البروميثيوم: رمزه وخصائصه واستخداماته وسلامة التعامل معه

البروميثيوم عنصر فلزي ينتمي إلى اللانثانيدات، وهي مجموعة ضمن العناصر الأرضية النادرة في الجدول الدوري. ويعني عدده الذري أن نواة ذرته تحتوي على 61 بروتونًا. ويختلف عن كثير من المعادن المألوفة في أنه لا يمتلك أي نظير مستقر؛ إذ تتحول أنويته بمرور الوقت إلى أنوية عناصر أخرى عبر التحلل الإشعاعي.

يوجد في الطبيعة بكميات ضئيلة للغاية، تتكون نتيجة عمليات نووية طبيعية، ولا توجد له خامات وفيرة تُستخرج بالطريقة المعتادة لاستخراج الحديد أو النحاس. لذلك تأتي الكميات المستخدمة عمليًا من إنتاج نووي مضبوط، يعقبه فصل كيميائي في منشآت متخصصة. ولا يُتوقع التعرض له من خلال الغذاء المعتاد أو مياه الشرب في الظروف الطبيعية.

يساعد التمييز بين الرمز والعدد الذري ورقم النظير على قراءة المعلومات العلمية دون التباس. فالرمز Pm يحدد العنصر، بينما يشير الرقم في اسم البروميثيوم-147 إلى مجموع البروتونات والنيوترونات داخل النواة، وليس إلى عددها الذري أو مقدار خطورتها.

• الاسم: البروميثيوم، ويُكتب بالإنجليزية Promethium.
• الرمز الكيميائي: Pm، وليس PM أو P.
• العدد الذري: 61.
• المجموعة: اللانثانيدات.
• الحالة المعتادة: فلز صلب ذو مظهر فضي عند تحضيره حديثًا.
• حالة الأكسدة الأكثر شيوعًا: موجب ثلاثة في مركباته.

يتفاعل البروميثيوم كيميائيًا على نحو يشبه عددًا من اللانثانيدات المجاورة له، ويمكن أن يتأكسد ويكوّن أملاحًا ومركبات مختلفة. ولا يعني وصفه بأنه مشع أنه يتوهج من تلقاء نفسه بضوء مرئي؛ فالضوء المرتبط ببعض الاستخدامات ينتج من تأثير الإشعاع في مادة مضيئة أخرى.

النظائر هي صور للعنصر نفسه تتفق في عدد البروتونات وتختلف في عدد النيوترونات. وللبروميثيوم نظائر متعددة تختلف في أعمارها النصفية وأنماط تحللها. ويُعد البروميثيوم-147 من أهمها من الناحية التطبيقية، وعمره النصفي نحو 2.6 سنة، ويتحلل أساسًا بإصدار جسيمات بيتا إلى الساماريوم-147.

العمر النصفي هو الزمن اللازم لتحلل نصف عدد الأنوية المشعة في عينة. وهو لا يعني اختفاء المادة تمامًا بعد انقضائه، ولا يكفي وحده للحكم على السلامة. فتقييم المصدر يتطلب معرفة نشاطه الإشعاعي ونوع الإشعاع وطاقة الجسيمات وطريقة احتوائه والمسافة عنه ومدة التعرض له.

تكون قدرة جسيمات بيتا الصادرة عن البروميثيوم-147 على الاختراق محدودة مقارنة بأشعة غاما، لكن ذلك لا يجعل المادة آمنة للمس أو الاستنشاق. كما قد يتولد إشعاع ثانوي عند إبطاء جسيمات بيتا داخل بعض المواد، ولذلك يحدد المختصون التدريع الملائم بدل الاعتماد على حواجز مرتجلة.

يُستحصل على البروميثيوم من بعض نواتج الانشطار النووي، ويمكن إنتاج نظائر منه عبر تشعيع عناصر مناسبة داخل المفاعلات. وتتبع ذلك عمليات فصل وتنقية دقيقة لعزله عن عناصر أخرى ذات خواص كيميائية متقاربة. وهذه إجراءات صناعية وبحثية تتطلب تجهيزات للاحتواء والمراقبة الإشعاعية وإدارة النفايات.

لا يُنتج هذا العنصر في المختبرات التعليمية العادية، ولا ينبغي محاولة استخراجه من أجهزة قديمة أو مواد مجهولة. وحتى عندما تكون كمية المادة صغيرة جدًا، فقد يكون نشاطها الإشعاعي مهمًا من ناحية الوقاية؛ فالكتلة وحدها ليست مؤشرًا موثوقًا للخطر.

البطاريات النووية الصغيرة

استُخدم البروميثيوم-147 في بعض البطاريات البيتافولتية التي تحول جزءًا من طاقة تحلل بيتا إلى كهرباء. وتناسب هذه التقنية تطبيقات متخصصة تحتاج إلى قدرة كهربائية منخفضة لفترات طويلة نسبيًا. وهي ليست بديلًا منزليًا لبطاريات الهواتف أو السيارات، كما أن عمر النظير يحد من مدة أدائها المفيد.

