آثار الإشعاع النووي:
مدى تأثير الإشعاعات النووية:
تعتمد تأثيرات الأشعة النووية من حيث خطورتها على عدة أمور منها:
• نوع الإشعاع فالإشعاعات عدة أنواع مثل الإلكترونات وأشعة بيتا وأشعة ألفا والنيوترونات وكل منها له تأثيرات محددة.
• كمية الإشعاع فكلما زادت الكمية زادت احتمالية الآثار المتوقعة.
• مدة التعرض فكلما زادت مدة التعرض زاد الأثر المتوقع.
• المسافة بين مصدر الإشعاع وبين الشخص المتعرض فكلما قلت المسافة زادت الآثار المتوقعة.
• العمر فتعرض الأطفال والمراهقين أخطر من تعرض البالغين.
• التأثير الإشعاعي في الخلايا والأنسجة الحية وعلى جسم الإنسان بشكل عام يعتمد كثيرا على الخلية ذاتها فالخلايا سريعة الانقسام يكون تأثرها أكبر من الخلايا بطيئة الانقسام
كيفية تأثير الإشعاع على الكائنات الحية
تدخل الإشعاعات إلى البيئة من مصادر مختلفة وتؤثر على الكائنات الحية من إنسان وحيوان ونبات وكائنات حية دقيقة. ويكون تأثير الإشعاعات الطبيعية أو الصناعية على الكائنات الحية بنفس الطريقة فمن الإشعاعات تخرج إشعاعات جزئيات ذات طاقة عالية (إلكترونات,بروتونات,نويات ... ) بحيث تحدث تغير في ترتيب الأحماض الأمينية في المادة الوراثية والأنزيمية ينتج عنها أضرار وراثية تنتقل إلى الأجيال القادمة أو أضرار جسدية تؤثر فقط على الكائن الحي المصاب وتتراوح الفترة الزمنية ما بين تعرض الكائنات الحية للإشعاعات وحدوث الأضرار من عدة ساعات إلى عشرات السنين.
إن الإشعاع يُحدث تأيّنا في المادة التي يمر فيها، وان هذا التأْين يؤدي إلى الإضرار بتلك المادة، وإذا كانت تلك المادة خلية أو نسيجا حياً، فإن هذا الإضرار يؤدي إلى تعطيل وظائف تلك الخلية أو ذلك النسيج أو إرباك وتعديل تلك الوظائف، وبذلك يؤثر في النظام ككل والذي يظهر كحالة مرضية في الجسم. يتفاعل الإشعاع مع الخلية الحية بطريقتين الأولى مباشرة والأخرى غير مباشرة؛ فالتفاعل المباشر يتم بعد امتصاص الذرات المكونة للخلية أو للأنسجة الحية لطاقة الإشعاع فتتأين، مما يؤدي إلى تحلل الجزيئات التي تدخل هذه الذرات في تركيبها، ومن هنا يبدأ الخطر الذي يمكن أن يجتاح الخلية الحية. أما في الطريقة غير المباشرة فإن الإشعاعات لا ينتقل أثرها مباشرة إلى الخلية الحية من خلال تأيين ذرات الخلية وإنما تأيين جزيئات الماء الذي يشكل المادة الأكثر وفرة في النسيج الحي مما يؤدي إلى تكوين عدد من الايونات شديدة التفاعل تسمى الجذور الحرة، تقوم هذه الجذور الحرة بتكوين مركبات سامة، مع الإشارة هنا إلى أن البحوث التجريبية على الأحياء الدقيقة أشارت أن أثر هذه الطريقة في الإضرار بالخلية الحية يفوق أثر الطريقة المباشرة عدة أضعاف، حيث تقوم المركبات الكيماوية السامة بإلحاق الأذى بمكونات الخلية والجزيئات الهامة في أنسجة الكائن الحي مثل الصبغيات
مراحل التلف الإشعاعي:
إن العمليات التي تقود إلى التلف الإشعاعي معقدة وغالباُ ما تتخذ أربع مراحل:
المرحلة الفيزيائية الابتدائية , المرحلة الفيزيوكيميائية , المرحلة الكيميائية , المرحلة البيولوجية
الخلية و الإشعاع النووي:
إن الخلية هي الوحدة البنائية الأساسية في جسم الكائن الحي، وبالتالي فان اثر الإشعاع في جسم الكائن الحي هو نتاج الضرر الذي يصيب الخلايا من الإشعاع، وتتلخص آثار الإشعاع في الخلية من الناحية النظرية إما بموت الخلية، أو تأخير انقسامها، أو زيادة معدل السرعة في انقسامها أو إحداث الطفرات الجينية أو تكسر الصبغيات وفي حالة التفجير النووي فان الشخص المتعرض لهذه الجرعة يموت بسبب الحرارة الناتجة من التفجير قبل أن يقتل من الإشعاع.
