“විකිරණශීලී” (radioactive) යන වචනය ඇසෙන විට ඔබේ මතකයට එන්නේ කුමක්ද?
මට නම් මතක් වුණේ මේ දේ. “අනතුරක්, නේද?“
නමුත් මේ ලිපියෙන් අපි උත්සාහ කරන්නේ හරියටම විකිරණශීලී කියන්නේ මොකක්ද, නැත්නම් එහි තේරුම මොකක්ද සහ එය මෙතරම් භයානක ඇයි කියා තේරුම් ගැනීමටයි.
තවද මේ දේම අපට ප්රයෝජනවත් විය හැක්කේ කෙසේද? ඒ පිළිබඳවයි අපි ගවේෂණය කරන්නේ. එහෙනම් අපි ආරම්භ කරමු.
විකිරණශීලීතාව යනු කුමක්දැයි ගවේෂණය කිරීමට, ඔබ දන්නා හඳුනන දෙයකින්ම පටන් ගනිමු.
රසායනික ක්රියාවලීන්, රසායනික ප්රතික්රියා.
H2+O = H2O
දැන් ඔබ මේ විශේෂිත රසායනික ප්රතික්රියාව ගැන කරදර විය යුතු නැහැ, නමුත් අවධානය යොමු කළ යුතු කරුණ නම්, සෑම රසායනික ප්රතික්රියාවකදීම දකුණු පස ඇති මූලද්රව්ය සංඛ්යාව වම් පස ඇති මූලද්රව්ය සංඛ්යාවට හරියටම සමාන බවයි.
උදාහරණයක් ලෙස, වම් පස හයිඩ්රජන් පරමාණු දෙකක් තිබේ නම්, දකුණු පසින්ද ඔබට හයිඩ්රජන් පරමාණු දෙකක් හමුවේ.
දකුණු පස ඔක්සිජන් පරමාණුවක් තිබේ නම්, වම් පසද ඔක්සිජන් පරමාණුවක් ඇත.
මෙහි තේරුම නම් ඔබේ ඵල (products) තුළ කිසි විටෙකත් නව මූලද්රව්ය ලබා ගැනීමට ඔබට නොහැකි බවයි.
ඵල පැත්තේ ඇති මූලද්රව්ය සැමවිටම ප්රතික්රියක (reactant) පැත්තේ ඇති මූලද්රව්යවලට සමාන වේ.
නමුත් මීට වෙනස්ව, විකිරණශීලී ක්රියාවලීන්හිදී ඔබට නව මූලද්රව්ය ලැබේ.
මොකක්ද? ඒ කොහොමද?
ඔබ දකිනවා ඇති, රසායනික ප්රතික්රියාවලදී ඔබට නව මූලද්රව්ය නොලැබීමට හේතුව එය සම්පූර්ණයෙන්ම එක් පරමාණුවක සිට තවත් පරමාණුවකට ඉලෙක්ට්රෝන ගමන් කිරීම ගැන වන බැවිනි.
දැන් ඔබ කාබන් වැනි දෙයක් ගෙන එයින් ඉලෙක්ට්රෝන ඉවත් කළහොත් හෝ ඊට ඉලෙක්ට්රෝන එකතු කළහොත්, නැතහොත් ඉලෙක්ට්රෝන හවුල් කර ගත්තොත් – ඔබ මොනවා කළත් – කාබන් පවතින්නේ කාබන් ලෙසමය.
ඉලෙක්ට්රෝන මගින් මූලද්රව්යයක අනන්යතාවය තීරණය නොවේ.
එසේනම් එයින් අපට පැන නගින ප්රශ්නය නම්, අනන්යතාවය තීරණය කරන්නේ කුමක්ද යන්නයි. කාබන්, කාබන් බවට පත් කරන්නේ කුමක්ද? ඔක්සිජන්, ඔක්සිජන් බවට පත් කරන්නේ කුමක්ද?
එම ප්රශ්නයට පිළිතුරු දීමට නම්, අපි තවදුරටත් ගැඹුරට හෑරිය යුතුයි. ඇත්තටම කිව්වොත් ගැඹුරින්ම බැලිය යුතුයි.
ඔබ කාබන් පරමාණුවක් ඇතුළත බැලුවහොත්, ඉලෙක්ට්රෝන වේගයෙන් කැරකෙනු ඔබට පෙනෙනු ඇත.
නමුත් ඔබ එහි මධ්යයට සමීප වී (zoom in) බැලුවහොත්, ඔබට කාබන්හි න්යෂ්ටිය (nucleus) හමුවේ.
