الوسم: النووي

على العموم
بما إني في صفحة الأحياء ..إذا أكيد هتكلم عن حاجة تخص الأحياء

و بما إني علي امتحان قريبا جدا
(بعد بكرة على ما أتذكر)
فإني أناشد جمع الطلبة و كل من يقرأ إنه لو عنده ملخص الفصل التامن بتاع الدي إن إيه
ينزله بليييييز في أقرب وقت
لأن فعلا محتاجاه و أبلاوتنا (الله يطول في عمرهم) بيمتحنونا في فصلين فصلين

حمض نووي

الحموض النووية هي التي تسبب الإختلاف بين البشر، من حيث: الشكل، و اللون. و قد تمكن قديما العالمان جيمس واطسون و فرنسين كريك في منتصف القرن الـ 20 من إكتشاف الشكل الأساسي للحمض النووي DNA، و الذي أدى إلى التعرف على الكثير من المعلومات حول كيفية تخزين و حفظ المعلومات الوراثية، و كيفية نقلها من جيل لاخر.

مكونات الحموض النووية
تتكون الكروموسومات في الخلايا الحية من مادتين أسايتين:

الحمض DNA، الذي يشكل المادة الوراثية، و مجموعة من البروتينات تعرف بالهوستونات، حيث يقوم شريط الـ DNA بالاتفاف حولها بشكل متكرر مشكلا النيوكليوسوم، فيؤدي إلى تكثيف المادة الوراثية مما يساعد على تخزينها في حيز صغير داخل أنوية الخلايا.
الحمض RNA، الذي يوجد منه أنواع متعددة، و يلعب كل من هذه الأنواع دورا أساسيا في ترجمة المادة الوراثية في جزيء DNA إلى بروتينات عدة، تقوم بأداء كافة الوظائف اللازمة لحياة الكائنات الحية.

التركيب الكيميائي للحموض النووية
تتكون الحموض النووية DNA و RNA من سلاسل من وحدات كيمائية تسمى بـ النيكلوتيدات، و يتكون كل نيوكلوتيد من ثلاث مكونات ئيسية:

جزيء سكر خماسي (رايبوز، أو رايبوز منقوص الأكسجين).
مجموعة من الفوسفات.
قاعدة نيتروجينية. و تتكون القواعد النيتروجينية من:
أ- بيورينات، و تشمل قاعدتين هما: أدنين A، غوانين G، و تتألف كل منها من حلقتين.
ب- بيرمدينات، و تشتمل على ثلاث قواعد: ثايمين T، سايتوسين C، و يوراسيل U، و يتألف كل منها على حلقة واحدة.
و يختلف تركيب النيوكليوتيدات بعضها عن بعض بناء على نوع القاعدة النيتروجينية الموجودة فيها، و جزيء السكر.

الحمض النووي DNA
مقالة رئيسية: DNA
DNA، هو اختصار لـ (الحمض النووي الرايبوزي منقوص الأكسجين). و يتألف من سلسلتين من النيوكليوتيدات تلتفان حول بعضهما بشكل حلزوني، و يلاحظ أن القاعدة النيتروجينية أدنين A تكون في أحد السلاسل تكون متقابلة مع القاعدة النيتروجينية ثايمين T في السلسلة الثانية، و ترتبط معها برابطتين من الروابط الهيدروجينية بينما تكون القاعدة النيتروجينية غوانين G متقابلة كع القاعدة النيتروجينية سايتوسين C و ترتبط معها 3 روابط هيدروجينية.

و القاعدة النيتروجينية يوراسيل U، لا تدخل في تركيب DNA.

و تتكون سلسلة الحمض النووي DNA من ارتباط مجموعة من الفوسفات في كل نيوكليوتيد مع سكر الرايبوز منقوص الاكسجين في النيوكليوتيد. و تشكل سلسلة القواعد النيتروجينية في جزيء DNA مخزون المعلومات الوراثية، و يسمى ترتيبها بالشيفرة الوراثية التي تميز الكائنات الحية عن بعضها.

الحمض النووي RNA
مقالة رئيسية: RNA
تعني RNA، الحمض النووي الرايبوزي، و يتألف من سلسلة واحد فقط من النيوكليوتيدات التي ترتبط بعضها مع بعض بنفس الطريقة التي يرتبط بها جزيء DNA، و لكنه يختلف عن جزيء DNA في إحتوائه على القاعدة النيتروجينية يوراسيل U، بدلا من احتوائه على الثيامين T.

توجد ثلاث أنواع من الحمض النووي RNA داخل الخلايا و هي:

mRNA أو RNA الرسول، و يقوم بنقل الشيفرة الوراثية من الجينات في النواة إلى الرايبوسومات، ليتم تصنيع البروتينات المختلفة داخل السيتوبلازم.
tRNA أو RNA الناقل، و يقوم بنقل الحموض الامينية في السيتوسول إلى الرايبوسومات لإستخدامها في عملية بناء البروتينات.
rRNA أو الرايبوسومي، يستخدم في إنتاج الرايبوسومات في النوية داخل نواة الخلية.

الفرق بين DNA و RNA
الحمض النووي DNA الحمض النووي RNA
يتكون من سكر رايبوزي منقوص الأكسجين يتكون من سكر رايبوزي غير منقوص الأكسجين
لا يحتوي على القاعدة النيتروجينية اليوراسيل يحتوي على القاعدة النيتروجينية اليوراسيل
يتكون من سلسلتين يتكون من سلسلة واحدة فقط

آلية تضاعف الحمض النووي DNA
إن مقدرة الخلايا الحية في الحفاظ على درجة عالية من الدقة في الإستمرار في وظائفها من جيلا لآخر تعتمد على قدرتها على مضاعفة المعلومات الوراثية المخزونة في جزيء الـ DNA، المكون للكروموسوم، و يكون ذلك في الطور البيني قبيل عملية الانقسام و إنتاج خلايا جديدة.

الشروط الواجب توافرها حتى يتضاعف جزيء DNA
جزيء DNA الذي تلتزم مضاعفته ليتم إنتاج جزيئات DNA جديدة تحمل نفس المعلومات الوراثية.
كميات كافية من النيوكليوتيدات الأربعة المختلفة التي تدخل في تركيبة (A, G, C, T).
إنزيم التضاعف (إنزيم بلمرة DNA)، إضافة إلى بعض الإنزيمات و البروتينات الأخرى اللازمة لإتمام العملية.

