إشعاع الجسيمات: أنواعه وفوائده وطرق الوقاية منه

الإشعاع هو انتقال الطاقة على هيئة موجات كهرومغناطيسية أو جسيمات. ويشمل الإشعاع الجسيمي جسيمات ألفا وبيتا والبروتونات والنيوترونات. أما الأشعة السينية وغاما فهي إشعاع كهرومغناطيسي يحمل الطاقة على هيئة فوتونات، وليست جسيمات مادية مثل الإلكترونات أو البروتونات.

ومن منظور الفيزياء، تُظهر الفوتونات خصائص موجية وجسيمية معًا؛ لذلك فالسؤال عما إذا كانت الأشعة جسيمات لا يملك إجابة واحدة مبسطة. في الاستخدام الطبي والوقائي، يبقى التفريق بين الإشعاع الجسيمي والكهرومغناطيسي مفيدًا لاختيار الأجهزة ووسائل الحماية.

الإشعاع غير المؤين

لا يحمل عادة طاقة كافية لنزع الإلكترونات من الذرات. ومن أمثلته موجات الراديو والميكروويف والأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي المجالات المغناطيسية وموجات الراديو، بينما يعتمد السونار على موجات صوتية، ولا يستخدم أي منهما إشعاعًا مؤينًا.

ولا تعني صفة غير مؤين انعدام الضرر في جميع الظروف؛ فالتعرض الشديد لبعض أنواعه قد يسبب التسخين أو أذية العينين. كما أن الأشعة فوق البنفسجية قد تضر الجلد والعينين وتزيد خطر سرطان الجلد.

الإشعاع المؤين

يمتلك طاقة تكفي لنزع إلكترونات من الذرات، وقد يغيّر الجزيئات داخل الخلايا ويؤذي الحمض النووي. ويشمل الأشعة السينية وغاما والجسيمات عالية الطاقة مثل ألفا وبيتا. وتسبب النيوترونات التأين بصورة غير مباشرة عبر تفاعلاتها مع المادة.

تكون بعض النوى الذرية غير مستقرة، فتتحول تلقائيًا إلى حالة أكثر استقرارًا وتطلق طاقة أو جسيمات. تُسمى هذه العملية الاضمحلال الإشعاعي، وقد تنتج عنها نواة عنصر آخر أو صورة مختلفة من العنصر نفسه.

من التحولات الشائعة اضمحلال ألفا وبيتا، وقد يتبعهما انبعاث غاما للتخلص من طاقة زائدة. ويعبّر عمر النصف عن الزمن اللازم لاضمحلال نصف عدد النوى المشعة في عينة. لكنه لا يحدد الخطر وحده؛ إذ تؤثر أيضًا كمية المادة ونوع الإشعاع وسلوك المادة داخل الجسم.

إشعاع ألفا

تتكون جسيمات ألفا من بروتونين ونيوترونين. وهي قصيرة المدى وضعيفة الاختراق؛ إذ يمكن أن توقفها ورقة أو الطبقة الخارجية السليمة من الجلد. لكنها تودع طاقة كبيرة ضمن مسافة قصيرة، فتكون مؤذية إذا دخلت المادة الباعثة لها إلى الجسم بالتنفس أو الابتلاع أو عبر جرح.

لذلك تركز الحماية على منع انتشار المادة المشعة ودخولها إلى الجسم، باستخدام أنظمة احتواء وتهوية ومعدات وقاية مناسبة. ولا تكفي معرفة أن الورق يوقف ألفا للحكم بأن التعامل مع مصدرها آمن.

إشعاع بيتا

يتكون إشعاع بيتا من إلكترونات أو بوزيترونات تنطلق خلال تحولات نووية. وقد يخترق الجلد بدرجات تختلف بحسب طاقته، ويسبب أذية للجلد أو العينين عند التعرض الكبير، كما قد يكون خطرًا عند دخول مصدره إلى الجسم.

تُستخدم مواد مثل البلاستيك أو الأكريليك لتدريعه في تطبيقات عديدة. ويحدد المختص سماكة الحاجز وتركيبه؛ لأن بعض المواد الثقيلة قد تنتج إشعاعًا سينيًا ثانويًا عند إبطاء جسيمات بيتا، فلا يصح اختيار الدرع عشوائيًا.

إشعاع غاما

غاما فوتونات عالية الطاقة تصدر من النواة، وليست إشعاعًا جسيميًا بالتصنيف المعتاد. وهي أكثر قدرة على الاختراق من ألفا وبيتا عمومًا، ويمكن أن تعرض الأعضاء الداخلية للإشعاع من مصدر خارج الجسم. تُستخدم حواجز مصممة من الرصاص أو الخرسانة لتقليلها، مع مراعاة الطاقة وشدة المصدر.

