විදු නැන නුවණ – Science Literacy for All

විකිරණශීල සමස්ථානිකවල ප‍්‍රයෝජන

සමස්ථානික(Isotopes) යනු එකම පරමාණු ක‍්‍රමාංකයක් සහිත එහෙත් විවිධ ස්කන්ධවලින් හෙබි මූලද්‍රව්‍යයක  ස්වරූප දෙකකි. මෙයට හේතුවන මූලද්‍රව්‍ය ස්ථාවර ප්‍රෝටෝන (protons) සංඛ්‍යාවක් තිබුණ ද නියුට්‍රෝන විවිධ සංඛ්‍යා තිබීමයි. පරමාණුවක ව්‍යුහය සමාලෝචනය කිරීමෙන් සමස්ථානිකවල පැවැත්ම තේරුම් ගත හැකිය.

පරමාණු සියල්ලෙහිම තුන් ආකාරයක මූලික අණු හෙවත් අංශු ඇත: ප්‍රෝටෝන නියුට්‍රෝන සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන යනුවෙනි. (එකම ව්‍යතිරේකය හෙවත් වෙනස්කම හයිඩ‍්‍රජන් පමණයි. මන්ද හයිඩ‍්‍රජන් පරමාණු බොහොමයක නියුට්‍රෝන අඩංගු නොවේ). ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝන දැකිය හැක්කේ පරමාණුක න්‍යෂ්ඨියෙහිය.  ඉලෙක්ට්‍රෝන, න්‍යෂ්ටිය අවට අවකාශයේ දැකිය හැකි අතර නිරතුරුව එය වටා කක්ෂ ගත වේ.

ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝනවල ඓක්‍යය තමයි, ස්කන්ධ අංකය(mass number). නිදසුන් බලමු: හීලියම්, 3He(ප්‍රෝටෝන 2යි සහ නියුට්‍රෝන 1යි) ලෙස හෝ 4He(ප්‍රෝටෝන 2 යි සහ නියුට්‍රෝන 2 යි) ලෙස හෝ පවතී.  හීලියම්වල ස්වරූප දෙක හඳුන්වනු ලබන්නේ හීලියම්වල සමස්ථානික ලෙසය. මූලද්‍රව්‍යයක සමස්ථානිකවල එකම රසායනික ගුණ පැවතුන ද විවිධ බරින් යුක්තයි. මෙයින් අදහස් වන්නේ, රසායනික කි‍්‍රයාවලියක් හරහා සමස්ථානික එකිනෙකින් වෙන් කිරීම අසීරු බවයි. එසේ වතුදු,  සමස්ථානිකවල ගුණ — ස්කන්ධය, තාපාංකය සහ හිමාංකය වැනි සමස්ථානිකවල භෞතික ගුණ සියල්ල වෙනස් වේ.

සමස්ථානික බහුලව නැතහොත් පොදුවේ නිරූපණය කරනු ලබන්නේ ආකාර දෙකකින් එකක් හිටියටය: එක්කෝ මූලද්‍රව්‍යයේ නමට පසුව සමස්ථානිකයේ ස්කන්ධ ක‍්‍රමාංකය ලිවීමෙනි. (හීලියම් ස්වරූපය දෙක දැක්වෙන්නේ හීලියම් 4 සහ හීලියම් 3 යනුවෙනි). නොඑසේ නම් මූලද්‍රව්‍යයෙහි රසායනික සංකේතය, ඒවායේ ස්කන්ධ ක‍්‍රමාංකය පෙන්වනු උපරි අක්ෂරයක් හෙවත් උඩකුරක්(superscript) සහිතව යොදා ගැනීමයි. හීලියම් සමස්ථානික දෙක සඳහා නිරූපණය වන්නේ 4 He සහ 3 He ලෙසය. සමස්ථානිකයක අර්ධ ජීවකාලය (half-life ) යනුවෙන් දැක්වෙන්නේ වඩාත් ස්ථාවර ස්වරූපයක් ලෙසට පරමාණුවලින් භාගයක්ම ක්ෂයවීමට යන කාලයයි. ස්වාභාවිකව බහුල සමස්ථානික අප අවට පවතින්නේ ඒවායේ අර්ධ ජීව කාලය පෘතිවියේ වයසට වඩා දීර්ඝ නිසාය. නිදසුනක් ලෙස යුරේනියම් 238(238U) සෑම වසර බිලියන 4.5ක අර්ධ ජීවකාලයක් ඇති හෙයින් එය ස්වභාවිකව බහුලය.  සමස්ථානික බොහොමයකට ඇත්තේ කෙටි අර්ධ ජීව කාලයන්ය. එහෙයින් අධ්‍යයනයට හෝ භාවිතයට ගැනීම පිණිස නම් පර්යේෂණාගාරයකදී නිපදවි යුතුය. උදාහරණයකට, කොබෝල්ට් 60 (60Co) ඇත්තේ වසර 5.3 ක අර්ධ ජීව කාලයක් වන  අතර නිපදවනු ලැබ ඇත්තේ ප‍්‍රතිකි‍්‍රයාකාරකයකය.

සමස්ථානික වර්ග සහ ඒවායේ ප‍්‍රයෝජන

ස්වභාවිකත්වය(nature) තුළ සමස්ථානික වර්ග තුනකි: විකිරණශීලි (radioactive ),  විකිරණජනක(radiogenic) සහ ස්ථායි(stable) යනුවෙනි. බොහෝ මූලද්‍රව්‍යවලට ස්ථායී මෙන්ම විකිරණශීලී සමස්ථානික ඇත. සමස්ථානිකවල ප‍්‍රයෝජන ජීවිතයේ සෑම අංශයකම පැතිර පවතී.

  1. විකිරණශීල සමස්ථානික, ස්ථායී සමස්ථානිකවලට වඩා සුලබය. විකිරණශීල සමස්ථානිකයක් නිරායාසයෙන්ම බෙදී වෙන්වී වෙනත් සමස්ථානිකයක් බවට පෙරළෙයි. නිදසුනක් දක්වතොත් ස්කන්ධ ක‍්‍රමාන්ක 40 (40K හෝ පොටෑසියම්-40) සහිත විකිරණශීල සමස්ථානිකයක් පොටෑසියම්වලට ඇත. එය පොටෑසියම්වල ස්ථායි සමස්ථානිකයක් (39K හෝ පොටෑසියම්-39)බවට බිඳ වැටෙයි. විකිරණශීල සමස්ථානික, කාලයත් සමග අනෙකුත් විකිරණශීල හෝ විකිරණජනක සමස්ථානික ලෙස ක්ෂය වේ. (උදා: යුරේනියම්, ප්ලූටෝනියම් සහ තෝරියම් යනු විකිරණශීල සමස්ථානික මත පමණක් සෑදුණු මූලද්‍රව්‍යයන්ය) අස්ථායි සමස්ථානිකයක් ක්ෂය වූ විට එය වෙනත් මූලද්‍රව්‍යයක නව පරමාණුවක් තනයි. අනෙක් අතට, ස්ථායි සමස්ථානික ක්ෂය නොවේ. මූලද්‍රව්‍යයක විකිරණශීල සමස්ථානික වෛද්‍යවිද්‍යාත්මක, ජීවවිද්‍යාත්මක සහ කාර්මික අධ්‍යයන්හිදී යොදා ගැනේ. ඒ, භෞතික හා යාන්ති‍්‍රක කි‍්‍රයාදාමයන් ගැන තොරතුරු දැන ගැනීම පිණිසය. නිදසුනක් ලෙස ගතහොත් වෛද්‍යවිද්‍යාවේ දී සමස්ථානික කැපිපෙනෙන ආකාර තුනකින් යොදා ගැනේ.