خطوات عملية التضاعف
تنفصل سلسلتا جزيء DNA بعضها عن بعض بشكل تدريجي، نتيجة تكسّر الروابط الهيدروجينية التي تربط القواعد النيتروجينية ببعضها، فتتحول إلى سلاسل أحادية بدءا من نقطة محددة، و ينشطر بشكل طولي حتى نهاية السلسلة.
يرتبط إنزيم التضاعف بالسلسلة الأحادية، و يقوم بوضع النيوكليوتيدات – الموجودة في السائل النووي – الواحدة تلو الأخرى بشكل متمم حسب ترتيب القواعد النيتروجينية الموجودة في سلسلة جزيء DNA الذي يتم تضاعفه بحيث يتم وضع نيوكليوتيد T مقابل نيوكليوتيد A، و نيوكليوتيد G مقابل نيوكليوتيد C، و تستمر هذه العملية بتحرك إنزيم التضاعف من نقطة البدأ حتى نهاية السلسلة.
تتم عمليتي تضاعف سلسلتي جزيء DNA في وقت واحد و بنفس السرعة، فينج من هذه العملية جزيئان كاملان من DNA، يحتوي كل منهما على سلسلة قديمة و أخرى جديدة.
بعد الانتهاء من هذه العملية تقوم بروتينات الهستونات الأصلية و الجديدة بالارتباط جميعها بجزيئي DNA، لتكوين الكروموسومات و تكثيفها داخل النواة.
ملف:خطوات عملية التضاعف في DNA.PNG

الطفرة الوراثية
يؤدي حدوث أي خطأ في ترتيب أو تسلسل القواعد النيتروجينية في جزيء DNA إلى تغيير المعلومات الوراثية، فينتج عن ذلك بما يسمى بالطفرة، كما يؤدي هذا التغير في الخلايا الجسدية إلى خلل لدى الفرد الذي حدث له ذلك التغيير، و في حالة حصول الطفرة الوراثية في الخلايا الجنسية يصبح بالامكان نقل هذه الطفرة من جيل لاخر، و ذلك يؤدي إلى ظهور الامراض الوراثية.

عوامل حدوث الطفرة الوراثية
عوامل داخلية: أثناء عملية التضاعف يقوم إنزيم التضاعف بوضع النيوكليوتيدات في غير موضعها الصحيح، و تنتج الطفرة عند عدم قدرة الخلايا على إصلاح كافة الأخطاء الناتجة عن ذلك.
عوامل خارجية: كالإشعاعات المختلفة، و بعض المواد الكيميائية، أو بعض أنواع الفيروسات التي تؤدي إلى إحداث تغيير في تركيب القواعد النيتروجينية لجزيء DNA.
و تكمن خطورة هذه الطفرات عند حصولها قي الجينات الموجودة على الكروموسومات، مما يؤدي إلى التأثير على عملها أو إيقاف عملها بشكل تام، فيسبب ذلك حدوث الإختلال في الوظائف المتربطة بهذه الجينات و ظهور لعديد من الأمراض.

الاشعاع النووي

المـــقدمة
يتعرض الإنسان يومياً ومنذ نشوء الحياة على الأرض إلى مختلف أنواع الإشعاعات الطبيعية التي تتصف بكونها ذات شدة ضعيفة ولا تشكل أي خطر على صحة الإنسان ، وقد لوحظ قديماً إصابة عمال مناجم الكوبالت بسرطان الرئة ولم يكن احد يدرك حينها أن سبب ذلك يعود إلى استنشاقهم غاز الرادون المشع الذي ينتج عم وجود الراديوم في تلك المناجم . وبعد اكتشاف الأشعة السينية واكتشاف النشاط الإشعاعي الطبيعي ازداد عدد العاملين في البحوث والدراسات التي تستخدم فيها الإشعاعات النووية وقد لوحظ إن ذاك إن التعرض للأشعة السينية يسبب سقوط الشعر واحمرار الجلد وظهور انتفاخات نتيجة تجمع سوائل الجسم في مناطق معينة . كما تم بعد ذلك تشخيص عدد كبير من الإشعاعات السرطانية عند الأشخاص المتخصصين والعاملين في المجالات التي تستخدم فيها النظائر المشعة ، وكانت نسبة المصابين بكريات الدم الحمراء والبيضاء بينهم عالية لقد أتضح فيما بعد بشكل قاطع أن سبب تلك الأمراض السرطانية يعود إلى تأثيرات الإشعاع . وعلى اثر ذلك بدأ الإنسان بالتفتيش عن وسائل للوقاية من الآثار الخطرة الإشعاع النووي واهتدى إلى صنع كاشفات يستطيع بواسطتها تحديد مناطق الإشعاع وقياس كمية النشاط الإشعاعي للمواد وتجنب كل ما من شأنه أن يعرض حياته وصحته للخطر .

