشــعة، الســليمة األنســجة تعــّرض مــن نقلــل وبذلــك الجســم مــن محــدود حّيــز علــى األشــعة مــن للمعالجــة الــازم الوقــت مــن أقصــر وقــت فــي األشــعة مــن عاليــة إجماليــة بإعطــاء جرعــات لألطبــاء تســمح أنهــا يتــم أخــرى جهــة ومــن المبكــرة، بمراحلهــا األورام معالجــة فــي فّعالــة أنهــا طريقــة ولوحــظ الخارجيــة، الشــعاعية وذلــك فّعالــة، معالجــة أقصــى لتحقيــق المطلوبــة األشــعة لجرعــة تبعــًا بمواضعهــا الحشــوات بقــاء زمــن تحديــد للمريــض العامــة البدنيــة والحالــة وموضعــه الــورم نــوع علــى يعتمــد بــدوره الــذي العاجــي المخطــط حســب جرعــة لُمعــدل تبعــًا نوعيــن إلــى المؤقتــة الحشــوات تصنيــف يتــم الصــدد وبهــذا المتبعــة، األخــرى والعاجــات

األشعة: أيام. لعدة بمواضعها إبقاؤها يمكن : حيث LDR( low dose rate( ذات معدل منخفض أ - جرعات

مــن دقائــق عــدة بعــد إزالتهــا تتــم حيــث : HDR( high dose rate( مرتفــع معــدل ذات جرعــات - ب زرعهــا.

المريــض يبقــى أن المعتــاد ومــن المؤقتــة. الحشــوات إزالــة بعــد بالجســم إشــعاع أي يتبقــى ال الحــال وبطبيعــة الفريــق ويحــرص عاليــة، لديــه األشــعة مســتويات تكــون حيــن منفــردة بغرفــة منعــزاًل المعالجــة مركــز داخــل وُتمنــع ولزمــن قصيــر، الضــرورة عنــد إال معــه يتامســون لفتــرات طويلــة وال عــدم مازمــة غرفتــه علــى الطبــي ال قصيــرة بفتــرات عداهــم مــا زيــارات وُتحــدد الخصــوص، وجــه علــى الحوامــل والنســاء األطفــال زيــارات عنــه فــي محيــط الجلــوس أو المريــض مــن اإلقتــراب عــدم الــزوار علــى وينبغــي نحوهــا، أو ســاعة النصــف تتجــاوز والــزوار المريــض ســرير بيــن مــا الرصــاص معــدن مــن ســاتر وضــع يتــم وقــد ســريره، مــن متريــن عــن يقــل للســرير المريــض مازمــة األمــر يتطلــب قــد الــزرع(، موضــع )وحســب أخــرى ناحيــة ومــن الطبــي، الفريــق أو خاّصيــة الحشــوات تفقــد الدائــم، الــزرع وعنــد موضعهــا. عــن الحشــوة انزيــاح مخافــة الحركــة، كثــرة متجنبــًا آمنــة مســتويات إلــى األشــعة كميــات وتنخفــض فتــرة زمنيــة قصيــرة، بعــد ُمشــّعة غيــر بســرعة وتصبــح اإلشــعاع ولعــدة المريــض منــع يتــم قــد أنــه إال اإلشــعاع عمومــًا، مــن ضآلــة الرغــم المعالجــة، وعلــى مغــادرة مركــز قبــل تعرضهــم إلحتمــال تجنبــًا الحوامــل النســاء أو األطفــال خصوصــًا باآلخريــن، المباشــر االتصــال مــن أســابيع مثــل الــزرع، عمليــة مــن اســتيقاظه عقــب التخديــر بمضاعفــات المريــض يشــعر قــد الحــال وبطبيعــة لألشــعة. الحاجــة، دعــت إذا المســكنة األدويــة ببعــض االســتعانة ويمكــن تــزول، مــا ســرعان والتــي الغثيــان أو الــدوار ينجــم عــن وجــود وقــد الداخليــة، الشــعاعية المعالجــة تلقــي فتــرة أثنــاء بإجهــاٍد أو بألــٍم المريــض يشــعر وغالبــًا ال

الضــرورة. عنــد المســكنات اســتخدام يســتدعي قــد ممــا الــزرع، بموضــع األلــم بعــض الحشــوات

إضافات مدرس املقرر