المواد والدهانات المضيئة

استُخدم تاريخيًا مع مواد فسفورية لإنتاج إضاءة في بعض العلامات والأقراص والأجهزة. ولا يمكن تحديد العنصر المشع في قطعة قديمة من شكلها أو لون توهجها؛ فقد تحتوي على مادة أخرى أو لا تحتوي على مادة مشعة أصلًا. لذلك لا ينبغي كشط الطلاء المجهول أو فتح القطعة لفحصها.

القياس الصناعي والبحث العلمي

يمكن استخدام إشعاع بيتا في قياس سماكة بعض المواد، إذ تتغير كمية الإشعاع النافذة بحسب سماكتها وتركيبها. كما يُستخدم البروميثيوم في أبحاث متخصصة تتعلق بالنظائر والمواد والمصادر الإشعاعية. وتظل هذه الاستخدامات خاضعة لترخيص ورقابة وتدريب مناسب.

التطبيقات الفضائية والطبية

ينتج التحلل الإشعاعي حرارة، لكن لا يصح تقديم البروميثيوم بوصفه مصدر الحرارة المعتاد للمركبات الفضائية أو الأجهزة الطبية. تستخدم الأنظمة الحرارية النووية الشائعة نظائر أخرى أنسب لهذا الغرض. كذلك لا يُعد البروميثيوم مادة روتينية في فحوص التصوير الطبي أو علاج السرطان، ولا يجوز تعميم استخدامات العناصر المشعة جميعها عليه.

تعتمد المخاطر على سيناريو التعرض. فالمصدر المحكم داخل جهاز مرخص يختلف عن مسحوق متسرب أو طلاء متفتت. ويعني التعرض الخارجي وصول الإشعاع من مصدر خارج الجسم، بينما يعني التلوث وجود مادة مشعة على الجلد أو الملابس أو دخولها إلى الجسم بالاستنشاق أو الابتلاع أو عبر جرح.

عند دخول المادة إلى الجسم قد تتعرض الأنسجة للإشعاع من الداخل، ويتأثر ذلك بشكل المركب وسلوكه الحيوي. ويمكن للجرعات الكافية من الإشعاع المؤين إتلاف الخلايا وزيادة احتمال بعض السرطانات على المدى الطويل. لكن لا يمكن تقدير خطر شخص بعينه من مجرد سماعه باسم العنصر أو وجوده قرب جهاز مغلق.

لا توجد أعراض مبكرة خاصة تكشف التعرض للبروميثيوم، ولا ينفي غياب الأعراض حدوث تلوث. كما لا تكشف تحاليل الدم الروتينية وحدها وجوده؛ فقد يتطلب التقييم أجهزة قياس إشعاعي وتحاليل متخصصة يحددها فريق الوقاية الإشعاعية.

• ابتعد عن الجسم المشتبه به، وأبعد الآخرين والحيوانات عنه دون لمسه أو نقله.
• لا تفتح غلافه ولا تكنس المسحوق ولا تستخدم مكنسة كهربائية؛ فقد يؤدي ذلك إلى نشر التلوث.
• اتصل بالطوارئ أو الجهة المحلية المسؤولة عن الوقاية الإشعاعية، واتبع تعليماتها.
• إذا اشتُبه بتلوث ملابسك، فانزع الطبقة الخارجية برفق إن أمكن، واعزلها في كيس بعيدًا عن الآخرين دون نفضها.
• اغسل الجلد المكشوف برفق بالماء الفاتر والصابون، وتجنب الفرك العنيف أو المبيضات.
• لا تتناول اليود أو أي دواء من تلقاء نفسك؛ فاليود المستقر لا يحمي من البروميثيوم.

اطلب تقييمًا طبيًا عاجلًا بالتنسيق مع الجهات المختصة إذا حدث ابتلاع أو استنشاق محتمل لمادة مشعة، أو تلوث جرح، أو ملامسة مباشرة لمحتويات مصدر متضرر. لا تنتظر ظهور الأعراض، وأبلغ الفريق مسبقًا بطبيعة الاشتباه لتجنب نقل التلوث. أما صعوبة التنفس أو الإصابة الشديدة فتستدعي الاتصال بالطوارئ فورًا.

أخبر الفريق بوقت الحادث ومدته وما تعرفه عن الجهاز، دون إحضار المصدر إلى المستشفى. وإذا كان التعرض المحتمل يخص طفلًا أو حاملًا فاذكر ذلك لتوجيه التقييم. والخلاصة أن معرفة الرمز Pm مفيدة علميًا، لكن السلامة تقوم على عدم العبث بالمصادر المجهولة والاستعانة بالمتخصصين، لا على التخمين أو العلاج الذاتي.