مخاطر الإشعاع النووي :
لقد بات من المؤكـد اليوم بان التعرض للإشعاع النووي يسـبب ظهـور أمراض سرطانية متنوعة . وتستند معظم المعلومات المستقاة عن تأثير الإشعاع النـووي علـى الإنسان من دراسـة الحالات التي يتعرض فيها بغض الأشخاص إلى جرعة إشعاعية عالية ومن خلال دراسة نتائج التفجيرات النووية التي حدثت أثناء الحرب العالمية الثانية في مدينتي هيروشيما وناكازاكي ، إضافة إلى التجارب التي تجرى على الحيوانات .
فماذا يحدث عند تعرض مجموعة من الأشخاص إلى جرعة من الإشعاع النووي ؟ . ان تأثير ذلك يختلف حسب مقدار الجرعة الشعاعية والفترة الزمنية للتعرض واختلاف الأشخاص ، فإذا كانت الجرعة الإشعاعية قليلة فان ذلك لا يسبب ظهور أي حالة مرضية واضحة ، إلا أن زيادة الجرعة الإشعاعية إلى حد أعلى قليلا من الحد المسموح به تجعل بعض الأشخاص يشعرون بالتقيؤ خلال الساعات الأولى من تعرضهم وكذلك يشعرون بالتعب وفقدان الشهية وارتفاع درجة الحرارة ، إضافة إلى تغيير ملحوظ في دمائهم . أما إذا كانت الجرعة عالية فان جميع الأشخاص يشعرون بالتقيؤ مع تغيير عدد كريات الدم الحمراء وخلال فترة قصيرة يتوفى عدد كبير منهم وتكثر نسبة الوفيات في حالة عدم توفر المعالجة الطبية . يمكن تقسيم المخاطر الناتجة من تعرض الإنسان للإشعاع كما يلي:
أولا : مخاطر جسدية وتشمل التأثيرات والأمراض التالية :
1- السرطان :
ان تعرض الإنسان للاشعاع النووي قد يسبب لها الإصابة بمختلف انواع الامراض السرطانية ويعتمد ذلك على مقدار الجرعة الشعاعية والمنطقة التي تتعرض للاشعاع .
وقد اشارت الدراسات التي اجريت في مدينتي هيروشيما وناكازاكي إلى ان نسبة الإصابة بمرض سرطان الدم المعروف باسم اللوكيميا أعلى منة في بقية المدن اليابانية الاخرى ، وان الاشخاص اللذين كانوا اقرب إلى منطقة الانفجار كانت إصابتهم أعلى من نسبة إصابة الآخرين اللذين كانوا على مسافة ابعد . كما ثبت إن تعرض الإنسان إلى الإصابة بسرطان الغدة الدرقية ألذي يصيب الأطفال والأشخاص غير البالغين بنسبة أعلى من البالغين عند تعرضهم إلى الجرعة الإشعاعية نفسها . وفي احد معامل الساعات لوحظ ظهور مرض سرطان العظام بين العمال والعاملات اللذين كانوا يستخدمون عنصر الراديوم لصبغ عقارب الساعات ، اذ كانوا يستعملون لهذا الغرض فرشاة خاصة يضعونها بين الفينة والاخرى في افواههم لتدبيبها . هذا بالإضافة إلى ظهور امراض خبيثة اخرى بين الاشخاص اللذين تعرضوا إلى جرعات اشعاعية مثل سرطان البنكرياس والمعدة والرئة والقولون والبلعوم .
2- عتمة عدسة العين :
تعتبر عدسة العين من المناطق الحساسة جداً للاشعاع النووي بشكل عام والنيوترونات بشكل خاص وان جرعة اشعاعية من النيوترونات النيوترونات تتراوح بين 20 إلى 50 راد كافية لإصابة عدسة العين بالعتمة التي هي عبارة عن حدوث تلف دائم في عدسة العين قد يؤدي إلى فقدان القدرة على الابصار . اما في حالة تعرض العين اشعة گاما فان الجرعة اللازمة لإصابة عدسة العين بالعتمة تكون اكبر مما هي عليه في حالة النيوترونات ولا تقل عن 200 راد .
3 – العقم :
هناك من الأدلة ما يشير إلى ان تعرض الأعضاء التناسلية إلى جرعات معينة من الإشعاع يؤدي إلى اصابة الإنسان بالعقم . ويصاب بالعقم كل من الرجال والنساء على حد سواء عند تعرضهم إلى جرعات اشعاعية عالية . وقد يكون العقم وقتياً او يكون دائمياً حسب مقدار الجرعة الإشعاعية .
4- الوفاة قبل الأوان :
ان التعرض إلى جرعات اشعاعية واطئة لا تشكل بمفردها تأثيرا كبيراً على صحة الإنسان الا ان التعرض إلى تلك الجرعات الواطئة لفترة طويلة وعلى مدى سنوات تضعف مناعة الجسم ضد الامراض الاخرى وتقود إلى الوفات . وقد اجريت احصائية بين الاطباء العاملين في حقل الإشعاع حيث وجد ان معدل الوفيات لدى اطباء الاشعة ليس بسبب الإصابة بأي نوع من انواع السرطان وانما لاسباب اخرى منها امراض الكلية والاوعية الدموية وضغط الدم و امراض الكبد وغيرها .

ثانياً : المخاطر الوراثية :
تعتبر الإشعاعات المؤينة إحدى العوامل المهمة المساعدة لإحداث الطفرة الوراثية وهي من الظواهر الخطرة التي يجب تقليل احتمالية حدوثها إلى ادنى حد ممكن ذلك لان الإشعاع يعمل على احداث انحرافات في الكروموسومات ينتج عنها تشويهات ولادية وارتفاع نسبة الاجهاض عند الحوامل ونسبة وفيات المواليد اضافة إلى ولادة اطفال مصابين بنقص عقلي . وقد يتاخر ظهور الطفرة الوراثية إلى فترة طويلة لتظهر في اجيال لاحقة وهذا الامر يجعل تقصي الطفرة الوراثية عند الإنسان الناتجة من جراء تعرضه للاشعاع صعبة جداً . لان الطفرة الوراثية قد تحدث بتاثير العقاقير او بعض المواد الكيميائية مما يجعل عملية الربط بين تاثير الإشعاع والطفرة الوراثية متداخلة مع عوامل اخرى لا يمكن فرز تاثيرها . ويعتقد ان احتمال حدوث الطفرة عند الرجال يهي اعلى منها عند النساء في حالة التعرض إلى جرعات اشعاعية واطئة ويزداد احتمال حدوث الطفرة الوراثية بزيادة الجرعة الإشعاعية ، كما يعتقد بوجود علاقة بين انخفاض المواليد الذكور وبين التعرض إلى الإشعاع . وتبين الاحصائيات ان تعرض النساء إلى الإشعاع يؤدي إلى انخفاض نسبة المواليد الذكور وان مقدار هذا الانخفاض يتناسب مع زيادة الجرعة الشعاعية وكذلك الامر في حالة تعرض الذكور إلى الإشعاع وان كان غير واضح كما هي عليه الحالة في النساء .

