अल्फा, बीटा और गामा कण क्या हैं?

अल्फा, बीटा, गामा किरणें: यह लगभग बाहरी अंतरिक्ष से एलियंस के बारे में एक पुराने स्कूल की चलचित्र की टैगलाइन की तरह लगता है, जो अपने अल्ट्रा-हाई-टेक गैजेट्स (और उम्मीद है कि एक गर्म स्वभाव) के साथ पृथ्वी पर आए हैं। वास्तव में, यह बहुत दूर नहीं है। अल्फा, बीटा और गामा विकिरण भौतिकी की दुनिया में सभी वास्तविक संस्थाएं हैं और जब आप इसे प्रबंधित कर सकते हैं तो इससे बचने के लायक हैं।

आप शायद जानते हैं कि अणु बनाने के लिए रासायनिक बंधन की प्रक्रिया के माध्यम से विभिन्न प्रकार के परमाणु एक साथ जुड़ सकते हैं। उदाहरण के लिए, दो हाइड्रोजन परमाणु (तत्वों की आवर्त सारणी पर H) और एक ऑक्सीजन परमाणु (O) मिलकर पानी का अणु (H) बना सकते हैं।₂ओ)। इस अणु को O-H बंधों में से एक को तोड़कर H+ और OH- आयनों में तोड़ा जा सकता है।

रासायनिक बंधों में, विभिन्न परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन परस्पर क्रिया करते हैं, लेकिन उनके नाभिक (नाभिक का बहुवचन) बरकरार रहता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ रखने वाला बल इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों की तुलना में परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन में अंतर्निहित है।

फिर भी, परमाणु नाभिक क्षय करते हैं, आमतौर पर अनायास और अक्सर अविश्वसनीय रूप से कम दर पर, यह इस बात पर निर्भर करता है कि तत्व क्या है। यह रेडियोधर्मिता इस लेख के पहले वाक्य में पेश किए गए तीन मूल स्वादों में आती है:

परमाणु को एक बार कुछ हद तक "सबसे छोटी अविभाज्य वस्तु" के रूप में वर्णित किया गया था, यहां तक ​​​​कि जानकार लोगों द्वारा भी। यह परिभाषा कुछ मायनों में सही है: कोई भी एक तत्व, या एक एकल अपरिवर्तनीय घटक से बना पदार्थ लें, और परमाणु उस पदार्थ की सबसे छोटी पूरी इकाई है। 2020 तक आवर्त सारणी में 118 तत्व हैं, उनमें से 92 प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं।

परमाणुओं में एक नाभिक होता है, जिसमें एक या अधिक प्रोटॉन होते हैं और हाइड्रोजन (सबसे छोटा तत्व) को छोड़कर, कम से कम एक न्यूट्रॉन होता है। उनके पास एक या अधिक इलेक्ट्रॉन भी होते हैं, जो विशिष्ट ऊर्जा स्तरों में नाभिक से कुछ दूरी पर पाए जाते हैं।

प्रोटॉन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं और इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं, प्रत्येक में आवेश का परिमाण समान होता है। चूँकि जमीनी अवस्था में एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के समान प्रोटॉन होते हैं, परमाणु होते हैं विद्युत तटस्थ जब तक आयनित नहीं होता (अर्थात, उनकी इलेक्ट्रॉन संख्या में परिवर्तन होता है)।

एक परमाणु का प्रोटॉन नंबर आवर्त सारणी पर उसका परमाणु क्रमांक होता है और तत्व की पहचान (नाम) निर्धारित करता है। कुछ परमाणु खुशी से मौजूद रहते हुए न्यूट्रॉन प्राप्त या खो सकते हैं, लेकिन अगर एक नाभिक खो देता है या एक प्रोटॉन प्राप्त करता है इसके बजाय, यह एक गेम-चेंजर है, क्योंकि अब जो कुछ भी तत्व था उसका एक नया नाम और साथ जाने के लिए नई विशेषताएं हैं यह।

वह बल जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ रखता है, कुछ भी नहीं, मजबूत परमाणु बल कहलाता है। परमाणुओं के नाभिक, एक अर्थ में, सभी पदार्थों के केंद्र में बैठे हुए माने जा सकते हैं, इसलिए उनका चरम स्थिरता संगठन में एक ब्रह्मांड व्याप्त में समझ में आता है और कम से कम एक विनम्र पर जीवन को बनाए रखने में सक्षम है ग्रह।

लेकिन नाभिक पूरी तरह से स्थिर नहीं होते हैं, और समय के साथ, वे क्षय होते हैं, कणों और ऊर्जा का उत्सर्जन करते हैं। प्रत्येक तत्व जो रेडियोधर्मी क्षय से गुजरता है, या अधिक विशेष रूप से आइसोटोप अध्ययन किए जा रहे तत्व की अपनी विशिष्ट अर्ध-आयु होती है, जिसका उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है कि किसी एक नाभिक के बारे में कोई जानकारी नहीं देते हुए समय के साथ कितने नाभिक क्षय होंगे। यह इस प्रकार एक जोखिम के समान है, अनिवार्य रूप से एक संभाव्यता आँकड़ा।

एक रेडियोधर्मी प्रजाति का आधा जीवन एक नमूने के आधे अस्थिर नाभिक को एक अलग रूप में क्षय होने में लगने वाला समय है। यह संख्या अरबों वर्षों में बहुत अधिक हो सकती है, हालांकि कार्बन -14 के लिए यह लगभग 5,730 वर्ष है (भूवैज्ञानिक समय में एक ब्लिप, यदि मानव सभ्यताओं में नहीं)।

