ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ರೂಪಾಂತರಗಳು: ಸಂಶೋಧನೆಯ ಇತಿಹಾಸ, ರೂಪಾಂತರಗಳ ಮುಖ್ಯ ವಿಧಗಳು

ಪರಮಾಣು ಬೀಜಕಣಗಳ ರಚನೆಯು ಆಧುನಿಕ ದೈಹಿಕ ಜ್ಞಾನದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಚಿಕ್ಕ ಕಣಗಳ ರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ತಕ್ಷಣವೇ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸರಿಯಾದ ತೀರ್ಮಾನಕ್ಕೆ ಬಂದರು. ಮತ್ತು ನಂತರದ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ, ಇತರ ಕ್ರಮಬದ್ಧತೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು-ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮೈಕ್ರೊಪಾರ್ಟಿಕಲ್ಗಳ ಚಲನೆಯ ನಿಯಮಗಳು, ಜೊತೆಗೆ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಕೊಳೆಯುವ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳ ರೂಪಾಂತರದ ಲಕ್ಷಣಗಳು.

ರುದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳು

ಅಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಇಂಗ್ಲೀಷ್ ಸಂಶೋಧಕ ರುದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು. ಅಣುವು ಅದರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಕೂಡಾ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹಗುರವಾಗಿ ನೂರಾರು ಬಾರಿ ಇವೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನೊಳಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು, 1906 ರಲ್ಲಿ ರುಥರ್ಫೋರ್ಡ್ ಆಲ್ಫಾ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ತನಿಖೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಅಣೆಯನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿತು. ಇಂತಹ ಕಣಗಳು ರೇಡಿಯಂನ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯಲ್ಲೂ, ಇತರ ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಕಂಡುಬಂದವು. ಅವರ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ರುದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಅಣು ರಚನೆಯ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪಡೆದರು, ಅದನ್ನು "ಗ್ರಹಗಳ ಮಾದರಿ" ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಯಿತು.

ವಿಕಿರಣಶೀಲತೆಯ ಮೊದಲ ಅವಲೋಕನಗಳು

1985 ರಲ್ಲಿ, ಆಂಗ್ಲಾನ್ ಅನಿಲದ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾದ ಇಂಗ್ಲಿಷ್ ಎಕ್ಸ್ಪ್ಲೋರರ್ ಡಬ್ಲು. ರಾಮ್ಸೇ ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕ ಆವಿಷ್ಕಾರವನ್ನು ಮಾಡಿದರು. ಕ್ಲೆವೆಟ್ ಎಂಬ ಖನಿಜದಲ್ಲಿ ಅವನು ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದನು. ತರುವಾಯ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಖನಿಜಾಂಶಗಳು ಇತರ ಖನಿಜಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿವೆ, ಆದರೆ ಥೋರಿಯಂ ಮತ್ತು ಯುರೇನಿಯಂ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವವುಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ.

ಸಂಶೋಧಕರು ಬಹಳ ವಿಚಿತ್ರವಾದದ್ದನ್ನು ತೋರುತ್ತಿದ್ದರು: ಖನಿಜಗಳಲ್ಲಿ ಅನಿಲ ಎಲ್ಲಿಂದ ಬರುತ್ತವೆ? ಆದರೆ ರುದರ್ಫೋರ್ಡ್ ವಿಕಿರಣಶೀಲತೆಯ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದಾಗ, ಹೀಲಿಯಂ ವಿಕಿರಣ ಕ್ಷಯದ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಅದು ಬದಲಾಯಿತು. ಕೆಲವೊಂದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಂಶಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೊಸ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಇತರರನ್ನು "ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ". ಮತ್ತು ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರ ಎಲ್ಲಾ ಹಿಂದಿನ ಅನುಭವವನ್ನು ಈ ಸತ್ಯ ವಿರೋಧಿಸಿದೆ.

ಫ್ರೆಡ್ರಿಕ್ ಸೋಡಿ ಅವಲೋಕನ

ಸಂಶೋಧನಾದಲ್ಲಿ ರುದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಫ್ರೆಡೆರಿಕ್ ಸೋಡಿಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು. ಅವರು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರಾಗಿದ್ದರು, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಪ್ರಕಾರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಂಶಗಳ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಅವರ ಎಲ್ಲಾ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲಾಯಿತು. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಸೋಡಿ ಅವರಿಂದ ನೋಡಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ರುದರ್ಫೋರ್ಡ್ ತನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದ ಆಲ್ಫಾ ಕಣಗಳು ಏನೆಂದು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಒಂದು ಆಲ್ಫಾ ಕಣಗಳ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು 4 ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಘಟಕಗಳೆಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಇಂತಹ ಕೆಲವು ಆಲ್ಫಾ ಕಣಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ನಂತರ, ಸಂಶೋಧಕರು ತಾವು ಹೊಸ ವಸ್ತುವನ್ನಾಗಿ - ಹೀಲಿಯಂ ಆಗಿ ಮಾರ್ಪಟ್ಟಿದ್ದನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡರು. ಈ ಅನಿಲದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಸೋಡಿಯೆಗೆ ತಿಳಿದಿತ್ತು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಆಲ್ಫಾ ಕಣಗಳು ಹೊರಗಿನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲು ಮತ್ತು ತಟಸ್ಥ ಹೀಲಿಯಂ ಅಣುಗಳಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅವರು ವಾದಿಸಿದರು.