النيوترونات

النيوترونات جسيمات غير مشحونة، قد تنتج من الانشطار النووي وبعض التفاعلات والمصادر المتخصصة. تختلف قدرتها على الاختراق وتأثيراتها باختلاف طاقتها، وقد تجعل بعض المواد مشعة عند تفاعلها معها.

تتطلب الحماية منها تصميمًا متخصصًا، يشمل غالبًا مواد غنية بالهيدروجين، مثل الماء أو البولي إيثيلين، لإبطائها، ومواد لالتقاطها. وقد يلزم تدريع إضافي للإشعاعات الناتجة، لذا لا يُعد الرصاص وحده حلًا عامًا لجميع الأنواع.

يحقق الإشعاع فوائد مهمة عندما يُستخدم لغاية واضحة وتحت رقابة مناسبة. ولا تستخدم جميع التطبيقات النوع نفسه، بل يُختار بحسب الهدف وخصائصه.

• التشخيص: تساعد الأشعة السينية والمقطعية في كشف الإصابات والأمراض، ويُظهر الطب النووي وظائف بعض الأعضاء باستخدام مواد مشعة بكميات محسوبة.
• علاج السرطان: تستهدف حزم الفوتونات أو الإلكترونات أو البروتونات الورم، وتُستخدم أدوية مشعة لعلاج حالات مختارة.
• التعقيم: يُستخدم الإشعاع لتعقيم بعض المستلزمات الطبية ضمن عمليات صناعية مضبوطة.
• الصناعة والبحث: يدخل في فحص المواد وقياس السماكات وتتبع العمليات ودراسة خصائص المادة.

تعتمد المخاطر على الجرعة وسرعة تلقيها ونوع الإشعاع والجزء المعرض من الجسم، إضافة إلى العمر وعوامل أخرى. قد تسبب الجرعات العالية حروقًا وأذية للأنسجة، وقد تؤدي الجرعات العالية التي تشمل معظم الجسم إلى متلازمة الإشعاع الحادة. أما الجرعات الأقل فقد ترتبط بزيادة احتمالية السرطان مستقبلًا، دون أن يعني كل تعرض حدوث مرض.

هناك فرق بين التعرض والتلوث: التعرض هو وصول الإشعاع إلى الجسم، أما التلوث فهو وجود مادة مشعة على الجلد أو الملابس أو داخل الجسم. ولا تجعل الأشعة السينية والمقطعية المريض مشعًا، بينما قد تتطلب بعض إجراءات الطب النووي تعليمات مؤقتة للحد من تعرض الآخرين.

• اسأل عن هدف الفحص وما إذا كانت نتيجته ستؤثر في العلاج، دون تأجيل فحص ضروري خوفًا من الإشعاع.
• أخبر الفريق الطبي باحتمال الحمل أو الرضاعة قبل الإجراء، خصوصًا في الطب النووي.
• شارك نتائج الفحوص السابقة لتجنب التكرار غير الضروري.
• التزم بتعليمات المنشأة بشأن المسافة والانتظار والتعامل مع سوائل الجسم عند الحاجة.

تعتمد الحماية المهنية على تقليل زمن التعرض وزيادة المسافة واستخدام التدريع الملائم ومنع التلوث. وفي التصوير الطبي تُضبط الجرعة بما يحقق جودة كافية للتشخيص، ولا توجد قاعدة تجعل أقل جرعة ممكنة أفضل إذا كانت الصورة غير صالحة للتقييم.

تتولى الجهات الرقابية الوطنية المختصة في الدول العربية ترخيص المصادر والمنشآت ومراقبة الالتزام بالحماية الإشعاعية، بالتعاون مع الجهات الصحية بحسب النظام المحلي. وتتحمل المنشآت مسؤولية التطبيق والتدريب والصيانة ومراقبة تعرض العاملين.

تضع الوكالة الدولية للطاقة الذرية معايير أمان وتقدم التدريب والدعم الفني، وتساهم منظمة الصحة العالمية في التوجيه الصحي. لكن هذه المؤسسات لا تحل محل الجهة الوطنية المسؤولة عن الرقابة والاستجابة للحوادث.

اطلب تقييمًا عاجلًا إذا أبلغتك جهة مختصة بوقوع تعرض غير معتاد، أو اشتبهت في تلوث بمادة مشعة. لا تنتظر الأعراض؛ فالتعرض قد لا يسبب علامات فورية، والغثيان أو الاحمرار وحدهما لا يثبتان إصابة إشعاعية.

عند العثور على جسم يحمل رمز الإشعاع، لا تلمسه ولا تنقله، وابتعد عنه وأبلغ الطوارئ. وفي حادث تلوث، اتبع تعليمات الجهات المختصة بشأن خلع الملابس الخارجية والغسل اللطيف دون فرك الجلد. ولا تتناول يوديد البوتاسيوم من تلقاء نفسك؛ فهو يحمي الغدة الدرقية من اليود المشع فقط في ظروف محددة، وليس ترياقًا عامًا للإشعاع.