طرق الوقاية من الإشعاع :
لقد لاحظنا ان التاثيرات التي يسببها الإشعاع كثيرة ومتشعبة ، ولهذا يجب التاكيد على اهمية الوقاية والتعامل مع مصادر الإشعاع المختلفة بيقضة وحذر كبيرين ووفق شروط خاصة تضمن سلامة الناس العاملين في مجال الإشعاع . وقد مر بنا ان جسيمات الفا ذات مدى قصير ولا تستطيع اختراق حتى السطح الخارجي للجسم ولذلك يبقى خطرها محدوداً ما لم تؤخذ عن طريق الفم او التنفس او عن طريق الدم ، وهذه الحالة تشكل خطراً كبيرا على سلامة الفرد . ولهذا يجب التعامل مع مصادر جسيمات الفا بمنتهى التاني والحذر . وبالرغم من ان الضرر الحيوي الذي تسببه جسيمات بيتا اقل من جسيمات الفا ، الا ان قابليتها على الاختراق والنفاذ من خلال المواد اكبر ، ومع ذلك فان طبقة قليلة من البلاستك سمكها لا يتجاوز 5 ملم كافية لحجزها واتقاء خطر التعرض الخارجي لها . واكثر انواع الإشعاعات المؤينة قابلية على الاختراق والنفاذ هي اشعة گاما التي تستطيع اختراق سمك من الرصاص والفولاذ لا بأس به ، ولهذا يجب اختيار نوع المادة ومقدار السمك اللازم منها لاتقاد خطر التعرض لأشعة گاما عند خزن المصادر المشعة . وعلى أساس ما تقدم يجب اتخاذ التدابير والإجراءات الوقائية التالية عند التعامل مع مصادر الإشعاع :
1- عند وجود أجهزة تطلق إشعاعات مؤينة مثل أجهزة الأشعة السينية والمعجلات المختلفة والمولدات فان ابواب وجدران الغرف والقاعات التي تحتويها يجب ان تتوفر فيها الشروط والمواصفات الخاصة بالوقاية من الإشعاع وفي حالة حصول خلل او تلف في احد الأجهزة يجب إخلاء المكان فوراً وان تتخذ الإجراءات الوقائية كافة للحد من انتشار التلوث الإشعاعي في حالة حصوله ، وإخضاع جميع العاملين للفحص الطبي ، ثم ازالة التلوث الإشعاعي بشكل عام .
2- التأني في العمل عند التعامل مع المواد السائلة والغازية وعدم استعمال ماصات الفم لسحب المواد السائلة والامتناع عن مسكها او لمسها واستعمال الماسكات الخاصة بذلك وارتداء الملابس الواقية والإقلاع عن التدخين وتناول المأكولات والمشروبات في ألاماكن التي تتواجد فيها مثل تلك المصادر المشعة ، وفي حالة تصاعد غازات وأبخرة يجب استعمال الكمامات وأجهزة التنفس الخاصة والاهتمام بنضافة ملابس العمل واستبدالها بشكل دوري .
3- يجب خزن المواد في حاويات خاصة بحيث يكون سمكها والمادة المصنوعة منها لا تسمح للاشعاع باختراقها ، كما يجب حفظ النفايات المشعة السائلة والصلبة في أماكن خاصة وردمها في مقابر خاصة لهذا الغرض .
4- عدم ترك مصادر الإشعاع مفتوحة بعد الانتهاء من العمل بها وخاصة تلك المواد التي تطلق غازات مشعة وانما يجب غلقها جيداً لتفادي استنشاق الغازات المنبعثة منها وان يتم فتحها في اماكن جيدة التهوية .
5- استعمال اجهزة تحديد وقياس مستوى الإشعاع عند الدخول إلى الاماكن التي توجد فيها المصادر المشعة كما يجب استخدام الاشارات التحذيرية لتحديد المناطق الملوثة ومستوى الإشعاع فيها لتجنيب الاخرين خطر التعرض لها .
استخدامات النظائر المشعة في التطبيقات المختلفة :
أولا : استخدامات النظائر المشعة في الزراعة والبايولوجي :
1- السيطرة على الحشرات الضارة :
تحلق بعض الحشرات إضرار جسيمة بالمحصول الزراعي وتقدر الخسائر نتيجة لذلك بحوالي 10% من الانتاج الكلي وهذا ما يعادل بليون دونم من الاراضي الزراعية ، ولتلافي تلك الخسارة استخدم الإنسان مختلف انواع المبيدات الكيميائية للقضاء على تلك الحشرات . وقد اتضح فيما بعد ان لهذه الطريقة كثيراً من المساوي ، فاستخدام المبيدات يقضي على عدد كبير من الحشرات النافعة ، اضافة إلى انها تشكل خطراً على الصحة العامة والثروة الحيوانية والزراعية لتراكم تلك السموم في النباتات والمحاصيل لزراعية ولحوم الحيوانات ومنتجاتها من الحليب ومشتقاته ، مما دفع ببعض الجمعيات العلمية والمنظمات الخاصة بحماية البيئة إلى التنبيه إلى خطر استعمال انواع معينـة من المبيدات وقد أصدرت وزارة الصحة في قطرنا حظراً على استعمال مبيد الـ ( د.د.ت ) والاقتصار على استعمال المبيدات ذات الفعالية القصيرة العمر .
لقد اهتدى العلماء مؤخراً على استعمال فكرة تعقيم ذكور الحشرات الضارة ،بتعريضها إلى جرعات معينة من الإشعاع النووي كافية لاصابتها بالتعقيم ، وعند اطلاقها تبدأ الذكور العقيمة بمنافسة الذكور الأخرى للفوز بالإناث وهذا يؤدي بالنتيجة إلى تقليل من نسبة عدد البيوض المخصبة وبالتالي يقل من عدد الحشرات المتولدة ولايفوتنا أن نذكر ان الجرعة الإشعاعية تسبب عقم الذكر فقط وليس فقدان حيويته على التزاوج ، لقد تم اجراء العديد من التجارب بنجاح لمكافحة الحشرات الضارة بالإنتاج الزراعي والحيواني مثل مكافحة ذبابة البحر الأبيض المتوسط وذبابة الزيتون وذبابة الدودة الحلزونية التي تضع بيوضها في الجروح وأثناء تطورها إلى يرقات تسبب تقيحات ومضاعفات ثانوية تؤدي إلى هلاك الماشية .

