1- إشعاع خلفي قد ينتج عن تلوث إشعاعي للكاشف في إنبوب جيجر - مولر أو ما يحيط به يعرف بتعداد الخلفية. شرح السؤال عند قياس النشاط الإشعاعي، هل الكاشف يسجل إشعاعات فقط من المصدر الذي نريد قياسه؟ فكر في المصادر الطبيعية للإشعاع من حولنا. صح خطأ الإجابة الصحيحة هي(صح).تعداد الخلفية (Background count) هو قياس لمستوى الإشعاع الموجود بشكل طبيعي في البيئة أو الناتج عن تلوث طفيف في جهاز الكشف نفسه أو المنطقة المحيطة به. هذا الإشعاع لا يأتي من المصدر المشع الذي يتم دراسته بشكل مباشر.تشمل مصادر الإشعاع الخلفي:الإشعاع الكوني القادم من الفضاء الخارجي.المواد المشعة طبيعياً الموجودة في الصخور والتربة والهواء (مثل الرادون).آثار بسيطة من مواد مشعة من صنع الإنسان (مثل بعض النظائر المستخدمة في الطب أو الصناعة أو الناتجة عن تجارب نووية سابقة).التلوث الإشعاعي الطفيف الذي قد يكون موجودًا على سطح الكاشف أو في المواد المحيطة به.من الضروري قياس تعداد الخلفية وطرحه من القراءة الكلية عند قياس نشاط مصدر مشع معين للحصول على قراءة دقيقة لنشاط المصدر وحده.للتفكير:لماذا من المهم قياس تعداد الخلفية قبل إجراء أي تجربة تتضمن قياس النشاط الإشعاعي؟ وكيف يؤثر تعداد الخلفية على حساسية الكاشف للمصادر ضعيفة الإشعاع؟(الوحدة التاسعة: النشاط الإشعاعي، والذرة النووية، الدرس 2-9: الكشف عن النشاط الإشعاعي، صفحة 150)
2- تتأثر عملية الاضمحلال الإشعاعي بدرجة الحرارة والتفاعلات الكيميائية. شرح السؤال الاضمحلال الإشعاعي هو عملية تحدث داخل نواة الذرة. هل العوامل الخارجية مثل درجة الحرارة أو التفاعلات الكيميائية (التي تتعلق بالإلكترونات الخارجية) يمكن أن تؤثر على ما يحدث داخل النواة؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي(خطأ).الاضمحلال الإشعاعي هو عمليةنووية، أي أنها تحدث داخل نواة الذرة وتعتمد على تركيب النواة نفسها (عدد البروتونات والنيوترونات والقوى النووية بينها). هذه العملية عشوائية وتلقائية بالنسبة للنوات الفردية، ومعدل الاضمحلال لمجموعة من الأنوية (يُعبر عنه بعمر النصف) هو خاصية مميزة للنظير المشع.العوامل الخارجية مثل درجة الحرارة، الضغط، الحالة الفيزيائية للمادة، المجالات الكهربائية أو المغناطيسية الخارجية، والتفاعلات الكيميائية (التي تتضمن تغييرات في الإلكترونات الخارجية للذرة وليس النواة)لا تؤثرعلى معدل الاضمحلال الإشعاعي أو طبيعته. هذا لأن الطاقات المعنية في التغيرات النووية أكبر بكثير من الطاقات المعنية في التفاعلات الكيميائية أو التأثيرات الحرارية.للتفكير:ما هي الكمية التي تميز سرعة اضمحلال عنصر مشع؟ وهل يمكن تغييرها؟(الوحدة التاسعة: النشاط الإشعاعي، والذرة النووية، الدرس 1-9: اكتشاف النشاط الإشعاعي، و الدرس 4-9: عمر النصف وقياسه، صفحة 150 وصفحة 155 "يُعد الاضمحلال الإشعاعي عملية عشوائية وتلقائية، أي لا يمكن التنبؤ بدقة متى ستضمحل نواة معينة، ولا تتأثر العملية بالظروف الفيزيائية أو الكيميائية المحيطة")