Image result for radioactive isotopes in medicine

(a) විකිරණශීල සමස්ථානික රෝගියෙකුට එන්නත් කළ හැකි අතර ඒවායින් විමෝචන වන ශක්තිය පටයකට(film) නැගිය හැකිය.  එහි ප‍්‍රතිඵලයක් වශයෙන් ලැබෙන ප‍්‍රතිරූපය  හෙවත් අනුරූපනය වැදගත් දෝෂ විමර්ෂණ මෙවලමකි.

(b) විකිරණශීලී ප‍්‍රභවයකින් එන ගැමා කිරණ, පිළිකා ෙසෙල විනාශ කරමින් ටියුමරයක් මතට යොමු කළ හැකිය.

(c) විකිරණශීල සමස්ථානික  ඖෂධ ලෙසට නිෂ්පාදනය කළ හැකිය. එය  රෝගියෙකුට එන්නත් කළ විට ටියුමරයක් වැනි සිරුරේ යම් කොටසක ඖෂධය ඒකරාශීවේ. සමස්ථානිකය ක්ෂය වී ශක්තිය නිකුත් කරන අතර එම ශක්තිය ටියුමරය වනසයි.

වෙනත් ක්ෂේත්‍ර

පුරාවිද්‍යාවේදී සොයාගනු ලැබූ අයිතමයක වයස නිර්ණය කිරීම පිණිස විකිරණශීල සමස්ථානික යොදා ගැනේ. එය හඳුන්වනු ලබන්නේ කාබන් කාලනිර්ණය ලෙසයි. කාබන් 14 සමස්ථානිකය විකිරණශීලී හෙයින් එය පදාර්ථයේ වයස  නිර්ණය සඳහා යොදා ගනු ලැබ ඇත. සත්වයෙකු හෝ ශාකයක් ජීවත්ව සිටින විට පද්ධතිය තුළ කාබන් ප‍්‍රතිජනනය කෙරේ. එහෙත් වස්තුව මිය ගිය පසු කාබන් 14 හෙවත් C-14 ප‍්‍රමාණය වෙනස් වන්නේ  වෙනත් ද්‍රව්‍යයක් ලෙස එය ක්ෂයවන විටය. එහි භාගයක් වසර 5600 කින් පමණ වෙනස්වන අනුපාතයකින් C-14 ක්ෂයවෙයි. (මෙය එහි අර්ධ ජීව කාලය දැක්වේ).  සත්වයා හෝ ශාකය මිය ගිය කාලය මේ  නිසා ගණනය කළ හැකිය. නිදසුනක් ලෙස ජීවත්වන වස්තුව හා සන්සන්දනයේදී වස්තුවක හෝ ෆොසිලයක තිබෙන්නේ එහි C-14 න් 1/4ක් පමණක්  නම් එය මියගොස් ඇත්තේ වසර 11,200කට පමණ පෙරය.

  1. විකිරණ ජනක සංස්ථානික යනු විකිරණශීල සමස්ථානික ක්ෂයවීමෙන් සෑදෙන සමස්ථානිකයි. 87Sr බහුලව යොදා ගන්නා විකිරණජනක සමස්ථානිකයකි.
  2. ස්ථායී සමස්ථානිකවලට විකිරණශීලීත්වය සමග සම්බන්ධයක් නැත. ඒවායේ ක‍්‍රමාංක මෙන්ම අනුපාතද සූර්ය ග‍්‍රහ මණ්ඩලය හට ගත් අවධියේ සිටම නියතයක් ලෙස පැවතිණ. මේ සන්දර්භයේදී ස්ථායී යන පදයෙන් දැක්වෙන්නේ විකිරණශීලී නොවන යන තේරුමයි. ෆ්ලූවොරීන්, සෝඩියම්, ඇලුමීනියම්, ෆොස්පරස් හා රන්රන් ඇතුලූ මූලද්‍රව්‍ය විස්සක ඇත්තේ එක් ස්ථායි සමස්ථානිකයක් පමණකි. ප‍්‍රතිවිරෝධීව, ඕනෑම මූලද්‍රව්‍යයක් ගතහොත් වැඩිම ස්ථායී සමස්ථානික ඇත්තේ ටින්වලය. සම්පූර්ණ වශයෙන් 10 කි.