ومن المفيد الإشارة هنا إلى إن الجسم يقوم بإعادة بناء مستمرة لخلايا وأنسجته سواء في المواضع العادية أو عند الإصابة بمرض أو ما شابه، فإذا أصيب أي جزء من الجسم فإن إعادة البناء أو الترميم في الجسم تتم يشكل فعال وبأسرع ما يمكن ضمن مقدرة الجسم سواء أكان هذا المرض بمسبب بيولوجي كالفيروسات أو بمسبب كيماوي كالسموم أو ميكانيكي كالجروح أو إشعاعي. ولولا هذه الخاصية التي أعطاها الخالق العظيم لأجسامنا لمات الواحد منا إذا ما شاكته شوكة .لذا فإن تعريض الخلايا لجرعات قليلة من الإشعاع وبشكل مستمر وهذا هو الحال لدى القاطنين في مناطق تتميز بارتفاع مستوى الإشعاع فيها يتطلب جرعة أكبر لقتل الخلية مما لو أعطيت الجرعة للخلية دفعة واحدة وذلك لمقدرة الخلية على إصلاح الأضرار البسيطة التي تسببها الجرعات الصغيرة. كما إن هناك بعض الآثار التراكمية التي لا يمكن إصلاحها وتتراكم مع مرور الزمن.
مدى حساسية أعضاء الجسم للإشعاع:
يعد الدم أكبر الأنسجة حساسية للأشعة، وعند التعرض لجرعة كبيرة من الأشعة، فإنه يجري انخفاض سريع لمكونات الدم، وتبدأ الخلايا اللمفاوية في الاختفاء، وربما تختفي تماماً خلال يومين، كما ينخفض عدد الصفائح الدموية بصورة كبيرة و يكون النقص اشد في عدد الخلايا البيضاء عنه في الخلايا الحمراء، وانخفاض عدد الكريات البيضاء يجعل الجسم ضعيف المقاومة للأمراض ومن الممكن أن يتعرض الإنسان للموت جراء حدوث نزيف شديد.
أما الجلد، فإن له قدرة أكبر على مقاومة الإشعاعات من الدم والجهاز الهضمي، ولكن إذا تعرض لجرعة كبيرة جداً من أشعة بيتا الخارجية أو الأشعة السينية المنخفضة جداً فإن الجسم يصبح غير قادر على تجديد خلايا الجلد فتصبح أدمة الجلد رقيقة ويحدث تقرحات في الجلد ويفقد الجسم كمية كبيرة من السوائل، قد يترتب عليها وفاته فوراً.
أهم العوامل المتحكمة في أثار التعرض الإشعاعي:
الخواص الفيزيائية و البيولوجية للمادة المشعة وتتضمن عمر النصف , نوع و طاقة الأشعة المنبعثة , الانتقال الخطى للطاقة , الطاقة الممتصة من النسيج المستقبل للأشعة , الفترة الزمنية لتواجد المادة المشعة داخل الجسم ثم طرق خروج المادة المشعة من الجسم , إلى جانب عوامل أخرى مثل السن والجنس و الأمراض المختلفة و الدورة الدموية و سوائل الجسم وكذلك الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي والتي تحدد آليات وميكانيكية انتقال المادة المشعة من نسيج إلى أخر .
