கதிரியக்க அணுக்கரு

கதிரியக்க அணுக்கரு (Radionuclide) என்பது எந்த ஓர் அணு மிகையளவு ஆற்றலைக் கொண்டு நிலைப்புத் தன்மை குறைவுக்கு காரணமாகிறதோ அந்த அணுவைக் குறிக்கிறது. கதிரியக்க ஒரிடத்தான், கதிரியக்க ஐசோடோப்பு, கதிரியக்கச் செயல்பாட்டு அணுக்கரு, கதிரியக்கச் செயல்பாட்டு ஓரிடத்தான், கதிரியக்க செயல்பாட்டு ஐசோடோப்பு என்ற பலபெயர்களால் இது அழைக்கப்படுகிறது. இந்த மிகையாற்றல் பின் வரும் மூன்று வழிகளில் எதாவது ஒன்றாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. அணுக்கருவில் இருந்து காமா கதிராக இவ்வாற்றல் உமிழப்படலாம். ஆற்றலை அணுக்கருவிலுள்ள ஒர் எலக்ட்ரானுக்கு மாற்றி அதை ஒரு மாற்றும் எலக்ட்ரானாக வெளிவிடலாம் அல்லது அணுக்கருவிலிருந்து ஆல்பா அல்லது பீட்டா என்ற புதிய துகள்களை உருவாக்கி வெளியிடலாம். இச்செயல்முறையின் போது கதிரியக்க அணுக்கரு கதிரியக்கச் சிதைவு அடைகிறது ^[1].

இந்த உமிழ்வுகள் அயனியாக்க கதிர்வீச்சாகக் கருதப்படுகின்றன. ஏனெனில் அவை மற்றொரு அணுவில் இருந்து எலக்ட்ரான் விடுவிக்கும் அளவுக்கு போதுமான சக்திவாய்ந்தவையாக உள்ளன. கதிரியக்கச் சிதைவு ஒரு நிலையான அணுக்கருவை உருவாக்கும் அல்லது சில நேரங்களில் புதிய நிலைப்புத்தன்மை அற்ற மற்றொரு அணுக்கருவை உற்பத்தி செய்யும், இப்புதிய அணுக்கரு மேலும் சிதைவுக்கு உட்படும். கதிரியக்கச் சிதைவு என்பது ஒற்றை அணுக்களின் மட்டத்தில் நிகழ்கின்ற ஒரு சீரற்ற செயல்முறையாகும்: ஒரு குறிப்பிட்ட அணு எப்போது சிதைவுறும் என்று கணிக்க முடியாது^[2][3][4][5]. எனினும், ஒரு தனிமத்தின் திரட்டப்பட்ட தனித்தனி அணுக்களின் சிதைவு வீதம், அதனால் ஏற்படும் அத்திரட்டின் அரை ஆயுட்காலம் முதலியவற்றை அளந்தறியப்பட்ட சிதைவு மாறிலியைக் கொண்டு கணக்கிடலாம். ஒரு கதிரியக்கத் தனிமத்தின் அரை ஆயுட்காலம் என்பது அதில் உள்ள அணுக்களில் பாதியளவு சிதைவடைய ஆகும் காலமாகும். கதிரியக்கத் தனிமத்தில் ஆரம்பத்தில் உள்ள அனைத்து அணுக்களின் மொத்த ஆயுட்காலத்திற்கும் அதிலுள்ள மொத்த அணுக்களின் எண்ணிக்கைக்கும் உள்ள விகிதம் சராசரி ஆயுட்காலம் எனப்படும். சிதைவு மாறிலியைப் பயன்படுத்தி சராசரி ஆயுட்காலத்தைக் கணக்கிடலாம்.

கதிரியக்க அணுக்கருக்கள் இயற்கையாகத் தோன்றுகின்றன அல்லது செயற்கையாக அணுக்கரு உலைகளில், சைக்ளோட்ரான்களில், துகள் முடுக்கிகளில் அல்லது கதிரியக்க அணுக்கரு ஆக்கிகளில் செயற்கையாக தோற்றுவிக்கப்படுகின்றன. 60 நிமிடங்களுக்கு அதிகமான அரை ஆயுட்காலம் கொண்ட 760 கதிரியக்க அணுக்கருக்கள் அறியப்படுகின்றன. இவற்றில் 32 அணுக்கருக்கள் புவி தோன்றுவதற்கு முன்பிருந்தே பிரபஞ்சத்தில் இருந்திருக்கலாம் என்று கணிக்கப்பட்டுள்ளது. குறைந்தபட்சம் மேலும் 60 கதிரியக்க அணுக்கருக்களாவது இயற்கையில் கண்டறியக்கூடியதாக இருக்கின்றன. இவை ஆதிகால அணுக்கருக்களின் சேய் அணுக்கருக்களாகவோ அல்லது அண்ட கதிர்வீச்சால் பூமியில் இயற்கையான உற்பத்தி மூலம் தோன்றிய கதிரியக்க அணுக்கருக்களாகவோ உள்ளன. 2400 கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளுக்கும் மேற்பட்டவை 60 நிமிடத்திற்கும் குறைவான அரை ஆயுட்காலத்தைக் கொண்டவையாக உள்ளன. இவற்றில் பெரும்பாலானவை செயற்கை முறையில் தயாரிக்கப்பட்டவையாகும். குறைந்த ஆயுட் காலத்தைக் கொண்டிருப்பவையாகவும் உள்ளன. 254 கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் மட்டுமே நிலைப்புத்தன்மை கொண்டவை என்பதை ஒப்பிட்டு அறிந்து கொள்ளலாம்.