ಪರಮಾಣುವಿನ ಬೀಜಕಣಗಳಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ

ಆನಂತರದ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಪರಮಾಣು ಬೀಜಕಣಗಳ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಎಲ್ಲಾ ರೂಪಾಂತರಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಶೆಲ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ನಡೆಯುವುದಿಲ್ಲವೆಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅರಿತುಕೊಂಡರು, ಆದರೆ ನೇರವಾಗಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ತಮ್ಮನ್ನು ತೊಡಗಿಸಿಕೊಂಡರು. ಇದು ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನ ವಿಕಿರಣಾತ್ಮಕ ರೂಪಾಂತರವಾಗಿದ್ದು, ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಇತರರಿಗೆ ರೂಪುಗೊಂಡಿತು. ನಂತರ ಈ ರೂಪಾಂತರಗಳ ವಿವರಗಳನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ತಿಳಿದಿಲ್ಲ. ಆದರೆ ಹೇಗಾದರೂ ಹೊಸ ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಂಶಗಳು ಅವರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕಂಡುಬಂದಿದೆ ಎಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ.

ರೇಡಿಯಮ್ನ್ನು ರೇಡಾನ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಮೆಟಮಾರ್ಫೊಸ್ಗಳ ಸರಪಳಿಯನ್ನು ಗುರುತಿಸಬಹುದು. ಇಂತಹ ವಿಕಿರಣಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು, ವಿಶೇಷ ವಿಕಿರಣದ ಜೊತೆಗೆ, ಸಂಶೋಧಕರು ಪರಮಾಣು ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಈ ಎಲ್ಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಪರಮಾಣುವಿನ ಬೀಜಕಣಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತವೆ ಎಂದು ಮನವರಿಕೆ ಮಾಡಿದರು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ರೇಡಿಯಮ್ ಮಾತ್ರವಲ್ಲ, ಇತರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರು.

ತೆರೆದ ವಿಧಗಳ ವಿಕಿರಣ

ಅಂತಹ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಉತ್ತರಗಳನ್ನು ಬೇಕಾದ ಮುಖ್ಯ ಶಿಸ್ತು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ (9 ನೇ ಗ್ರೇಡ್) ಆಗಿದೆ. ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ರೂಪಾಂತರಗಳು ಅದರ ಕೋರ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಸೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಯುರೇನಿಯಂ ವಿಕಿರಣದ ಸೂಕ್ಷ್ಮಗ್ರಾಹಿ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದ ರುದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಎರಡು ರೀತಿಯ ವಿಕಿರಣ ಅಥವಾ ವಿಕಿರಣದ ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ. ಕಡಿಮೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮಗ್ರಾಹಿ ರೀತಿಯನ್ನು ಆಲ್ಫಾ ವಿಕಿರಣ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ನಂತರ, ಬೀಟಾ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಸಹ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಗಾಮಾ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ 1900 ರಲ್ಲಿ ಪಾಲ್ ವಿಲ್ಲರ್ಡ್ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು. ವಿಕಿರಣಶೀಲತೆಯ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳ ಕ್ಷಯದೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ತೋರಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಪರಮಾಣುವಿನ ಚಾಲ್ತಿಯಲ್ಲಿರುವ ವಿಚಾರಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಒಂದು ಅವಿಭಾಜ್ಯ ಕಣವಾಗಿ, ವಿನಾಶಕಾರಿ ಹೊಡೆತವನ್ನು ಹೊಡೆದಿದೆ.

ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ರೂಪಾಂತರಗಳು: ಮೂಲ ವಿಧಗಳು

ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮೂರು ವಿಧದ ರೂಪಾಂತರಗಳಿವೆ: ಆಲ್ಫಾ-ಕೊಳೆತ, ಬೀಟಾ ಕೊಳೆತ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಕ್ಯಾಪ್ಚರ್, ಅಥವಾ ಕೆ-ಕ್ಯಾಪ್ಚರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಈಗ ನಂಬಲಾಗಿದೆ. ಆಲ್ಫಾ ಕೊಳೆತದಲ್ಲಿ, ಆಲ್ಫಾ ಕಣವು ಬೀಜಕಣದಿಂದ ಹೊರಹೊಮ್ಮುತ್ತದೆ, ಅದು ಹೀಲಿಯಂ ಪರಮಾಣುವಿನ ಬೀಜಕಣವಾಗಿದೆ. ವಿಕಿರಣಶೀಲ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಸ್ವತಃ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ಕೊನೆಯ ಸ್ಥಳಗಳನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ವಸ್ತುಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣವೆಂದರೆ ಆಲ್ಫಾ ಕೊಳೆತ. ಬೀಟಾ-ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯು ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳ ವಿಕಿರಣಾತ್ಮಕ ರೂಪಾಂತರಗಳಿಗೆ ಸಹ ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣು ಬೀಜಕಣಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಸಹ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ: ಇದು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಅಥವಾ ಆಂಟಿನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಜೊತೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪೊಸಿಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಈ ರೀತಿಯ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯು ಅಲ್ಪ-ತರಂಗ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣದೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕ್ಯಾಪ್ಚರ್ನಲ್ಲಿ, ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಹತ್ತಿರದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳೊಂದನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಬೆರಿಲಿಯಮ್ನ ಕೋರ್ ಲಿಥಿಯಂನ ಬೀಜಕಣಗಳಾಗಿ ಬದಲಾಗಬಹುದು. ಈ ರೀತಿಯನ್ನು 1938 ರಲ್ಲಿ ಅಮೆರಿಕಾದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಅಲ್ವಾರೆಜ್ ಎಂಬಾತನಿಂದ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು, ಇವರು ಅಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು ಕೂಡಾ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು. ಇಂತಹ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ಹಿಡಿಯಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದ ಫೋಟೋಗಳು, ಕಣಗಳ ಸಣ್ಣ ಮೌಲ್ಯಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ತೆಳುವಾದ ಮೇಘಕ್ಕೆ ಹೋಲುವ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ.