یک اتم ، یک دنیا

دنیا واقعا عجیبه ؟ چرا ؟

داستان از اینجا شروع شد که یه اتم ریزه میزه کلی دردسر به پا کرد ، کلی چیز رو به هم ریخت و برای اینکه انسان ها این رفتار ها را توجیه کنند یه اسم شیک برای این همه ریخت و پاش انتخاب کردند که الان همه بهش می گوییم ، پرتوزا یا قول معروف رادیو اکتیو ... بله ، داستان از رادیو اکتیو شروع شد

حالا قضیه ی این همه ریخت و پاش که بهش می گیم رادیو اکتیو چه جوری به وجود اومد ؟ : واپاشی هسته‌ای (فروپاشی هسته‌ای)، فرایندی‌ست که در هستهٔ اتم‌های ناپایدار پرتوزا رخ می‌دهد و پرتوهایی تولید می‌کند که به آن‌ها پرتوهای رادیواکتیو می‌گویند. در اثر واپاشی هسته‌ای، پس از یک زمان تصادفی، هسته‌های بزرگ به هسته‌های کوچکتر و معمولاً پایدارتر تجزیه می‌شوند و ماده اولیه به تدریج از بین می‌رود. البته جرم مواد جدید تنها اندکی کمتر از ماده اولیه خواهد بود و انرژی آزاد می‌شود. گاهی این انرژی را می‌توان به صورت نیروی هسته‌ای مهار کرد یا می‌تواند به‌صورت آلودگیِ پرتوزایی در زیست‌بوم رها شود، که بسیار خطرناک خواهد بود. این فرایند یک پیشامد است، یعنی نمی‌توان زمان واپاشی یک اتم را دقیق پیش‌بینی کرد، گرچه نیمه‌عمر آن قابل تعیین است. پی نوشت : نیم‌عمر[۱] به مدت زمانی گویند که ماده پرتوزا به نصف مقدار اولیهٔ خود بر اثر واکنش‌های پرتوزایی کاهش یابد

اما همین فروپاشی هسته ای هم برای خودش داستان ها داره ، راستش اوایل قرن بیستم میلادی تصور بر این بود که تمام عناصر پایدار هستند، زیرا نظریه اتمی جان دالتون بیان می‌کرد که اتم‌ها نه پدید می‌آیند و نه از بین می‌روند و همه اتم‌های یک عنصر، ویژگی‌های یکسان دارند. ۱۸۹۶، هانری بکرل، پرتوزایی (به انگلیسی: Radioactivity) را اتفاقی کشف کرد. کشف پرتوزایی، دانشمندان را بر آن داشت تا دلیل آن را پیدا کنند. آزمایش‌های ارنست رادرفورد روی این پدیده، به کشف هسته اتم انجامید. برپایه آزمایش‌های رادرفورد، هسته اتم بار الکتریکی مثبت دارد که بعدها مشخص شد در اثر پروتون‌هاست، ولی این به‌تنهایی پرتوزایی را توضیح نمی‌داد پس از کشف نوترون از سوی جیمز چادویک در ۱۹۳۲، به مدت کوتاهی معلوم شد که نوترون دومین ذره تشکیل‌دهنده هسته و عامل اصلی پایداری یا واپاشی آن است. پس از اثبات اینکه نوترون دومین ذره تشکیل‌دهنده هسته است، مفهومی به نام ایزوتوپ مطرح شد که بعدها از راه آزمایش‌های تجربی نیز ثابت شد. ایزوتوپ ((به انگلیسی: Isotope) و (به یونانی: Ισότοπο)) به معنای «هم‌جا» و «هم‌مکان»، به اتم‌هایی از یک عنصر گفته می‌شود که عدد اتمی و فعالیت شیمیایی یکسان، اما عدد جرمی متفاوت دارند. پایداری این ایزوتوپ‌ها به‌شمار نوترون‌های آن بستگی دارد. برای نمونه، بعضی از عناصر تنها دارای یک ایزوتوپ پایدار هستند، مانند آلومینیوم و پتاسیم که تنها یک ایزوتوپ پایدار هستند، مانند آلومینیوم و پتاسیم که تنها یک ایزوتوپ پایدار k با عدد اتمی ۱۹ و عدد جرمی ۴۰ و Al با عدد اتمی ۱۳ و عدد جرمی ۲۷ دارند و بقیه همگی ناپایدار هستند ( البته ممکن است بعضی از آن ها نیمه عمر بسیار طولانی داشته باشند مانند Al (آلمینیوم ) با عدد اتمی ۱۳ و عدد جرمی ۲۷ و همچنین U ( اورانیوم ) با عدد اتمی ۹۲ و عدد جرمی ۲۳۵) همچنین برخی دو یا چند ایزوتوپ پایدار دارند مانند مس ( Cu با عدد اتمی ۲۹ و عدد جرمی ۶۳ و Cu با عدد اتمی ۲۹ و عدد جرمی ۶۵ ) و برخی دیگر ایزوتوپ پایداری ندارند، مانند اورانیوم( پایدار ترین ایزوتوپ U با عدد اتمی ۹۲ و عدد جرمی ۲۳۸ که طول نیمه عمر آن ۴۴۶۸۳ میلیارد سال است ! ) و فرانسیم (پایدار ترین ایزوتوپ  Fr با عدد اتمی ۸۷ و عدد. جرمی ۲۲۳ با طول نیمه عمر ۲۲ دقیقه) عناصر مصنوعی نیز معمولا نیمه عمر بسیار کوتاهی دارند مانند اوگانسون ( Og با عدد اتمی ۱۱۸ ) که در پایدار ترین حالت نیمه عمری برابر با ۸۹۰ میکرو ثانیه دارد.