3- تحفظ المصادر المشعة في حجرات من: شرح السؤال المصادر المشعة تتطلب تدريعًا للحماية من الإشعاعات. ما هي المادة التي تعتبر فعالة جدًا في امتصاص الإشعاعات النفاذة مثل أشعة جاما، وما هو السمك المناسب الذي قد يستخدم عادةً؟ الرصاص وسمك جدرانها \((1 \text{ m})\) الرصاص وسمك جدرانها \((2 \text{ cm})\) الفولاذ وسمك جدرانها \((0.5 \text{ m})\) الألومنيوم وسمكها \((5 \text{ mm})\) الإجابة الصحيحة هي(الرصاص وسمك جدرانها \((2 \text{ cm})\)).لحفظ المصادر المشعة بأمان وتقليل تعرض الأفراد للإشعاع، يتم استخدام مواد تدريع مناسبة. تعتمد فعالية مادة التدريع على نوع وطاقة الإشعاع.جسيمات ألفا \((\alpha)\):يمكن إيقافها بسهولة بورقة أو بضع سنتيمترات من الهواء.جسيمات بيتا \((\beta)\):يمكن إيقافها ببضع مليمترات من الألمنيوم.أشعة جاما \((\gamma)\):هي الأكثر نفاذية وتتطلب موادًا ذات كثافة عالية وسمك كبير لإضعافها بشكل فعال، مثل الرصاص أو الخرسانة السميكة.الرصاص هو مادة شائعة الاستخدام للتدريع من أشعة جاما بسبب كثافته العالية. سمك \((1 \text{ m})\) من الرصاص هو سمك كبير جدًا وقد لا يكون ضروريًا أو عمليًا لمعظم المصادر المعملية أو الطبية الشائعة. سمك \((2 \text{ cm})\) من الرصاص يوفر تدريعًا جيدًا للعديد من مصادر جاما متوسطة الطاقة. الفولاذ أقل فعالية من الرصاص ويتطلب سمكًا أكبر لنفس درجة التدريع. الألومنيوم فعال لجسيمات بيتا ولكنه غير كافٍ لأشعة جاما القوية.لذلك، يعتبر الخيار (الرصاص وسمك جدرانها \((2 \text{ cm})\)) هو الأنسب كوصف عام لحفظ المصادر المشعة التي قد تتضمن انبعاث أشعة جاما.للتفكير:لماذا يعتبر الرصاص مادة تدريع أفضل لأشعة جاما من الألومنيوم على الرغم من أن الألومنيوم قد يكون أخف وزناً وأرخص؟(الوحدة التاسعة: النشاط الإشعاعي، والذرة النووية، الدرس 5-9: الإشعاع والناس - الاستخدامات، والأخطار، والاحتياطات، فقرة "الاحتياطات"، صفحة 160، التي تشير إلى تخزين المصادر في حاويات من الرصاص)
4- عند استخدام غرفة سحابة الانتشار نجد أن طبيعة مسارات جسيمات ألفا : شرح السؤال جسيمات ألفا هي جسيمات ثقيلة ومشحونة. كيف يؤثر ذلك على مسارها وتفاعلها مع الوسط عند مرورها في غرفة السحابة؟ هل ستكون مساراتها طويلة أم قصيرة، رفيعة أم سميكة، مستقيمة أم متعرجة؟ متعرجة ورقيقة مستقيمة وسميكة رفيعة وقصيرة دائرية الإجابة الصحيحة هي(مستقيمة وسميكة).غرفة سحابة الانتشار (أو غرفة ويلسون السحابية) هي جهاز يستخدم للكشف عن مسارات الجسيمات المشحونة. عندما يمر جسيم مشحون (مثل جسيم ألفا أو بيتا) عبر بخار فائق التشبع في الغرفة، فإنه يؤين جزيئات البخار على طول مساره. تعمل هذه الأيونات كنوى لتكثف البخار، مما يؤدي إلى تكون قطرات صغيرة مرئية تشكل مسارًا أو أثرًا للجسيم.خصائص مسارات جسيمات ألفا في غرفة السحابة:مستقيمة:نظرًا لكتلتها الكبيرة نسبيًا، لا تنحرف جسيمات ألفا بسهولة عند اصطدامها بجزيئات الهواء أو البخار، فتسير في خطوط مستقيمة إلى حد كبير.سميكة:جسيمات ألفا لها شحنة كبيرة (+2e) وقدرة عالية على التأيين. هذا يعني أنها تسبب تأينًا كثيفًا على طول مسارها، مما يؤدي إلى تكوين عدد كبير من قطرات البخار، فيظهر المسار سميكًا وواضحًا.قصيرة المدى:بسبب قدرتها العالية على التأيين، تفقد جسيمات ألفا طاقتها بسرعة في الوسط، وبالتالي يكون مداها (المسافة التي تقطعها قبل أن تتوقف) قصيرًا نسبيًا.الخيارات الأخرى:(متعرجة ورقيقة): هذه تصف مسارات جسيمات بيتا بشكل أفضل.(رفيعة وقصيرة): جسيمات ألفا مساراتها سميكة وليست رفيعة.(دائرية): المسارات الدائرية تحدث عادة للجسيمات المشحونة المتحركة في مجال مغناطيسي منتظم، وليس هذا هو الوصف العام لمسار ألفا في غرفة السحابة بدون مجال خارجي.للتفكير:كيف تختلف مسارات جسيمات بيتا عن مسارات جسيمات ألفا في غرفة السحابة؟ ولماذا؟(الوحدة التاسعة: النشاط الإشعاعي، والذرة النووية، الدرس 2-9: الكشف عن النشاط الإشعاعي، فقرة "غرفة السحابة"، صفحة 151، "تظهر جسيمات ألفا كمسارات مستقيمة وسميكة وقصيرة نسبياً.")