آثار الإشعاع النووي على الإنسان
عندما يتعرض أي كائن حي إلى الإشعاعات النووية يحدث تأين للذرات المكونة لجزيئات الجسم البشرى مما يؤدى إلى دمار هذه الأنسجة مهددة حياة الإنسان بالخطر و لهذه الإشعاعات نوعان من الآثار البيولوجية :
الأثر الأول :جسدي
يظهر غالبا على الإنسان حيث يصاب ببعض الأمراض بعضها مبكر و البعض متأخر :
تأثيرات الإشعاع المبكرة
التأثيرات المبكرة للإشعاع هي تلك التأثيرات التي تحدث بعد عدة ساعات وحتى عدة أسابيع من التعرض الحاد لجرعة كبيرة من الإشعاع لعدة ساعات أو اقل. هذه التأثيرات تشمل الغثيان، الإجهاد ، ارتفاع درجة الحرارة ، تغيرات دموية ومنها همود نخاع العظم ، تأثيرات معوية مثل تقشر الخلايا المبطنة للأمعاء ، والتأثير ربما يكون الموت خلال شهر إلى شهرين من التعرض الحاد للإشعاع .
الحــمى : يؤدي التعرض إلى جرعة عالية من الإشعاع إلى ظهور الحمى في وقت مبكر أو الجرعات القليلة فتظهر أعراض الحمى بعد بضع أيام من التعرض.
تساقط الشعر : خلال 17-21 يوم من التعرض لجرعة تزيد عن 2 سفرت ويعود الشعر إلى النمو بعد بضعة أشهر لكنه قد يختلف لونه عن الشعر الأصلي أما عند التعرض لجرعة تزيد عن 7 سفرت يؤدي إلى تساقط الشعر نهائياً
تأثيرات الإشعاع المتأخرة
الســـــــرطان :
لقد أصبح جلياً منذ أوائل القرن التاسع عشر أن التعرض لجرعات عالية من الأشعة النووية قد يسبب زيادة في حالات السرطان مثل سرطان الدم الحاد وسرطان الغدة الدرقية وسرطان الثدي.
إن السرطان هو تكاثر مفرط للخلايا في أحد أعضاء الجسم ويمكن أن يحدث نتيجة تلف جهاز التحكم في خلية فردية فيؤدي بها إلي الانقسام بسرعة أكثر من انقسام الخلية الصحيحة ثم ينتقل هذا الخلل إلى الخلية الوليدة وبهذا يزداد تعداد الخلايا الشاذة إلى حد يؤدي الخلايا الصحيحة في نسيج العضو. ويعتبر السرطان من الـتأثيرات المتأخرة للإشعاع
العقم: عند تعرض الخصيتين المباشر للأشعة قد يحدث العقم والذي إما أن يكون مؤقتاً أو دائم حسب الجرعة.
إعتام عدسة العين: من بين الآثار المتأخرة الناتجة عن الإشعاعات هو عتمة عدسة العين وهو المرض المعروف باسم الاكتراكت وتوجد قيمة معينة للجرعة الكافية التي يحدث بعدها هذا المرض هي حوالي 15 مل سيفرت.
انخفاض متوسط العمر : أكدت التجارب أن متوسط العمر ينخفض قليلاً بالتعرض للإشعاعات ولقد أظهرت الإحصائيات التي تم إجرائها على مجموعات بشرية تعرضت لجرعات عالية إن جرعة مكافئة مقداراها سيفرت واحد تؤدي إلى قصر عمر الإنسان بما لا يزيد عن سنة واحدة.



الأثر الثاني:وراثي
إن التأثيرات الوراثية للإشعاع تنتج عن تلف في الخلايا التناسلية، إذ يأخذ هذا التلف شكل تغيير يدعى بالطفرات الوراثية في المادة الوراثية للخلية.