පරමාණුවක න්යෂ්ටියක ධන ආරෝපිත අංශු වන ප්රෝටෝන සහ උදාසීන අංශු වන නියුට්රෝන අඩංගු වන බව ඔබ දැනටමත් දන්නවා ඇති.
දැන් අනුමාන කරන්න බලන්න?
මූලද්රව්යයක අනන්යතාවය තීරණය වන්නේ ප්රෝටෝන සංඛ්යාව මත බව පෙනී යයි.
එබැවින් උදාහරණයක් ලෙස, ප්රෝටෝන හයක් ඇති ඕනෑම දෙයක් කාබන් වේ.
කාබන්, කාබන් වන්නේ එහි ප්රෝටෝන හයක් ඇති බැවිනි.
ඒ හා සමානව, ප්රෝටෝන හතක් ඇති ඕනෑම දෙයක් නයිට්රජන් වේ, එලෙසම ඉදිරියටත් සිදුවේ.
අනන්යතාවය තීරණය කරන්නේ ප්රෝටෝන සංඛ්යාවයි.
නමුත් ඔබ ඇසිය හැකියි, “එතකොට නියුට්රෝන සංඛ්යාව ගැන මොකද හිතන්නේ?” කියා.
ඇත්තටම නියුට්රෝන සංඛ්යාව එතරම් වැදගත් නැහැ.
උදාහරණයක් ලෙස, ඔබට නියුට්රෝන හයක් ඇති කාබන් තිබිය හැකියි, නැතහොත් නියුට්රෝන අටක් ඇති කාබන් තිබිය හැකියි.
ඔබට කාබන්හි විවිධ න්යෂ්ටි ලබා ගත හැකියි.
ප්රෝටෝන සංඛ්යාව සමාන (එනම් එකම මූලද්රව්යය), නමුත් නියුට්රෝන සංඛ්යාව වෙනස් එවැනි න්යෂ්ටිවලට අපි නමක් කියමු.
අපි ඒවාට සමස්ථානික (isotopes) යැයි කියමු.
එබැවින් ඒවා එකිනෙකාගෙන් වෙන්කර හඳුනා ගැනීමට අපට ලේඛන ක්රමයක් තිබෙනවා.
න්යෂ්ටි නිරූපණය කිරීමට අප භාවිතා කරන ලේඛන ක්රමය නම්, අපි “C” අකුර ලියා, පසුව ප්රෝටෝන සංඛ්යාව මෙතැන පහළින් ලියනවා.
ඉන්පසු ඉහළ වම් පසින්, අපි මුළු අංශු සංඛ්යාව ලියනවා – නියුට්රෝන සංඛ්යාව පමණක් නොවෙයි.
එතකොට හයයි හයයි එකතු වුණාම 12 යි.
මේ න්යෂ්ටිය අපි නිරූපණය කරන්නේ මෙහෙමයි.
ඒ වගේම, ඔබ මේ න්යෂ්ටිය නිරූපණය කරන්නේ කොහොමද?
අපි එය C6 ලෙස නිරූපණය කරනවා. එය අනිවාර්යයෙන්ම හයක් විය යුතුයි. හයක් නොවුණා නම් එය කාබන් වෙන්නේ නැහැ.
ඉන්පසු ඉහළ වම් පසින්, ඔබ හය සහ අටේ එකතුව ලියනවා. අපි මෙය 14 ලෙස නිරූපණය කරනවා.
එතකොට අපි මෙයට කාබන්-12 සමස්ථානිකය කියාත්, මෙයට කාබන්-14 සමස්ථානිකය කියාත් කියනවා.
එබැවින් ඔබට පෙනෙනවා ඇති, සමස්ථානික එකිනෙකාගෙන් වෙන් කරන්නේ මේ මුළු අංශු සංඛ්යාව බව.
අපි එම අංකයට නමක් දෙනවා.
අපි එයට ස්කන්ධ ක්රමාංකය (mass number) යැයි කියමු. මන්ද එම අංකයෙන් ස්කන්ධය නිරූපණය වන බැවිනි.
මෙහි ඔබට අංශු 14 ක් ඇති බැවින්, අංශු 12 ක් පමණක් ඇති මේ න්යෂ්ටියට සාපේක්ෂව මෙම න්යෂ්ටියට වැඩි ස්කන්ධයක් ඇත, නේද?
එබැවින් න්යෂ්ටි ගැන කතා කිරීමේදී ස්කන්ධ ක්රමාංකය වැදගත් වේ, මන්ද එහිදී ඔබ ප්රෝටෝන සහ නියුට්රෝන යන දෙක ගැනම සැලකිලිමත් වන බැවිනි.