विभिन्न प्रकार के रेडियोधर्मी क्षय को ग्रीक वर्णमाला के पहले तीन अक्षर दिए गए हैं। इस प्रकार अल्फा विकिरण एक कण का उत्सर्जन करता है जिसे अक्सर इस अक्षर के लोअरकेस संस्करण द्वारा दर्शाया जाता है, α। हालांकि, "α-विकिरण" लिखना अपरंपरागत होगा।

इस प्रकार का कण हीलियम (He) परमाणुओं के नाभिक के समान होता है। हीलियम आवर्त सारणी में दूसरा तत्व है, और 4.00 के परमाणु द्रव्यमान के साथ, इसमें दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन हैं। पूरे परमाणु में भी दो इलेक्ट्रॉन होते हैं जो दो प्रोटॉन के आवेश को संतुलित करते हैं, लेकिन ये एक अल्फा कण का हिस्सा नहीं हैं, केवल नाभिक हैं।

ये कण अन्य प्रकार के विकिरण के संबंध में बड़े पैमाने पर हैं; उदाहरण के लिए, बीटा कण लगभग 7,000 गुना छोटा है। यह सतह पर इसे विशेष रूप से खतरनाक लग सकता है, लेकिन वास्तव में इसके विपरीत सच है: The α-कणों के आकार का अर्थ है कि वे चीजों में प्रवेश करते हैं, जिसमें त्वचा जैसे जैविक अवरोध भी शामिल हैं, बहुत खराब।

बीटा कण (β-कण) वास्तव में सिर्फ इलेक्ट्रॉन हैं, लेकिन वे अपना नाम बरकरार रखते हैं क्योंकि उनकी खोज इलेक्ट्रॉनों की औपचारिक पहचान से पहले की है। जब एक परमाणु एक बीटा कण का उत्सर्जन करता है, तो वह उसी समय एक अन्य उप-परमाणु कण भी उत्सर्जित करता है जिसे इलेक्ट्रॉन एंटीन्यूट्रिनो कहा जाता है। यह कण कण उत्सर्जन की गति और ऊर्जा में साझा करता है, लेकिन इसका लगभग कोई द्रव्यमान नहीं है (यहां तक ​​​​कि एक इलेक्ट्रॉन की तुलना में, केवल लगभग 9.1 × 10 )^–31 द्रव्यमान में किलो)।

बीटा कण, अल्फा कणों से बहुत छोटे होने के कारण, अपने अधिक विशाल समकक्षों की तुलना में अधिक गहराई तक प्रवेश कर सकते हैं।

एक अन्य प्रकार का बीटा कण है पोजीट्रान, जो नाभिक में न्यूट्रॉन के क्षय के परिणामस्वरूप होता है। इन कणों में इलेक्ट्रॉनों के समान द्रव्यमान होता है, लेकिन विपरीत चार्ज होता है (इसलिए उनका नाम)।

गामा किरणें, या -किरणें, मनुष्यों के लिए रेडियोधर्मिता के सबसे खतरनाक परिणाम का प्रतिनिधित्व करते हैं। वे द्रव्यमान रहित हैं क्योंकि वे कण बिल्कुल नहीं हैं। "किरणें" वास्तव में सामान्य शब्द विद्युत चुम्बकीय विकिरण (ईएम विकिरण) के लिए छोटा है, जो प्रकाश की गति से यात्रा करता है (जिसे सी, या 3 × 10 दर्शाया गया है)⁸ m/s) और आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य मानों के विभिन्न संयोजनों में आता है जिनके उत्पाद c हैं।

गामा किरणों की तरंग दैर्ध्य बहुत कम होती है और इसलिए बहुत अधिक ऊर्जा होती है। वे एक्स-रे के समान हैं, सिवाय इसके कि एक्स-रे नाभिक के बाहर उत्पन्न होते हैं। वे आम तौर पर बिना किसी चीज को छुए मानव शरीर से गुजरते हैं, लेकिन क्योंकि वे इतने मर्मज्ञ हैं, उनके ठहराव को सुनिश्चित करने के लिए दो इंच मोटी एक सीसा ढाल की आवश्यकता होती है।

अल्फा कणों को सुरक्षित रूप से इस हद तक नजरअंदाज किया जा सकता है कि यह विकिरण के रूप में वर्गीकृत किसी भी चीज के लिए सही है। वे हवा में केवल 4 से 7 इंच (10 से 17 सेमी) की यात्रा कर सकते हैं, और हड़ताली होने पर उनकी ऊर्जा खो जाती है प्रोटॉन और न्यूट्रॉन जो भी सामग्री का सामना करते हैं, उन्हें घुसने से रोकते हैं आगे की।

बीटा कणों से अधिकांश नुकसान उन्हें निगलने या निगलने से होता है। (यह अल्फा कणों के बारे में भी सच हो सकता है।) इस तरह के विकिरण से होने वाले नुकसान का प्रमुख स्रोत रेडियोधर्मी सामग्री पीना या खाना है, हालांकि त्वचा के लंबे समय तक संपर्क में जलन पैदा हो सकती है।

गामा किरणें शरीर से बिना कुछ टकराए गुजर सकती हैं, लेकिन इस बात का कोई आश्वासन नहीं है कि वे वास्तव में ऐसा करेंगी, और वे हवा में लगभग एक मील की यात्रा कर सकती हैं। क्योंकि वे लंबी दूरी की यात्रा के अलावा व्यावहारिक रूप से किसी भी चीज़ में प्रवेश कर सकते हैं, वे कर सकते हैं सभी शरीर प्रणालियों को नुकसान और जीवित प्रणालियों के साथ वातावरण में उनकी उपस्थिति सावधानी से होनी चाहिए निगरानी की।