الطريقة الإشعاعية في الاستكشاف المعدني

ما هي الطريقة الإشعاعية في الاستكشاف المعدني؟

تعتبر دراسة النشاط الإشعاعي ذات أهمية كبيرة جداً للصخور والمعادن في علم الجيولوجيا، وتكون في مجالات عديدة ومن أهمها البحث والتنقيب عن مصادر المواد المشعة التي توجد في الطبيعة أو في الترسبات المعدنية التي ترتبط معها مثل الفوسفات.
إن الحرارة التي تتولد من خاصية الانحلال الإشعاعي تم الاعتقاد بأنها العامل ذو الأهمية الكبيرة في تثبيت الظروف الحرارية داخل الأرض، فقد يتم تعيين أزمنة تكون الصخور في القشرة الأرضية بالاعتماد على قياس كمية النظير الذي يولد من نظير الأم المشع بمعدل معلوم منذ تبلور المعادن، حيث تعتبر عملية تعيين أعمار الحوادث الجيولوجية مهمة جداً مثل عمليات تكون الجبال وعمليات التعرية وترسيب الصخور الرسوبية.
ومن مجالات الطريقة الإشعاعية هو العمل على حساب عمر الأرض بشكل دقيق ومن المؤكد أن عمر الأرض هو أقرب ما يكون إلى 4600 مليون سنة وهذا العمر مساوياً لعمر النيازك، حيث يتواجد في الطبيعة ما يقارب عشرين عنصر مشع طبيعي ومن أهم هذه العناصر هي اليورانيوم والثوريوم بالإضافة إلى بعض من نظائر البوتاسيوم.
كما أن ذرات هذه العناصر تحتوي على خاصية التحلل المباشر عن طريق إشعاعها للطاقة، إما أن تكون هذه الذرات على شكل جسيمات أو على هيئة أشعة إلكترومغناطيسية، وخلال هذه العملية تتحول هذه الجسيمات إلى ذرات لعناصر أخرى جديدة، حيث أن الذرات الجديدة المتولدة خلال هذه العملية تقوم بإطلاق أشعة متحولة إلى عناصر أخرى.
إن هذه العملية تم تسيتها بإسم سلسلة التحلل الإشعاعي والتي تبدأ بأحد النظائر المشعة (نظائر اليورانيوم)، وتنتهي بعنصر الرصاص المستقر أو بعنصر الهيليوم، ومن أنواع الأشعة المنبعثة هي أشعة ألفا وهي عبارة عن ذرات هيليوم تحتوي شحنات موجبة ومن الممكن أن نوقف هذه الأشعة من خلال لوح يورانيوم رقيق جداً ذو سمك من بضع مايكرونات، ذرة الهيليوم تمتلك على بروتونين، أما جزيئات ألفا فقد تحتوي على طاقة حركية عالية لكنها تتباطئ بشكل سريع إذا تم اصطدامها بنوات ذرات أخرى.
النوع الثاني من الأشعة هي أشعة بيتا، حيث يتم قذفها خارج نوات الذرة وتكون مختلفة عن الإلكترونات؛ نظراً لأنها تمتلك طاقة حركية عالية جدا وتتوقف عندما تتصادم مع إلكترونات أخرى عدة تصادمات.
من الممكن أن نوقف أشعة بيتا من خلال لوح ألمنيوم رقيق سمكه يساوي تقريبا 50 مايكرو وفي الصخور يمكن أن تنفذ لمسافة بضع سانتيمترات، وآخر أنواع الأشعة هي أشعة غاما وهي أشعة كهرومغناطيسية تعمل على تأيين الوسط الذي تعبر خلاله إلى أن يصبح موصل كهربائيا.