2- حفظ الاغذية :
ترتكز طريقة خزن الخضروات والمواد الغذائية على استخدام بعض المواد الكيمياوية التي تمنع التفسخ او استخدام درجات الحرارة الواطئة وقد وجد ان بعض انواع المواد الكيميائية المستخدمة في هذا المجال لها اضرار على صحة الإنسان ، كما ان استخدام درجات الحرارة الواطئة يتلاءم احياناً مع حفظ انواع معينة من المواد الغذائية ، فالبطاطا على سبيل المثال تكتسب عند درجات الحرارة الواطئة طعماً غير مرغوب فيه وان خزنها دون تبريد يسبب الانبات لبراعمها ، ولتلافي ذلك يتم تعرض كميات منها إلى جرعات محددة من أشعة گاما ثم حفظها في اماكن خزن عادية دون تبريد وقد اثبتت تلك التجربة نجاحاً كبيراً في الحفاظ على البطاطا بحالة جيدة حتى الموسم اللاحق ، كما اثبتت البحوث ان البطاطا المعاملة بالإشعاع يمكن استهلاكها دون خطر على الإنسان . تقدر نسبة الخسائر من طفيليات الحبوب بحوالي 5 % من الانتاج العالمي وان نصف تلك الخسائر ناجمة عن الحشرات كحشرة سوس القمح وسوس الحبوب وحشرة عث التين والتي تسبب تلف التمور المخزونة ، وللحفاظ على تلك المحاصيل يتم تعرضها إلى جرعات معينة من اشعة گاما للقضاء على الحشرات في مختلف اطوار نموها . وقد استخدمت طريقة تعريض التمور إلى جرعات اشعاعية لتعقيمها والحفاظ عليها في قطرنا العزيز واسفرت عن نتائج طيبة ، حيث يتم تعريض التمور العراقية إلى جرعات من اشعة گاما أقل من 100 ( كيلو راد ) وهي كافية لقتل الحشرات الموجودة في التمور دون التأثير على طعمها او رائحتها او على قيمتها الغذائية .
3- تحديد حاجة النبات من الغذاء
تستعمل الاسمدة الكيميائية من اجل زيادة خصوبة التربة وتحسين الانتاج الزراعي كماً ونوعاً وتساعد معرفة نوع السماد المناسب لنبات معين والفترة الزمنية اللازمة لاضافة السماد إلى التربة على تحقيق افضل النتائج التي تنعكس على زيادة الانتاج وتحسين النوعية اضافة إلى اختزال التكاليف والاكتفاء بكميات اقتصادية من الاسمدة وتقدير كميات الماء التي يحتاجها النبات بشكل دقيق ، وتستخدم النظائر المشعة في هذا المجال لتتبع حركة المواد الغذائية التي يمتصها النبات ، حيث يضاف احد النظائر المشعة مثل نظير الفسفور P32 إلى التربة مع الاسمدة وبعد امتصاص النبات للمواد الغذائية تدرس حركة النظير المشع في اجزاءه المختلفة ، بواسطة المسح الشعاعي لكل اجزاء النبات ومن خلال ذلك يمكن التعرف على مقدار المواد الغذائية التي امتصها النبات وتركيز تلك المواد الغذائية التي امتصها النبات وتركيز تلك المواد في الاجزاء المختلفة له وعلى ضوء تكامل تلك المعلومات يمكن زيادة كفاءة عملية التسميد ، ولتقدير كمية الإشعاع في اجزاء النبات المختلفة تستعمل كاشفات اشعة گاما مثل عداد گايگر والعداد الوميضي ، إضافة إلى طريقة التصوير الشعاعي باستعمال مستحلبات فوتوغرافية خاصة.
4- استخدام النظائر المشعة في البحوث البايلوجية :
ان اكثر النظائر المشعة استخداماً في هذا المجال هي نظائر العناصر التي تلعب دوراً اساسياً في عملية بناء البروتوبلازم والعناصر التي تتألف منها الخلايا وهي تشمل الكاربون والهيدروجين والكبريت والفوسفور . ولسوء الحظ فان كلا النيتروجين والاوكسجين اللذين يشكلان اهم العناصر في تركيب الخلية لايمتلكان نظائر مشعة ذات عمر نصفي مناسب يمكن الاستفادة منه في هذا المجال . وهناك وهناك نظائر اخرى اقل استعمالاً في البحوث البايلوجية مثل الكالسيوم واليود والبوتاسيوم والصوديوم والحديد والراديوم . ان معظم المصادر المشعة السابقة الذكر هي من باعثات جسيمات بيتا والقسم الاخر من باعثات اشعة گاما إضافة لجسيمات بيتا ويستفاد من تتبع حركة النظائر المشعة في اجسام الحيوانات واجزاء النبات في معرفة تسلسل التفاعلات الكيميائية في الخلية الحية وكيفية تفاعل الإشعاع مع عناصر الخلية ودراسة نواتج انحلال النظائر واثاره على الخلية ومكوناتها . لقد تم اجراء تجربة لدراسة اهمية الجزيئات المحتوية على الفوسفور في بقاء وتوليد خلايا الفايروسات إضافة إلى حجوم تلك الجزيئات وتنظيماتها المختلفة حيث تم تنمية هذه الفايروسات في الفوسفات المحتوية على الفسفور 32 ، مما يساعد على دمج هذا النظير في مادتها الحية ، وعند خزن الفايروسات وايقاف نموها ظهر ان انحلال النظير كان مؤثراً جداً في إضعاف الفايروسات . كما اجريت تجارب مماثلة على خلايا الاميبا ودرست التأثيرات المميتة للاشعاع ليس على الخلايا المخزونة نفسها بل على اجيالها الوراثية ، ومن خلال هذه التجارب وضعت تفسيرات تتعلق بتنضيمات المواد الجينية ( الوراثية ) وتحولاتها . اما في الدراسات المتعلقة بالحيوان فقد استعملت النظائر المشعة في إجراء تجارب تتعلق بصحة وتغذية الحيوانات وتكاثرها ، وقد وجد ان نقص بعض العناصر في الحيوانات يؤثر على بعض الفعاليات فيها ، فمثلاً نقصان عنصر الخارصين في غذاء الماشية يؤثر على انتاجها للحليب ، ونقصان الحديد في غذاء الخنازير يؤثر على انتظام نموها ، ونقصان النحاس يؤثر على قابلية التكاثر للجرذان والابقار .
5- استخدام الإشعاع في تحسين النبات :
لقد وجد ان تعريض بذور المحاصيل الحقلية كالحنطة والشعير والرز والسمسم وغيرها ، إلى جرعات معينة من الإشعاع يؤثر على صفاتها الوراثية ويولد اجيالاً جديدة من النباتات ، ويتم تحديد مقدار الجرعة الإشعاعية اللازمة لاحداث طفرة وراثية حسب نوع البذور ، فالجرعة الشعاعية اللازمة لاحداث طفرة وراثية في بذور الكتان مثلاً تكون قاتلة لجين بذور الشعير وهكذا بالنسبة لبذور المحاصيل الاخرى وبعد زرع البذور المعاملة بالإشعاع تجرى عملية مراقبة صفات النبات الجديد وعزل النباتات التي تمتلك الصفات المرغوبة وزراعة بذورها لاجيال عديدة للتأكد من حقيقة الطفرة الوراثية ، فقد تختفي بعض الطفرات ويعود النبات إلى صفاته الاصلية . اما النباتات التي لم يحصل في صفاتها الوراثية تغير فتهمل . وقد تم احداث طفرة وراثية في نبات الحنطة يتصف بقصر سيقانه وغزارة انتاجه كما تم الحصول على انواع جديدة من الشعير وفول الصويا إضافة إلى نوع من الرز يختلف عن الانواع السابقة بكونه مبكراً في النضج بحوالي 60 يوماً عن النوع الاصلي . في بلدنا العراق استعملت اشعة گاما لاحداث طفرات وراثية في عدد من المحاصيل الحقلية كالحنطة والشعير والسمسم والكتان وتم الحصول على انواع جديدة ذات مردود إقتصادي وما زالت البحوث جارية لانتاج طفرات وراثية اخرى في مختلف انواع البذور ، وذلك في معاهد البحوث العلمية العراقية المختلفة .