يمكن للإشعاع أن يولد الطفرات الوراثية التي لا يمكن تمييزها عن الطفرات التي تحدث طبيعياً .يمكن أن تحدث الطفرة نتيجة التعرض للإشعاعات أو تناول مواد كيميائية من شأنها أن تؤثر في عمل الصبغيات أو الجينات. وجدير بالذكر أن الطفرة إذا أصابت خلية جسمية فإنها تؤدي إلى موت هذه الخلية، وبالتالي لا تظهر الصفة في الأجيال التالية. بينما إذا أصابت خلية جنسية فإنها تنتقل إلى الأبناء. ومعظم الطفرات متنحية، ولذلك فهي لا تظهر إلا إذا اجتمع في الأبناء جينات متنحيان يحملان نفس الصفة الوراثية الناتجة من الطفرة. إذا ما أصيب الكائن الحي في تشوه شكله العام قد يكون السبب في ذلك الطفرة الجينية وهي عبارة عن تغير مستديم للجين
تعتبر الإشعاعات النووية إحدى العوامل المهمة المساعدة لإحداث الطفرة الوراثية وهي من الظواهر الخطرة التي يجب تقليل احتمالية حدوثها إلى أدنى حد ممكن ذلك لان الإشعاع يعمل على إحداث انحرافات في الصبغيات ينتج عنها تشويهات ولادية وارتفاع نسبة الإجهاض عند الحوامل ونسبة وفيات المواليد إضافة إلى ولادة أطفال مصابين بنقص عقلي ويعتقد أن احتمال حدوث الطفرة عند الرجال أعلى منه عند النساء في حالة التعرض إلى جرعات إشعاعية ويزداد احتمال حدوث الطفرة الوراثية بزيادة الجرعة الإشعاعية ، كما يعتقد وجود علاقة بين انخفاض مواليد الذكور وبين التعرض إلى الإشعاع . وتبين الإحصائيات أن تعرض النساء إلى الإشعاع يؤدي إلى انخفاض نسبة المواليد الذكور وان مقدار هذا الانخفاض يتناسب مع زيادة الجرعة الإشعاعية
عند تعرض المرأة الحامل للأشعة النووية قد يعرض الجنين إلى تأثيرات خطيرة هذه التأثيرات تعتمد على مرحلة الحمل التي تم فيها التعرض وعلى الجرعة فإذا تعرضت البويضة الملقحة أثناء الأسابيع الأولى للإشعاع يتم انفصالها عن الرحم ويحدث الإجهاض,وإذا كان عمر الجنين حوالي ثلاثة أشهر فإنه يتعرض لتشوهات جسدية خصوصا في الجهاز العصبي والعيون.أما في الفترات التي تلي الشهور الثلاثة الأولى فإن الجنين يتعرض إلى تشويه اليدين والأرجل وتتأثر الأجنة حتى ولو بتركيزات بسيطة من الإشعاعات لذا لا يسمح بأخذ الأشعة للحوامل
آثار الإشعاع النووي على البيئة
من العوامل الرئيسية المسببة للتلوث النووي ما يحدث من إجراء التجارب في البلدان المتقدمة وخاصة بعد الحرب العالمية الأخيرة بهدف تطوير الأسلحة الذرية لزيادة القوة التدميرية لها وقد أدت التجارب إلى انتشار كميات كبيرة من الغبار المشع في مناطق إجراء التجارب وتحمل الرياح هذا الغبار المشع إلى طبقات الجو العليا والذي يحتوى على بعض النظائر المشعة ليتساقط فوق كثير من المناطق البعيدة عن موقع التجارب حيث تلوث الهواء و الماء والغذاء وتتخلل دورة السلسلة الغذائية حيث تنتقل للحشرات والنباتات والطيور والحيوانات وأخيرا تصل إلى الإنسان.
لقد ظهرت عدة أنواع من الملوثات فمثلاً عنصر الأسترنسيوم 90 الذي ينتج عن الانفجارات النووية يتواجد في كل مكان تقريباً وتتزايد كميته مع الازدياد في إجراء التجارب النووية وهو يتساقط على الأشجار والمراعي فينتقل إلى الأغنام والماشية ومنها إلى الإنسان وهو يؤثر في إنتاجية اللبن من الأبقار والمواشي,ويتلف العظام ويسبب العديد من الأمراض وخطورة التفجيرات النووية تكمن في الغبار الذري الذي ينبعث من مواقع التفجير الذري حيث يتساقط بفعل الجاذبية الأرضية أو بواسطة الأمطار فيلوث كل شيء ويتلف كل شيء

وهناك نوع آخر من التلوث تحدثه المحطات النووية وهو التلوث الحراري وينتج عن استخدام مياه المحيطات أو البحار أو الأنهار بكميات كبيرة لتبريد المفاعل والتي تلقى في المصدر بعد ذلك فترتفع درجة حرارتها محدثة خلل بالنظام البيئي والأضرار بكافة الأحياء المائية التي تعيش في المياه حيث يقلل من نسبة الأكسجين المذاب في الماء اللازم لحياة الكائنات البحرية .