නමුත් රසායනික ප්රතික්රියාවලදී ඔබ නියුට්රෝන සංඛ්යාව ගැන සැලකිලිමත් වන්නේ නැහැ, ඔබ කතා කරන්නේ කාබන් ගැන පමණයි.
මන්ද ඔවුන් දෙදෙනාටම ඇත්තේ එකම රසායනික ගුණාංගයි, නමුත් එකම න්යෂ්ටික ගුණාංග නොවෙයි.
දැන් ඔබ කියන්න පුළුවන්, “ජයා, මේ ඔක්කොම හොඳයි, ඒත් විකිරණශීලීතාව කියන්නේ හරියටම මොකක්ද?” කියා.
“සහ එයින් නව මූලද්රව්ය හැදෙන්නේ කොහොමද? එය මෙතරම් භයානක ඇයි?”
කෙටියෙන් කිවහොත්, ඇතැම් න්යෂ්ටි ඉතා අස්ථායී (unstable) විය හැකි බව පෙනී යයි.
එවැනි අවස්ථාවලදී, එවැනි න්යෂ්ටි ඉබේම, ස්වයංසිද්ධව සමහර අංශු පිටතට විසි කරයි.
එසේ කිරීමේදී, ඒවායේ ඇති ප්රෝටෝන සංඛ්යාව වෙනස් වේ.
එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස මූලද්රව්යය වෙනස් වේ, නව මූලද්රව්ය ලැබෙන්නේ එලෙසයි.
එම ක්රියාවලිය තමයි අපි විකිරණශීලීතාව ලෙස හඳුන්වන්නේ.
දැන් මම දන්නවා මෙහි තේරුම් ගැනීමට බොහෝ දේ ඇති බව, අපි එය දැන් කරමු.
පළමු ප්රශ්නය ඔබට ඇති විය හැක්කේ, “න්යෂ්ටිය අස්ථායී කියන එකෙන් අදහස් කරන්නේ කුමක්ද?” යන්නයි.
න්යෂ්ටියක ස්ථායීතාවය තේරුම් ගැනීම එතරම් සරල නැහැ.
නමුත් යම් අවබෝධයක් ලබා ගැනීමට, ඉතා බර න්යෂ්ටි ගැන සිතන්න.
ඔබට ඉතා බර න්යෂ්ටියක් තිබේ නම්, එහි ප්රෝටෝන විශාල ප්රමාණයක් ඇති බවත්, ඒ සියලුම ප්රෝටෝන ධන ආරෝපිත බැවින් ඒවා එකිනෙකාගෙන් ඉවතට යාමට උත්සාහ කරන බවත් ඔබට සිතාගත හැකියි.
එය න්යෂ්ටිය එකට තබා ගැනීම ඉතා අපහසු කරයි.
එබැවින් ඉතා බර න්යෂ්ටි අස්ථායී වීමට නැඹුරු වන බව ඔබට පෙනෙනු ඇත.
නමුත් එතරම් සරලව වැටහෙන්නේ නැති දෙය නම්, සැහැල්ලු න්යෂ්ටි පවා අස්ථායී විය හැකි බවයි.
උදාහරණයක් ලෙස, කාබන්-12 ස්ථායී වන විට කාබන්-14 අස්ථායී න්යෂ්ටියකි.
දැන් ඔබ පුදුම වේවි, “ඒ කොහොමද? දෙකේම තියෙන්නේ එකම ප්රෝටෝන සංඛ්යාවනේ” කියා.
ස්ථායීතාවය ප්රෝටෝන සංඛ්යාව සහ නියුට්රෝන සංඛ්යාව අතර අනුපාතය මතද රඳා පවතින බව පෙනී යයි.
ඇතැම් අනුපාත අනෙක් ඒවාට වඩා ස්ථායී වේ.
මා කී පරිදි, මෙය ඉතා සරල හෝ පැහැදිලි දෙයක් නොවෙයි.
එබැවින් කුමන න්යෂ්ටිය ස්ථායීද නැද්ද කියා අපට මතක තබා ගැනීමට අවශ්ය නැහැ.
නමුත් සාරාංශය නම්, අස්ථායී ඇතැම් න්යෂ්ටි පවතින බවයි. ඒවා බර හෝ සැහැල්ලු විය හැකියි.
දැන් අපි බලමු මේ අස්ථායී න්යෂ්ටිවලට මොකද වෙන්නේ කියා.
අපි උදාහරණයක් ගනිමු.
ඔබ කාබන්-14 ගත්තොත්, එය අස්ථායී නිසා, එය “බීටා අංශුවක්” (beta particle) ලෙස හඳුන්වන දෙයක් පිටතට විසි කරන බවත්, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස නයිට්රජන්-14 බවට පත්වන බවත් පෙනී යයි.