ثانياً :استخدام الإشعاع في الطـــب :
لقد وجدت النظائر والإشعاع في غضون السنوات الاخيرة مجالاً تطبيقياً رحباً في الطب من اجل تشخيص ومعالجة الكثير من الامراض ودراسة العمليات الحيوية عند الإنسان والحيوان وتعتبر نظائر الكوبالت والفوسفور واليود والذهب والصوديوم والسيزيوم هي الاكثر استخداما ، ويمكن تقسيم استخدامات النظائر المشعة في الطب للأغراض التالية :
1- تستخدم النظائر المشعة في التشخيص الطبي والكشف عن مختلف انواع الامراض والأورام السرطانية .
2- أغراض علاجية ، كعمل تغيرات بايلوجية في الأنسجة كما يحدث عند معالجة الأورام الخبيثة وقتل الأنسجة المصابة بالمرض
3- اقتفاء حركة المادة المشعة داخل جسم الإنسان وتحديد الحالة الوظيفية للغدد ودراسة العمليات الحيوية لمختلف انواع الخلايا .
4- تعقيم المواد والأدوات الطبية .

ثالثاً : استخدام مصادر الإشعاع في التشخيص الطبي
تتصف بعض المواد الكيميائية عند اعطائها للإنسان عن طريق الفم او الوريد بكونها تتركز في مناطق معينة من الجسم كالغدة الدرقية والكبد والعظام والكليتين والدماغ ويستفاد من هذه الخاصية في مجال التشخيص الطبي . اذ يتم مزج تلك المواد مع نظير التكنيشيوم TC m99 وبذلك تكون المواد معلمة بمادة مشعة يمكن متابعتها وتصويرها عند تركيزها في عضو من أعضاء الجسم . ان توزيع المادة المشعة في عضو سليم من الأعضاء يجب ان يكون متجانساً ، اما العضو المصاب بالمرض فيكون توزيع المادة المشعة فيه غير متجانساً ، اذ يكون تركيزها في منطقة الورم اكثر من بقية المناطق الاخرى ويمكن معرفة من خلال الصورة الفوتوغرافية التي يتم الحصول عليها بواسطة كاميرات اشعة گاما .

رابعاً : استخدام النــظائر المشعة في العلاج الطبي
تستخدم النظائر المشعة بشكل واسع في معالجة الاورام الخبيثة ، حيث يمكن القضاء على بعض انواع الاورام السرطانية بتعرض منطقة الورم إلى جرعات اشعاعية محسوبة بدقة وتختلف الجرعة الإشعاعية حسب نوع الورم ونوع الإشعاع المستعمل في العلاج ، اذ ان الانسجة المريضة تختلف في حساسيتها من نسيج لآخر . تتطلب معالجة الاورام السرطانية تحديداً دقيقاً لمنطقة الورم ، لتجنب تعرض مساحة كبيرة من الجسم للاشعة المستخدمة في العلاج وتعريض اقل مايمكن من الانسجة الحية المجاورة وغير المصابة بالمرض ولهذا تستعمل حزمة ضيقة جداً من الإشعاع ، إضافة إلى مواد كيميائية خاصة لزيادة حساسية الانسجة السرطانية لامتصاص الإشعاع . وعند تعرض الخلية إلى جرعة من اشعة گاما على سبيل المثال ، فأن هذه الأشعة تسبب تأين الماء الموجود في الخلية مكونة جذوراً كيميائية تتفاعل مع الحوامض النووية وتؤدي إلى تكسرها وبالتالي تغير تركيب محتويات الخلية ، حيث ينتج عن ذلك عجزها وعدم قدرتها على الانقسام لتوليد خلايا جديدة . ويعتبر نظير الكوبالت Co60 من اهم النظائر المستخدمة في معالجة الاورام السرطانية ، إضافة إلى نظيري الذهب Au198 واليود I131 اللذين يستخدمان في معالجة سرطان البروستات والغدة الدرقية وإيقاف نمو الانسجة السرطانية في التجاويف الداخلية . ولا يقتصر معالجة الاورام على استخدام اشعة گاما وانما يتعدى ذلك إلى استعمال الالكترونات والبروتونات والنيترونات التي يتم الحصول عليها من المعجلات النووية المختلفة .

خامساً : استخدام الإشعاع في تعقيم المواد والادوات الطبية
تتطلب المواد والادوات الطبية درجة عالية جداً من التعقيم ، وقد كانت عملية تعقيم تلك المواد تعتمد بالدرجة الاساس على استعمال المواد الكيميائية او درجات الحرارة العالية ، وتكون الكلفة الاقتصادية لهذه الطرق عالية نسبياً ولتخفيض الكلفة الاقتصادية والحصول على درجات عالية جداً من التعقيم ، استعيض عن تلك الطرق بطريقة حديثة تعرض فيها المواد والادوات المراد تعقيمها إلى جرعات عالية من اشعة گاما تتراوح بين 4 × 105 كيوري و 106 كيوري وهي كما نلاحظ جرعات عالية جداً كافية لقتل كل انواع البكتريا والجراثيم التي يمكن ان تكون موجودة في تلك المواد .

سادساً : استخدام مصادر الإشعاع في مجال الصناعة
يمكن تصنيف استخدامات مصادر الإشعاع في التطبيقات الصناعية إلى أربعة اغراض الاقتفاء الشعاعي والتصوير الشعاعي والسيطرة ومعالجة بعض المنتوجات .
الخــاتمـة :
إن الاستعمالات النووية إذا استغلت للأغراض السلمية ويتم تسخيرها لخدمة الإنسان فان فيها من الاستخدامات الكثيرة فقد تستعمل في إنتاج الطاقة وفي مجال المعالجات السرطانية وحفظ الأغذية والبحوث الزراعية والبايولوجية وفي مجال الصناعة ، لكن يبقى الإنسان المتمرد يبحث عن طرق وأساليب تؤدي الى الهيمنة والتسلط فيلاحظ إن دول العالم الاستعمارية وفي مقدمتها الولايات المتحدة الأمريكية وبريطانيا وفرنسا وروسيا قامت بتسخير الطاقة النووية إلى إنتاج سلاح نووي يؤدي إلى قتل وتدمير ولاحظنا في تأريخنا الحديث كيف قامت الولايات المتحدة الأمريكية بضرب اليابان بالسلاح النووي وتدميرها واحتلالها .
لذا فإني تناولت هذا الموضوع وأنا أتمنى أن يتوجه العالم إلى استعمال الطاقة النووية في خدمة الإنسان وليس لقتله .

– الطاقة النووية :
– الطاقةالذرية :
– إنتاج الطاقة النووية

– فوائد الطاقة النووية :
– أضرار النووية :
– استخدامات الطاقة النووية :
– حوادث الطاقة النووية :
– مستقبل الطاقة النووية :

الموضوع : بحث معمق : التفجير النووي – إنتاج الطاقة النووية – الطاقة الذرية – حوادث الطاقة النووية

الطاقة النووية أو الطاقة الذرية هي الطاقة التي تتحرر عندما تتحول ذرات عنصر كيمائي إلى ذرات عنصر أخر، ( الذرات هي اصغر الجسيمات التي يمكن ان يتفتت إليها أي شيء كان .(

وعندما تنفلق ذرات عنصر ثقيل إلى ذرات عنصرين اخف، فان التحول يسمى "انشطارا نوويا " ويمكن ان يكون التحول " اندماجا نوويا " عندما تتحدد أجزاء ذرتين
يعول على الطاقة النووية أن تصبح أعظم مصادر الطاقة في العالم بالنسبة للإضاءة والتسخين وتشغيل المصانع وتسيير السفن وغير ذلك من الاستخدامات التي لا حصر لها. من ناحية اخرى، يخاف بعض الناس الطاقة النووية لأنها تستخدم أيضا في صنع أعظم القنابل والأسلحة فظاعة وتدميرا في تاريخ العالم. كما ان بعض نواتج عمليه الانشطار تكون سامه للغاية.

إنتاج الطاقة النووية
اليورانيوم والبلوتونيوم هما العنصران المستخدمان في إنتاج الطاقة بواسطة الانشطار النووي. كل ذرة من ذرات اليورانيوم أو البوتونيوم ( أو أي عنصر آخر ) لها "نواة " عند مركزها تتكون من " بروتونات " و " نيوترونات ".

الانشطار النووي:
عندما يتصادم نيوترون سائب مع ذرة يورانيوم أو بلوتونيوم فان نواة الذرة " تأسر " النيوترون.
عندئذ تنفلق النواة إلى جزئين، مطلقه كميه هائلة من الطاقة كما أنها تحرر نيوترونين أو ثلاثة تتصادم هذه النيوترونات مع ذرات اخرى ويحدث نفس الانشطار في كل مره، وهو ما يسمى بالتفاعل المتسلسل.
ملايين الملايين من الانشطارات يمكن ان تحدث في جزء من المليون من الثانية. وهذا هو ما يحدث عندما تنفجر قنبلة ذرية وعندما تنتج الطاقة النووية للأغراض السلمية العادية فانه يلزم إبطاء التفاعل المتسلسل. ولإنتاج الطاقة للأغراض العادية تحدث الانشطارات في اله تسمى المفاعل النووي أو الفرن الذري. يتم التحكم في سرعة الانشطارات بطرق مختلفة في إحدى الطرق تستخدم قضبان التحكم التي تقصى بعض النيوترونات بعيدا عن التفاعل.
كيف نعيش؟

الاندماج النووي:
هذا أيضا يسمى التفاعل النووي الحراري لأنه يحدث فقط عند درجات حرارة عالية جداً. وهو عكس الانشطار النووي. حيث تنصهر (تتحد) معا نواتان خفيفتان لتكونا نواة أثقل.
تأتي الطاقة الشمسية الهائلة من الاندماج النووي، اذا تنصهر أنوية ذرات الهيدروجين الخفيفة لتكون ذرات الهيليوم الأثقل. تنطلق أثناء ذلك كميات هائلة من الطاقة في صوره حرارة.
الاندماج النووي هو الذي ينتج الطاقة المدمرة للقنبلة الهيدروجينية. ومع ذلك، يمكن للاندماج النووي في المستقبل ان يكون احد أعظم المصادر الثمينة للطاقة السليمة لأنه يمكنه استخدام مياه البحار البحيرات والنهار في إنتاج القوى النووية.

فوائد الطاقة النووية :
الأرض لها موارد محدودة من النفط والفحم وهذه الموارد ستستخدم خلال 63-95 سنة حيث تقدر الكميات المؤكدة من احتياطي النفط بالعالم بحدود (1.4-2.1) ترليون برميل. الفترة أعلاه (63-95) سنة حسبت على أساس الاستهلاك الفعلي للنفط حاليا مع زيادة بحدود 1% – 2% سنويا حيث متوسط الاستهلاك السنوي بحدود 80 مليون برميل نفط .
لأغراض المقارنة فان طن واحد من اليورانيوم يعطي طاقة تعادل الطاقة الناتجة من ملايين الأطنان من الفحم أو ملايين البراميل من النفط .
الآثار الجانبية لحرق الفحم والنفط يؤدي إلى تلوث البيئة بينما مفاعل نووي مصمم بشكل جيد ويعمل تحت رقابة وإشراف جيدين لا يؤدي إلى إطلاق أي تلوث في الجو .

أضرار الطاقة النووية :
الولايات المتحدة وروسيا يمتلكان فقط 50.000 قنبلة نووية وهيدروجينية لو لا شاء الله تم استخدامها فهي كافية لقتل كل إنسان على الأرض
الانفجار النووي ينتج أشعة قاتلة تستطيع أن تؤدي بالإنسان إلى الوفاة مع الوقت وحتى التأثير على صيانته القامة . وهذا ما حدث عند استخدام قنبلة هيروشيما وقنبلة ناكازاكي في اليابان.
وكذلك عندما تعرضت بعض المفاعلات النووية إلى أعطال أدى إلى تسرب الوقود النووي كما حدث في CHERNOYLE عام 1986 حيث تعرض مئات الألوف من الناس إلى الأشعة حيث توفى الكثيرين خلال أيام وإصابة الباقين بالسرطانات المختلفة.
المفاعلات النووية تنتج فضلات نووية تبقى مصادر للإشعاع لملايين السنين يجب التخلص منها ولا يمكن وضعها كأية نفايات أخرى بأي موقع بل يجب خزنها بأماكن خاصة حتى لا تؤثر على الناس
.
استخدامات الطاقة النووية :
تمكن الإنسان خلال العقود الأخيرة من استقلال الطاقة النووية لخدمة التقدم التقني في عدة مجالات منها :
في الطب للعلاج والتشخيص والتعقيم –
-في الصناعة لانتاج أشباه الموصلات والمعالجات الكيماوية والكشف عن العيوب الصناعية وتقنيات اختبار الجودة وفي عمليات التعدين والبحث عن الخامات الطبيعية .
-في الزراعه لاستنباط أنواع جديدة من المحاصيل ذات إنتاجية عالية وانتقاء نوعيات معينة من البذور ومقاومة الآفات والحشرات وزيادة مدة تخزين المنتجات الزراعية .
-في إنتاج الطاقة الكهربائية
من إنتاج الكهرباء في فرنسا يتم عبر الطاقة النووية77%
في اليابان30%
في الولايات المتحدة20%
وبصورة عامة فان 20% من الطاقة الكهربائية في العالم تنتج حاليا من الطاقة النووية .
الحوادث والكوارث النووية :
الجميع يعلم ما حل بمدينة هيروشيما ومدينة ناكازاكي خلال الحرب العالمية الثانية حيث انذهل العالم بحجم الخسائر المترتبة عن استخدام الطاقة الذرية وأيقظ هذا الاستخدام وعيا جديدا وهو :
ان سلاح واحد تحمله وسيلة نقل واحدة يمكنه إبادة معظم السكان وأن يدمر البنية الطبيعية لمنطقة أو مدينة بكاملها وزاد في تفا قم الخوف من الإشعاعات وهو القاتل غير المرئي الذي يضرب ضحاياه لا على الفور بل على امتداد الأيام والأشهر والسنين وحتى الأجيال التالية .

يمكن توضيح أخطار السلاح النووي كما يلي :
التفجير النووي:
لكي نتعرف على قدرة التفجير النووي علينا مقارنتها بقدرة التفجير العامة .
يكون التفجير النووي ( بافتراض تساوي الحجم ) أكثر قوة بملايين المرات من التفجير العادي
أثناء الانفجار تتحرر كمية كبيرة من الإشعاع القاتل المرئي ( عكس التفجير العادي) .
تبقى بعد التفجير النووي إشعاعات غير مرئية قاتلة تستمر لسنوات طويلة .
الإشعاعات الذرية :

مصادر الإشعاع الذري :
الإشعاع الذري الطبيعي ويقصد به الأشعة الكونية الواردة من الفضاء الخارجي والعناصر المشعة الموجودة في القشرة الأرضية .
الإشعاع الذري المصنع ويقصد به الإشعاع الناتج من التفجيرات النووية ومفاعلات ومحطات الطاقة والمصادر الطبيعية والمنتجات الاستهلاكية التي تحتوي على مواد مشعة.

أنواع الإشعاع :
أشعة ألفا
وهي غير قادرة على اختراق الجلد
أشعة بيتا
تستطيع المرور عبر نسيج الجسم البشري لمسافة 1-2 سنتيمتر
أشعة كاما
لا يستطيع إيقافها إلا الرصاص السميك أو الخرسانة أو طبقة كثيفة من الماء
النيوترونات

مستقبل الطاقة النووية
بعض الناس يعتقد أن الطاقة النووية موجودة لتبقى وعلينا التعلم على كيفية معايشتها .
آخرين يقولون أن علينا التخلص منها أسلحة ومفاعلات لتجنب أضرارها كل منطق له مؤيديه ومعارضيه ويبقى على كل واحد منا أن يقرر ما هو العمل ويفكر كمواطن أرضي وليس كمواطن ينتمي لدولة معينة حيث أن الأضرار تتجاوز الأوطان .