در این خلال ۳ تا ، سه قلوی معروف در بین ایزوتوپ ها وجود داره که همه از نوع هیدروژن هستند بهشون می گیم سه گانه ی هیدروژن : ۱ _ هیدروژن معمولی ( H با عدد اتمی ۱ و عدد جرمی ۱ چون نوترونی نداره که اصطلاحا بهش پروتیم هم می گن که بیش از ۹۹/۸۹ هیدروژن جهان و بیشترین ماده در جهان هستی را تشکیل می دهد ! ۲_ هیدروژن سنگین هست ( D با عدد اتمی ۱ و عدد جرمی ۲ ) که دوتریم نامیده میشه و در طبیعت نایاب هست ( کمتر از ۰/۰۲ درصد ) آب سنگین یا D2O که ترکیب دوتریم و اکسیژن است، در خواص شیمیایی مانند آب معمولی است و تنها در خواص فیزیکی با آن متفاوت است. این نوع آب در نیروگاه‌های هسته‌ای به عنوان خنک‌کننده و مهارگر راکتورهای هسته‌ای به کار می‌رود. نوشیدن زیاد یا طولانی این آب می‌تواند سبب عوارض جدی یا حتی مرگ بشود.! ۳_ هیدروژن پرتوزا ( T با عدد اتمی ۱ و عدد جرمی ۳ ) یا تریتیم که در هسته اتم‌ش یک پروتون و دو نوترون دارد. این هیدروژن نیمه‌عمری برابر با ۸±۴۵۰۰ روز دارد و از دوتریم نیز نایاب‌تر است. کمی از این ماده در فضا و از راه تشعشعات فضایی تولید می‌شود و بیشتر تریتیم روی زمین، در آزمایشگاه و با راکتورهای هسته‌ای تولید می‌شود. تریتیم از راه یک واکنش بتازا به هلیم-۳ تبدیل می‌شود معمولاً اگر تعداد نوترون‌های هسته یک اتم ۱/۵ برابر تعداد پروتون‌هایش باشد، آن اتم پرتوزا می‌شود، ولی در یک قاعده کلی، همه عناصر سنگین‌تر از سرب پرتوزا هستند.

حالا که می دونیم داستان از چه قراره بهتره برگردیم سر مشکلاتی که این اتم ها به وجود آوردن! مسمومیت پرتوی : مسمومیت پرتوی، بیماری پرتوی، یا دوز پخش شده، شکلی از صدمات است که باعث آسیب رساندن به بافت ارگان بوسیلهٔ قرار گرفتن در معرض اشعه دهی بیش از حد با پرتوهای یونیزه‌کننده می‌شود. این عبارت عموماً برای ارجاع دادن به مشکلات حاد به وجود آمده بوسیلهٔ دوز بزرگی از پرتودهی در یک دورهٔ کوتاه مدت، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگرچه این آسیب‌ها اغلب با در معرض اشعه قرار گرفتن طولانی مدت اتفاق می‌افتند. نام کلینیکی برای بیماری ناشی از پرتو، سندرم پرتوی حاد یا ARS می‌باشد که بوسیلهٔ CDC توصیف شده‌است. یک سندرم پرتوی مزمن که به شکل نارایجی موجود است، در بین کارگران مشغول در برنامهٔ هسته‌ای شوروی سابق که در معرض منبع اولیهٔ رادیوم در روزهای اوایل هفته قرار می‌گرفتند، مشاهده شده‌است. یک در معرض قرارگیری کوتاه می‌تواند باعث سندرم پرتوی حاد شود، اما یک سندرم پرتوی حاد احتیاج به سطوح بالایی از در معرض اشعه قرارگیری طولانی شده دارد. در معرض پرتو قرار گرفتن سبب افزایش احتمال گسترش بعضی از بیماری‌های عمده مانند سرطان‌ها، تومورها، و آسیب‌های ژنتیکی می‌شود. این‌ها به اثرات استوکاستیک پرتوی نسبت داده می‌شود و اصطلاح بیماری‌های پرتوی را شامل نمی‌گردد. استفاده از رادیونوکلوئیدها در علم و صنعت در بیشتر کشورها (در ایالات متحده آمریکا بوسیلهٔ کمیسیون نظارتی هسته‌ای) کاملاً تنظیم شده‌است. برای جلوگیری از حوادث تصادفی یا خودخواسته(عمدی) ناشی از مواد رادیواکتیو، هم تخلیه و دفع و هم استفاده از حفاظ در مکان سفارش شده‌است. (و اینها همه بخشی از خطرات بودند ! )