அனைத்து வேதியியல் தனிமங்களும் கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இலேசான தனிமமான ஐதரசன் உலோகம் கூட டிரிட்டியம் என்ற நன்கு அறியப்பட்ட கதிரியக்க ஐசோடோப்பைக் கொண்டுள்ளது. ஈயத்தைக் காட்டிலும் கனமான தனிமங்களும் டெக்னீசியம் மற்றும் புரொமெத்தியம் போன்ற தனிமங்களும் கதிரியக்க ஐசோடோப்பை மட்டுமே கொண்டுள்ளன. காமா கதிர் அல்லது அதிக ஆற்றல் கொண்ட அணுக்கரு துகள் மனித உடலினுள் செல்லும்போது உயிரியல் அமைப்பின் மொத்த செயல்பாடும் பாதிப்பு உள்ளாகிறது. இது உடல்வழி அல்லது மரபு வழி பாதிப்பாக அமைகிறது. கதிரியக்கக் கதிர்வீச்சினால் உருவாகும் இயிரியல் விளைவுகள் மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன. மீளக்கூடிய குறுகிய கால விளைவுகள், மீளமுடியாத நீண்ட கால விளைவுகள், மரபு வழி விளைவுகள் என்பன அவையாகும். மிகச் சிறிய அளவிலான கதிர் வீச்சுக்கு உட்படும்போது முடி உதிர்தல், தோல் பாதிப்புகள் போன்றவை ஏற்படும். அதிக கதிர்வீச்சுக்கு உட்படுவதால் இரத்தப் புற்று நோயும் உயிருக்கு ஆபத்தான நிலையும் கூட ஏற்படலாம்.

கதிர்வீச்சு ஏற்படுத்தும் மரபுவழிப் பாதிப்புகள் மிகவும் மோசமானவையாகும். கதிர்விச்சுகள் இனப்பெருக்க செல்களில் உள்ள மரபு அணுக்களைப் பாதிக்கும். இதனால் ஏற்படும் விளைவுகள் ஒரு சந்ததியில் இருந்து மற்றொரு சந்ததிக்கு கடத்தப்படுகின்றன.

கதிர் மருத்துவத்திற்கான கதிரியக்க ஓரிடத்தான்கள் என்பன கதிர் மருத்துவத்திலும் அணுக்கரு மருத்துவத்திலும் பயன்படுத்தப்படும் ஓரிடத்தான்களைக் குறிக்கும். அணு உலைகளின் மற்றொரு முக்கிய பயன் அவைகள் மருத்துவம், தொழில்துறை, ஆய்வு, பயிர்தொழில் என பலதுறைகளிலும் அதிகம் பயன்படும் கதிர் ஓரிடத்தான்களைப் பெற உதவுதலாகும். கோபால்ட்-60, இருடியம்-192, தங்கம்-198, பாசுபரசு-32, தூலியம்-167, யுரோப்பியம்-154, -155 போன்றவை நியூட்ரான்களின் மோதலால் கிடைக்கின்றன. சீசியம்-137 போன்றவை சில எரிகோலில் (Fuel rods) துணைப்பொருட்களாகப் பெறப்படுகின்றன.

மேலும் சில குறுகிய கால அரைவாழ்வுடைய கதிர் ஓரிடத்தான்களான கார்பன்-11, நைட்ரசன்-13, ஆக்சிசன்-15, ஃபுளூரின்-18 போன்றவை சைக்ளோட்டிரான் உதவியுடன் பெறப்படுகின்றன.

அணுஉலை அல்லது அணு அடுக்கு என்பன அணுக்கரு தொடர்வினையினைத் தொடங்கி, அதனைக் கட்டுப்பாட்டில் வைத்து, பொதுவாக மின் உற்பத்திக்கும் சில சமயங்களில் கப்பல்களை இயக்கவும் பயன்படும் காப்பான ஒரு அமைப்பாகும். இக்கருவியில் கருப்பிளவையின் போது தோன்றும் மிக அதிகமான வெப்பமானது நீர்ம அல்லது வளிம பொருட்களால் எடுத்துச் செல்லப்பட்டு, மின்னாக்கியின் சுழலியினை இயக்கப் பயன்படுகிறது. இதன் பயனாக மின்சாரம் பெறப்படுகிறது.