النظير

التاريخ

لاحظ فريدريك سودي عام 1913 أن بعض المواد المشعة متطابقة كيميائياً لكنها مختلفة الكتلة، فأطلق عليها اسم النظائر (من اليونانية بمعنى 'في نفس المكان' من جدول مندلييف).

كيف يعمل

تؤثر النظائر على الخواص الفيزيائية. فمثلاً، الماء الذي يُستبدل فيه الهيدروجين العادي بالديوتيريوم (الماء الثقيل) يتجمد عند +3.8°م بدلاً من 0°م. والعديد من النظائر غير مستقرة: فهي تتحلل بإصدار جسيمات (النشاط الإشعاعي). وعلى هذا يقوم التحليل بالكربون المشع: فكلما قلّ ما تبقى من الكربون-14 في عينة أثرية، زاد عمرها.

التاريخ

لاحظ فريدريك سودي عام 1913 أن بعض المواد المشعة متطابقة كيميائياً لكنها مختلفة الكتلة، فأطلق عليها اسم النظائر (من اليونانية بمعنى 'في نفس المكان' من جدول مندلييف).

كيف يعمل

تؤثر النظائر على الخواص الفيزيائية. فمثلاً، الماء الذي يُستبدل فيه الهيدروجين العادي بالديوتيريوم (الماء الثقيل) يتجمد عند +3.8°م بدلاً من 0°م. والعديد من النظائر غير مستقرة: فهي تتحلل بإصدار جسيمات (النشاط الإشعاعي). وعلى هذا يقوم التحليل بالكربون المشع: فكلما قلّ ما تبقى من الكربون-14 في عينة أثرية، زاد عمرها.

التاريخ

قدم فريدريك سودي مصطلح 'النظير' عام 1913، بعد أن لاحظ تطابق الخواص الكيميائية لنويدات مشعة مختلفة الكتلة. وكان ج. ج. طومسون قد استخلص قبل عام نظيرين مستقرين للنيون. واكتشف إميليو سيجري في ثلاثينيات القرن العشرين التكنيشيوم — أول عنصر كيميائي مصطنع، جميع نظائره مشعة.

كيف يعمل

يتحدد سلوك النظائر بالقوى النووية والتفاعل الكهرمغنطيسي. ويعتمد الاستقرار على التوازن بين البروتونات والنيوترونات، الذي تصفه صيغة فايتسكر. تتحلل النظائر المشعة وفق قانون أسي: N = N₀ e^{-λt}، حيث عمر النصف T₁/₂ = ln 2/λ. ويتيح الانزياح النظيري في الأطياف الذرية (الاعتماد على كتلة النواة) دراسة تأثيرات دقيقة. وتفسر مبادئ ميكانيكا الكم لماذا تكون النظائر ذات Z ≈ N مستقرة للنوى الخفيفة.

مسائل مفتوحة وحقائق طريفة

ما هي الآلية الدقيقة لاستقرار النوى والأعداد السحرية; هل يمكن وجود نظائر مستقرة فائقة الثقل; كيف يمكن فصل النظائر بكفاءة لاستخدامات طبية دون تخصيب اليورانيوم

💡 ديوتيريد الليثيوم-6 هو مادة صلبة تستخدم في الشحنات النووية الحرارية: يعطي كيلوغرام واحد من هذا 'الملح النظيري' طاقة تعادل 60 كيلوطن من مادة تي إن تي.