اما قضیه ختم نمیشه ...اخه مگه میشه یک قفل کلید خودش باشه؟ رادیو دارو ، پرتو درمانی و ... : به هر دارویی که در ساختار آن یک رادیوایزوتوپ موجود باشد رادیودارو گفته می‌شود. رادیوایزوتوپ‌ها در واقع عناصر ناپایداری هستند که با توجه به ساختار اتمی‌شان از خود پرتو منتشر می‌کنند. رادیوداروها در فرایند تشخیص ، پیشگیری و درمان بیماری‌ها کاربرد گسترده ای دارند . به ویژه امروزه از رادیوداروها در تشخیص و درمان انواع سرطان استفاده ی بسیار گسترده‌ای می‌شوند به‌طوری که نیمی از مبتلایان به سرطان در فرایند درمان خود از رادیوداروها استفاده می کنند. امروزه با تلفیق دانش هسته ای، پزشکی هسته ای و فناوری نانو، پیشرفت های سریعی در تولید رادیوداروها به وقوع پیوسته است. حالا بشنویم از تاریخچه ی این مواد ، اولين استفاده کلينيکي از مواد راديواکتيو، در سال 1937 جهت درمان لوسمي در دانشگاه کاليفرنيا در برکلي بود. بعد از آن در 1946 با استفاده از اين مواد توانستند از پیشرفت بیماری در يک بيمار مبتلا به سرطان تيروئيد جلوگيري کنند. البته با توجه به عوارض جانبی این روش، تا سال 1950 کاربرد کلينيکي مواد راديواکتيو گسترش چندانی نیافت، اما سال‌ها بعد دانشمندان دریافتند که مي‌توان با هدایت رادیوداروها و تجمع آن‌ها در ارگانِ هدف (مثلا در غده سرطانی) تصاويري از آن تهيه نمود و يا به درمان بافت آسيب ديده کمک کرد. بدین ترتیب در اواسط دهه 60 مطالعات گسترده‌ای در این زمینه‌ها آغاز گشت و در دهه 1970 توانستند با جاروب نمودن و هدایت مواد رادیواکتیو به درون ارگان‌های مشخص بدن، از ارگان‌هاي داخلی بدن مانند کبد و طحال، تومورهاي مغزي و مجاري گوارشي تصاويري را تهيه نمايند. در سال‌های دهه 1980 از راديو داروها جهت تشخيص بيماري هاي قلبي استفاده نمودند و هم اکنون نيز با ضريب اطمينان بسيار بالايي از آن‌ها در درمان و تشخيص و پيگيري روند درمان انواع بيماري‌ها استفاده مي‌گردد

پرتو درمانی : پرتودرمانی یا رادیوتراپی (به انگلیسی: radiotherapy) یکی از مهم‌ترین شاخه‌های فیزیک پزشکی است. پرتودرمانی به درمان بیماری با استفاده از پرتوهای نافذ مانند پرتوهای ایکس و امواج آلفا و موج بتا و گاما که یا از دستگاه تابیده می‌شوند یا از داروهای حاوی مواد نشاندار شده ساطع می‌شوند گویند پرتودرمانی استفاده از پرتوهای یون‌ساز برای از بین بردن یا کوچک کردن بافت‌های سرطانی است. در این روش در اثر آسیب DNA، سلول‌های ناحیه درمان (بافت هدف) تخریب و ادامه رشد و تقسیم غیرممکن می‌شود؛ اگرچه پرتو علاوه بر سلول‌های سرطانی به سلول‌های سالم نیز آسیب می‌رساند ولی اکثر سلول‌های سالم بهبودی خود را دوباره به‌دست می‌آورند. هدف از پرتو درمانی از بین بردن حداکثر سلول‌های سرطانی با حداقل آسیب به بافت‌های سالم است. کاربرد اصلی پرتودرمانی در معالجه یا تقلیل مریضی های  سرطانی می‌باشد.[۱] دیگر کاربردهای پرتودرمانی: از بین بردن سلول‌های سرطانی و ضایعات ارگان‌های مختلف، بازتوانی و بهبود اعضای بدن بیمار (همچون کبد، کلیه، پروستات)، پیشگیری گسترش ضایعات اعضا و کاهش علائم بیماری (همانند درد).

امیدوارم از این پست خوشتون اومده باشه ! 🍁 من همه ی مطالب رو مطالعه کردم و دلیل اینکه گاهی اوقات بخشی از نوشته ها به صورت کتابی و یا رسمی میشه اینه که من حال تایپ دوباره رو نداشتم و تیکه هایی که فکر می کردم مهم بود رو از ویکی پدیا پیدا کردم ولی در کل این پست نتیجه ی مطالعه‌ی ۲ روزه ی منه ممنون می شم حمایت کنید ! ❤