දැන් මම දන්නවා ඔබට ප්රශ්න රාශියක් ඇති බව, “එය සිදුවන්නේ කෙසේද? බීටා අංශුවක් කියන්නේ හරියටම මොකක්ද?” කියා.
“සහ ප්රෝටෝන සංඛ්යාව හයේ සිට හත දක්වා වැඩි වුණේ කොහොමද?”
අපි ඉදිරි වීඩියෝවලදී මේ සියල්ල ගැන සාකච්ඡා කරමු.
ඇත්තටම මෙයට කියන්නේ බීටා ක්ෂය වීම (beta decay) කියායි. ඇල්ෆා ක්ෂය වීම සහ ගැමා ක්ෂය වීම කියාත් දේවල් තිබෙනවා.
අපි ඒ රසවත් දේවල් ගැන පසුව කතා කරමු.
නමුත් මෙහිදී දැකිය යුතු වැදගත් කරුණ නම් සිදු වූ දේ දෙස බැලීමයි.
අපි ආරම්භ කළේ අස්ථායී මව් න්යෂ්ටියකින් (parent nucleus) – අපි ඒවාට කියන්නේ එහෙමයි.
එය ස්වයංසිද්ධව, එනම් අපට කිසිවක් කිරීමට අවශ්ය නොවී, එය අස්ථායී නිසාම ඉබේම සිදු වී, වඩා ස්ථායී න්යෂ්ටියක් බවට පත් විය. අපි එයට දූත න්යෂ්ටිය (daughter nucleus) යැයි කියමු.
එසේ කිරීමේදී එය කර ඇත්තේ කුමක්ද?
එය අධි ශක්ති අංශුවක් පිටතට විසි කර ඇත.
ඇත්තටම ඔබ ස්ථායී වන්නේ එහෙමයි නේද? ඔබ යම් ශක්තියක් මුදා හරිනවා, ඉන්පසු බලන්න?
විකිරණශීලීතාව මෙතරම් භයානක කරන්නේ මේ අධි ශක්ති අංශුවයි.
දැන් ඔබ අසාවි, “ජයා, අධි ශක්තිය කියන්නේ මොකක්ද?” කියා.
“වේගයෙන් යන පිං-පොං බෝලයකට මීට වඩා බිලියන වාරයක් ජූල් ශක්තියක් තිබෙනවා නේද? එහෙනම් ශක්තිය කියන්නේ මොකක්ද?” කියා.
ඔබ හරි, නමුත් පිං-පොං බෝලයක් වගේ නොවෙයි, මේ අංශුවලට ඇත්තටම ඔබේ සෛලවල පරමාණු තුළට ඇතුළු වී ඉලෙක්ට්රෝන ඉවතට තල්ලු කළ හැකියි.
බන්ධන බිඳ දමා සෛලවලට හානි කළ හැකියි, එමගින් ඔබේ DNA පවා විකෘති (mutate) කළ හැකියි.
ඒවා මෙතරම් භයානක වන්නේ ඒ නිසයි.
ඉතින් මම අධි ශක්ති අංශු කියන විට, මෙයින් අදහස් කරන්නේ මේවා අයනීකාරක අංශු (ionizing particles) බවයි.
අපි ඒවාට අයනීකාරක විකිරණ (ionizing radiation) යැයි කියමු.
අයනීකාරක යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ ඉලෙක්ට්රෝන ඉවතට තල්ලු කිරීමේ හැකියාව ඔවුන්ට ඇති බවයි.
නමුත් මෙන්න කාරණය, මේ දෙයම අපට ප්රයෝජනවත් විය හැකියි.
උදාහරණයක් ලෙස, අපට මේවා පිළිකා සෛල වෙත යොමු කර ඒවා විනාශ කිරීමට උත්සාහ කළ හැකියි.
විකිරණ චිකිත්සාව (radiation therapy) කියන්නේ ඒකටයි.
එබැවින් ඔබ විකිරණශීලීතාවය තේරුම් ගන්නේ නම්, අපට එය පාලනය කර පුදුමාකාර යෙදුම් සඳහා භාවිතා කළ හැකියි.
ඉතින් කෙටියෙන් කිවහොත්, විකිරණශීලීතාවය හෝ විකිරණශීලී ක්ෂය වීම යනු කුමක්ද?
එය අස්ථායී න්යෂ්ටියක් ස්වයංසිද්ධව නව, වඩා ස්ථායී න්යෂ්ටියක් බවට පත්වන ක්රියාවලියක් වන අතර, එසේ කිරීමේදී එය අධි ශක්ති අයනීකාරක විකිරණ මුදා හරියි.
තතු 
ප්රතිචාරයක් ලබාදෙන්න