අනෙකුත් ප්‍රයෝජන

වෛද්‍ය සමස්ථානිකයක් යනු මූලික වශයෙන් රෝග විනිශ්චය සඳහා යොදා ගන්නා ආරක්ෂා සහිත විකිරණශීල ද්‍රව්‍යයකි. මෙකී සමස්ථානික යොදා ගන්නා වෛද්‍ය විද්‍යා සහ වෛද්‍ය අනුරූපන ශාඛාව හඳුන්වනු ලබන්නේ  න්‍යෂ්ටික ඖෂධ වශයෙනි. සෞඛ්‍ය අංශයේ දී හෘදයාබාධ, චලන රෝගාබාධ හා පිළිකා රෝග විනිශ්චය සඳහා මෙන්ම චිකිත්සාවට සහ සහන සත්කාර සේවා සමස්ථානික යොදා ගැනේ. ක්‍රෝමියම්-51,  කොබෝල්ට්-60 යකඩ 59 බහුලව යොදා ගනු ලබන වෛද්‍ය කටයුතුවලදී ජනපිය සමස්ථානික අතර වේ.

පාරිසරික ක්ෂේත‍්‍රයේදී වායු සහ ජල දුෂණය මැන බැලීම සඳහා සමස්ථානික යොදා ගැනේ.  එමෙන්ම සමහර විකිරණමය අපද්‍රව්‍ය කළමනාකරණයේදී මහජන සෞඛ්‍යය සහ පරිසරය කෙරෙහි බලපෑම මෙන්ම අවදානම් ගැන සොයා බැලීමටද සමස්ථානික භාවිත කෙරේ.

කාර්මික ආරක්ෂ ක්ෂේත‍්‍රයේදී පාලම් තැනීමේදී භාවිත කරන වානේ කොටස්වලට සහ ජෙට් ගුවන් යානා තැනීමේදී වැරදි සෙවීමට විකිරණශීල සමස්ථානික යොදා ගනු ලැබේ.

පාරිභෝගික ආරක්ෂාව හා රැකවරණය සැලසීමේදී ආහාර ද්‍රව්‍යවල ගුණාත්මක බව අධ්‍යනයෙදී  මෙන්ම මිනිසුන් විසින් ඒවා පරිවෘත්තිය කි‍්‍රයාවට භාජනය කිරීම ගැන අධ්‍යයනය කිරීමේදී සමස්ථානික යොදා ගනු ලැබේ. මේවාටත් අමතරව හයිඩ‍්‍රජන්වල සමස්ථානිකයක් වන වියුටීරියම් වලට එක් ප්‍රෝටෝනයක් සහ එක් නියුට්‍රෝනයක් සමන්විත න්‍යෂ්ටියක් ඇත. ටියුටීරියම් ඔක්සිජන් හා එක්වූ විට ඉන් බැර ජලය සෑදේ. මන්ද සරල හයිඩ‍්‍රජන් වූයේ නම් ජලයෙහි ඩියුපිරියම්  දෙගුණයක් බරය. ස්වාභාවිකත්වයෙහි බැර ජල අණු ප‍්‍රමානය ඉතා සුළු වුවද න්‍යෂ්ටික අවි නිපදවීම සඳහා යොදා ගැනීමේදී එය සාන්ද්‍රණය  කර ඇති අතර එම තත්ත්වයේදි  සතුන්ට හා ශාකවලට විෂ සහිත විය හැකිය.

Actforlibraries.org  හි Uses of Radioactive Isotopes  Cancer, Gamma Rays, and Geological Dating  යන ලිපිය ඇසුරෙනි.

ප්‍රතිචාරයක් ලබාදෙන්න

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ WordPress.com ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Twitter picture

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Twitter ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Facebook photo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Facebook ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Google+ photo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Google+ ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Basic HTML is allowed. Your email address will not be published.

Subscribe to this comment feed via RSS

%d bloggers like this: