(nuclear radiation in hindi) नाभिकीय विकिरण , विकिरण के प्रकार (types of radiation) आयनीकारी क्या होता है ? किसे कहते है ? परिभाषा , उदाहरण |
विकिरण और पर्यावरण (radiation and environment)
परमाणु ऊर्जा संस्थानों के कारण जो प्रदूषण फैलने की आशंका है उसके विषय में जनसाधारण का चिंतित होना स्वाभाविक है। इसका एक विशेष कारण है। प्रदूषण के जो अन्य अनेक स्रोत है , जनसाधारण अपनी ज्ञानेन्द्रियो से उनका अनुभव कर सकता है। उदाहरण , बस एवं कार और बिजलीघर से निकलता धुआं अथवा किसी औद्योगिक प्रतिष्ठान से निकलता दुर्गन्धपूर्ण गैस अथवा गन्दा पानी आदि।
मनुष्य के कान , आँख , नाक , जीभ आदि प्रदुषण के अनेक स्रोतों का आभास कराने में सहायक होते है। विकिरण द्वारा फैलता प्रदूषण इन साधनों से नहीं देखा जा सकता है तथा न ही मानव जीवन पर इसका प्रभाव तुरंत दिखाई पड़ता है। ऐसे प्रदूषण को केवल वैज्ञानिक यंत्रों द्वारा नापा जा सकता है।
यही कारण है कि जनसाधारण को इसकी जानकारी न होने के कारण इसके प्रभाव के विषय में भ्रान्तियो एवं काल्पनिक भय है।
परमाणु भट्टी में ईंधन के रूप में यूरेनियम , प्लूटोनियम आदि का प्रयोग होता है। इन भट्टियों को परमाणु भट्टी (रिएक्टर) कहते है।
नाभिकीय विघटन द्वारा परमाणु ऊर्जा प्राप्त होती है। इंधन के जल जाने पर बचे हुए पदार्थ को नाभिकीय कचरा अथवा अपशिष्ट कहते है। परमाणु भट्टी से विशेषकर दो प्रकार के प्रदूषण फैलने की आशा होती है। प्रथम तो विकिरण तथा द्वितीय रेडियो सक्रीय अपशिष्ट (कचरा) |
परमाणु ऊर्जा अथवा परमाणु विकिरण आधुनिक विज्ञान की एक दो धारी तलवार है। हजारों की संख्या में बने परमाणु बमों तथा प्रक्षेपास्त्रो ने धरती के समस्त जीव जगत को जहाँ महाविनाश के कगार पर पहुंचा दिया है , वही दूसरी ओर बिजली के उत्पादन तथा कृषि , चिकित्सा , धातुकर्म आदि अनेक क्षेत्रों में आज परमाणु ऊर्जा विकिरण का व्यापक उपयोग हो रहा है। इसके साथ साथ परमाणु विकिरण के अनेकानेक खतरे भी है। यही कारण है कि अब बहुत से लोग तथा वैज्ञानिक भी परमाणु ऊर्जा साधनों पर पूर्ण प्रतिबन्ध लगाने की मांग कर रहे है। बिजली पैदा करने वाला रिएक्टर एटमिक हथियार तो नहीं है लकिन उसके साथ भी खतरे जुड़े हुए है। पिछले लगभग तीन दशकों में अनेक रिएक्टरों से दुर्घटनाएं हुई है।
नाभिकीय विकिरण (nuclear radiation)
ऐसी मान्यता है कि लगभग 450 करोड़ वर्ष पूर्व का आविर्भाव हुआ। उस समय भी पृथ्वी पर रेडियो धर्मिता थी , फिर भी जीवन का केवल प्रादुर्भाव ही नहीं हुआ बल्कि उसमें विकास भी होता गया। यह रेडिओधर्मिता धीरे धीरे अपने आप कम होती गयी लेकिन आज भी इसका कुछ अंश हमारे मध्य उपस्थित है। इसके मुख्य स्रोत है – यूरेनियम , थोरियम तथा पोटेशियम के आइसोटोप है। ये रेडियो सक्रीय पदार्थ , अधिकांशत: पृथ्वी की सतह की थोड़ी गहराई पर ही पाए जाते है। नाप से जाना जाता है कि इस प्रकार की रेडियो सक्रियता लगभग 5.4 करोड़ “क्यूरी” है। (540 x 1012 curies) |
विकिरण के प्रकार (types of radiation)
वर्तमान सदी के दुसरे दशक में रदरफोर्ड के प्रयोगों से स्पष्ट है कि परमाणु के नाभिक से तीन प्रकार के विकिरण बाहर निकलते है अथवा उत्सर्जित होते है। यूनानी वर्णमाला के प्रथम अक्षरों के आधार पर इसका नामकरण हुआ है – अल्फ़ा , बीटा एवं गामा।
अल्फ़ा और बीटा अति सूक्ष्म परमाणु कण है तथा गामा सूक्ष्म तरंगों वाली किरणें है। अल्फा विकिरण में दो प्रोटोन और दो न्यूट्रोन कण होते है। यह हीलियम के परमाणु का नाभिक होता है। बीटा कण वस्तुतः तीव्र वेग वाले इलेक्ट्रॉन होते है। नाभिक के प्रोटोन तथा न्यूट्रोन जब एक दूसरे में बदलते है तब इन विशिष्ट इलेक्ट्रॉनों का जन्म होता है। परमाणु का नाभिक जब अधिक उत्तेजित हो जाता है , तब वह गामा किरणों का उत्सर्जन करता है। अल्फा और बीटा कणों की धाराओं तथा गामा किरणों को ही परमाणु विकिरण कहते है। सर्वप्रथम रेडियम के परमाणु नाभिक में स्वत: विकिरण निकलने का अध्ययन किया गया था , इसलिए इसे रेडियोएक्टिव अथवा रेडियोधर्मी विकिरण नाम दिया गया।
संरचना की दृष्टि से विकिरण दो प्रकार के होते है –
1. विद्युत चुम्बकीय विकिरण : जैसे प्रकाश किरणें , एक्स किरणें , पराबैंगनी किरणें आदि।
2. कणीय विकिरण : अल्फ़ा , बीटा और न्यूट्रोन किरणें आदि कणीय विकिरण है , जिनमें भार होता है।
प्रभाव की दृष्टि से विकिरणों को निम्नलिखित दो भागों में विभाजित किया जा सकता है –
1. आयनकारी विकिरण
2. अन आयनीकारी विकिरण
इस टॉपिक में हम अपना ध्यान केवल आयनीकारी विकिरण और उनसे सम्बन्धित तथ्यों पर ही संकेन्द्रित करेंगे।
आयनीकारी विकिरण (ionizing radiation)
ये अधिक शक्तिशाली होते है , क्योंकि परमाणु से टकराने पर वे उन्हें आयनित करने की क्षमता रखते है। जब आयनीकारी विकिरण परमाणु से टकराते है तब उसका बाह्य इलेक्ट्रॉन कक्षा से निकलकर बाहर आ जाता है। इलेक्ट्रॉन की कमी होने से परमाणु धन आयनित (+ve) हो जाता है तथा इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक (-ve) कण के रूप में अलग हो जाते है। इन्हें आयन युग्म कहते है। यही प्रक्रिया आयनन कहलाती है।
ऊष्मा अथवा प्रकाश किरणों के प्रभाव से परमाणुओं के बाहरी इलेक्ट्रॉन अपनी कक्षाएँ बदल लेते है। परन्तु रेडियोधर्मी विकिरण इतना तीव्र होता है कि वह परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों को उनसे एकदम अलग कर देता है , तब वे परमाणु विकिरण आयन बन जाते है तथा वह विभिन्न रासायनिक क्रियाएं दर्शाते है। रेडियोधर्मी विकिरण , सामान्य परमाणुओं को आयनों में बदल देता है , इसलिए इसे आयनकारी विकिरण कहते है। यह आयनकारी विकिरण वस्तुओं की रासायनिक व्यवस्था को बदल देते है।
विद्युत चुम्बकीय विकिरण (electromagnetic radiation)
आयनकारी विकिरणों की एक श्रेणी में गामा तथा एक्स किरणों की गणना होती है। यह ऊर्जा की विद्युत चुम्बकीय तरंगे होती है।
एक्स किरणों में न तो आवेश होता है तथा न भार होता है। जब इलेक्ट्रॉन की धाराएँ अर्थात कैथोड किरणें किसी बाधा से टकराती है तब इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा एक्स किरणों के रूप में बदल जाती है। ये काफी शक्तिशाली और अन्तर्भेदी होती है।
इनकी खोज सर्वप्रथम “रोंजन (Roentgen)” ने 1895 में की थी। अन्तर्भेदी होने के कारण शरीर के आंतरिक अंगो , विशेषकर हड्डियों के चित्र लेने में इससे आसानी हो गयी क्योंकि ये त्वचा तथा मांस को तो पार कर सकती है , लेकिन हड्डियों को नहीं। एक्स किरणों का तरंग दैधर्य छोटा होता है : 0.1 एंग्सट्रम (A) से 100 एंग्सट्रम (A) तक।
विकिरणों का तरंग दैर्ध्य जितना छोटा होता है , उसकी अन्तर्भेदी क्षमता उतनी ही अधिक होती है। आजकल एक्स रे फोटोग्राफी का चिकित्सा क्षेत्र में अधिक उपयोग होता है।
गामा किरणें एक्स किरणों के समान होती है लेकिन सामान्य तौर पर अधिक शक्तिशाली होती है अर्थात उनका तरंग दैर्ध्य और भी छोटा होता है। गामा किरणों का तरंग दैर्ध्य 0.00001 एंग्सट्रम (A) से 0.1 एंग्सट्रम (A) तक होता है। स्पष्ट है कि गामा किरणें एक्स किरणों की अपेक्षा अधिक अन्तर्भेदी होती है। गामा किरणों का उद्गम परमाणु नाभिक से होता है। नाभिक की आंतरिक हलचल या विघटन के परिणामस्वरूप ही गामा किरणें उत्पन्न होती है।
कणीय विकिरण (corpuscular radiation)
आयनकारी विकिरणों की दूसरी श्रेणी में मुख्य रूप से एल्फा , बीटा तथा न्यूट्रोन किरणों के कणीय विकिरण आते है .इन सब का उद्गम स्थान परमाणु का नाभिक ही होता है। एल्फा कण में 2 इकाई धन आवेश और 4 इकाई भार होता है। अत: यह शरीर में अधिक दूरी तक नहीं जा सकते लेकिन किसी तरह शरीर के भीतर पहुँचने पर सघन आयनन के द्वारा उत्तकों को काफी हानि पहुंचाने की क्षमता रखते है।
बीटा कण नाभिकीय इलेक्ट्रॉन होते है जो न्यूट्रोन के प्रोटोन और इलेक्ट्रॉन में टूटने से प्राप्त होते है। ऋण विद्युत आवेश के इन कणों का वेग प्रकाश के वेग से कुछ ही कम होता है। केवल एक इकाई आवेश होने और अधिक वेग होने के कारण इसकी अन्तर्भेदी क्षमता बहुत अधिक होती है।
न्यूट्रोन आवेशहीन कण होते है , जिनमे एक इकाई भार होता है। इनका वेग बहुत अधिक होता है। शीघ्रगामी न्यूट्रोन इतने अन्तर्भेदी होते है कि वे नाभिकीय प्रोटोन को प्रभावित करके आयनन उत्पन्न कर देते है। किसी तत्व के सभी परमाणुओं के नाभिकों में प्रोटोन की संख्या एकसमान रहती है।
लेकिन न्यूट्रोन कण कुछ कम अथवा अधिक हो सकते है। नाभिक में न्यूट्रोन की कम अथवा अधिक संख्या के अनुसार एक ही तत्व के कई परमाणु हो सकते है। इन्ही में कुछ समस्थानिक रेडियोधर्मी भी होते है।
मदाम क्यूरी की पुत्री आइरीन तथा दामाद जूलियो क्युरी को 1934 में पहली बार पता चला कि विभिन्न तत्वों पर एल्फा कणों के आघात करने पर उसके नाभिक अस्थिर हो जाते है तथा नए समस्थानिकों में बदल जाते है और उनमे परमाणु विकिरण निकलने लग जाते है। इसी प्रकार करीब सभी तत्वों के एक अथवा अधिक रेडियोधर्मी समस्थानिक उत्पन्न होते है और जल , थल तथा वायु में फ़ैल जाते है , नाभिकों के विखण्डन से उत्पन्न होने वाले न्यूट्रोन कण रेडिओधर्मी समस्थानिकों को जन्म देते है। इसलिए जीव जगत पर उनका भी बड़ा घातक परिणाम होता है।
विकिरण की इकाइयाँ
- होने वाले विघटन से विघटनाभिक पदार्थ के परिमाण का मापन , और
- अवशोषित ऊर्जा की दृष्टि से विकिरण मात्रा का मापन जो आयनन अथवा नुकसान पहुंचाने में समर्थ हो।