કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી સામગ્રી કેવી રીતે મેળવવામાં આવે છે. કુદરતી પાણીની કુદરતી અને કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગીતા

કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી દંપતી ઇરેન (1897-1956) અને ફ્રેડરિક (1900-1958) જોલિઓટ-ક્યુરી દ્વારા શોધી કાઢવામાં આવી હતી. 15 જાન્યુઆરી, 1934ના રોજ પેરિસ એકેડેમી ઓફ સાયન્સની બેઠકમાં જે. પેરીન દ્વારા તેમની નોંધ રજૂ કરવામાં આવી હતી. ઇરેન અને ફ્રેડરિક એ સ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ હતા કે આલ્ફા કણો દ્વારા બોમ્બમારો કર્યા પછી, કેટલાક પ્રકાશ તત્વો - મેગ્નેશિયમ, બોરોન, એલ્યુમિનિયમ - પોઝિટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે. આગળ, તેઓએ આ ઉત્સર્જનની પદ્ધતિ સ્થાપિત કરવાનો પ્રયાસ કર્યો, જે તે સમયે જાણીતા પરમાણુ પરિવર્તનના તમામ કેસોથી પ્રકૃતિમાં અલગ હતી. વૈજ્ઞાનિકોએ એલ્યુમિનિયમ ફોઈલથી એક મિલીમીટરના અંતરે આલ્ફા કણો (પોલોનિયમ)નો સ્ત્રોત મૂક્યો. ત્યારબાદ તેઓએ તેણીને લગભગ દસ મિનિટ સુધી રેડિયેશનના સંપર્કમાં રાખ્યા. ગીગર-મુલર કાઉન્ટર દર્શાવે છે કે વરખ કિરણોત્સર્ગનું ઉત્સર્જન કરે છે, જેની તીવ્રતા 3 મિનિટ 15 સેકન્ડના અર્ધ જીવન સાથે સમય સાથે ઝડપથી ઘટે છે. બોરોન અને મેગ્નેશિયમ સાથેના પ્રયોગોમાં, અડધા જીવન અનુક્રમે 14 અને 2.5 મિનિટ હતા. પરંતુ હાઇડ્રોજન, લિથિયમ, કાર્બન, બેરિલિયમ, નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન, ફ્લોરિન, સોડિયમ, કેલ્શિયમ, નિકલ અને ચાંદીના પ્રયોગોમાં, આવી કોઈ ઘટના મળી નથી. જો કે, જોલિયોટ-ક્યુરીઝે તારણ કાઢ્યું હતું કે એલ્યુમિનિયમ, મેગ્નેશિયમ અને બોરોન પરમાણુના બોમ્બમારાથી થતા કિરણોત્સર્ગને પોલોનિયમની તૈયારીમાં કોઈપણ અશુદ્ધિની હાજરી દ્વારા સમજાવી શકાય તેમ નથી. "ક્લાઉડ ચેમ્બરમાં બોરોન અને એલ્યુમિનિયમના કિરણોત્સર્ગના વિશ્લેષણ દર્શાવે છે," કે. મનોલોવ અને વી. ટ્યુટ્યુનનિક તેમના પુસ્તક "બાયોગ્રાફી ઓફ ધ એટોમ" માં લખે છે કે તે પોઝીટ્રોનનો પ્રવાહ છે. તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે વૈજ્ઞાનિકો એક નવી ઘટના સાથે કામ કરી રહ્યા હતા જે અન્ય તમામ કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ હતી. જાણીતા કેસોપરમાણુ પરિવર્તન. તે સમય સુધી જાણીતી પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ વિસ્ફોટક પ્રકૃતિની હતી, જ્યારે પોલોનિયમના આલ્ફા કિરણો સાથે ઇરેડિયેટ થયેલા કેટલાક પ્રકાશ તત્વો દ્વારા હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોનનું ઉત્સર્જન આલ્ફા કિરણોના સ્ત્રોતને દૂર કર્યા પછી કેટલાક ઓછા કે ઓછા સમય સુધી ચાલુ રહ્યું હતું. બોરોનના કિસ્સામાં, ઉદાહરણ તરીકે, આ સમય અડધા કલાક સુધી પહોંચે છે. જોલિયોટ-ક્યુરીઝ એવા નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે અહીં અમે વાત કરી રહ્યા છીએવાસ્તવિક રેડિયોએક્ટિવિટી વિશે, પોઝિટ્રોનના ઉત્સર્જનમાં પ્રગટ થાય છે. નવા પુરાવાની જરૂર હતી, અને, સૌ પ્રથમ, અનુરૂપ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપને અલગ કરવું જરૂરી હતું. રધરફોર્ડ અને કોક્રોફ્ટના સંશોધનના આધારે, ઇરેન અને ફ્રેડરિક જોલિયોટ-ક્યુરી એ સ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ હતા કે જ્યારે એલ્યુમિનિયમના અણુઓ પર પોલોનિયમ આલ્ફા કણો સાથે બોમ્બમારો કરવામાં આવે ત્યારે શું થાય છે. પ્રથમ, આલ્ફા કણો એલ્યુમિનિયમ અણુના ન્યુક્લિયસ દ્વારા પકડવામાં આવે છે, જેનો હકારાત્મક ચાર્જ બે એકમો દ્વારા વધે છે, પરિણામે તે કિરણોત્સર્ગી ફોસ્ફરસ અણુના ન્યુક્લિયસમાં ફેરવાય છે, જેને વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા "રેડિયોફોસ્ફરસ" કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં એક ન્યુટ્રોનનું ઉત્સર્જન થાય છે, તેથી જ પરિણામી આઇસોટોપનું દળ ચારથી નહીં, પરંતુ ત્રણ એકમથી વધે છે અને 30 જેટલું થાય છે. ફોસ્ફરસના સ્થિર આઇસોટોપનું દળ 31 હોય છે. "રેડિયોફોસ્ફરસ" 3 મિનિટ 15 સેકન્ડના અર્ધ જીવન સાથે 15 નો ચાર્જ અને 30 ક્ષયનો સમૂહ, એક પોઝિટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે અને સિલિકોનના સ્થિર આઇસોટોપમાં ફેરવાય છે. એલ્યુમિનિયમ ફોસ્ફરસ અને પછી 14 ના ચાર્જ અને 30 ના સમૂહ સાથે સિલિકોનમાં રૂપાંતરિત થાય છે તે એકમાત્ર અને નિર્વિવાદ સાબિતી ફક્ત આ તત્વોનું અલગીકરણ અને તેમની લાક્ષણિકતા ગુણાત્મક ઉપયોગ કરીને તેમની ઓળખ હોઈ શકે છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ. સ્થિર સંયોજનો સાથે કામ કરતા કોઈપણ રસાયણશાસ્ત્રી માટે, આ એક સરળ કાર્ય હતું, પરંતુ ઇરેન અને ફ્રેડરિક માટે પરિસ્થિતિ સંપૂર્ણપણે અલગ હતી: તેઓએ બનાવેલા ફોસ્ફરસ અણુઓ માત્ર ત્રણ મિનિટથી વધુ ચાલ્યા. રસાયણશાસ્ત્રીઓ પાસે આ તત્વને શોધવા માટેની ઘણી પદ્ધતિઓ છે, પરંતુ તે બધાને લાંબા નિર્ધારણની જરૂર છે. તેથી, રસાયણશાસ્ત્રીઓનો અભિપ્રાય સર્વસંમત હતો: ફોસ્ફરસને આ રીતે ઓળખવા ટૂંકા સમયઅશક્ય જો કે, જોલિયોટ-ક્યુરી જીવનસાથીઓએ "અશક્ય" શબ્દને ઓળખ્યો ન હતો. અને જો કે આ "અશક્ય" કાર્ય માટે બેકબ્રેકિંગ શ્રમ, તાણ, વર્ચ્યુઓસો કુશળતા અને અનંત ધીરજની જરૂર હતી, તે ઉકેલાઈ ગયું. પરમાણુ પરિવર્તનના ઉત્પાદનોની અત્યંત ઓછી ઉપજ અને રૂપાંતરણમાંથી પસાર થતા પદાર્થના સંપૂર્ણપણે નજીવા સમૂહ હોવા છતાં - માત્ર થોડા મિલિયન અણુઓ, તે સ્થાપિત કરવું શક્ય હતું. રાસાયણિક ગુણધર્મોપરિણામી કિરણોત્સર્ગી ફોસ્ફરસ. કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગની શોધને સદીની સૌથી મોટી શોધ તરીકે તરત જ મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. આ પહેલા, રેડિયોએક્ટિવિટી જે કેટલાક તત્વોમાં સહજ હતી તે માણસ દ્વારા કારણભૂત, નાશ અથવા અન્યથા બદલી શકાતી નથી. નવા કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ મેળવીને કૃત્રિમ રીતે કિરણોત્સર્ગીતા પેદા કરનાર જોલિયોટ-ક્યુરી દંપતી પ્રથમ હતા. વૈજ્ઞાનિકોએ મહાન આગાહી કરી છે સૈદ્ધાંતિક મૂલ્યઆ શોધ અને તેની શક્યતાઓ વ્યવહારુ કાર્યક્રમોજીવવિજ્ઞાન અને દવામાં. પહેલેથી જ છે આવતા વર્ષેકૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગીતાના શોધક, ઇરેન અને ફ્રેડરિક જોલિયોટ-ક્યુરીને રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો. આ અભ્યાસો ચાલુ રાખતા, ઇટાલિયન વૈજ્ઞાનિક ફર્મીએ બતાવ્યું કે ન્યુટ્રોન સાથે બોમ્બમારો કૃત્રિમ રેડિયોએક્ટિવિટીનું કારણ બને છે. ભારે ધાતુઓ. એનરિકો ફર્મી (1901–1954) નો જન્મ રોમમાં થયો હતો. એક બાળક તરીકે પણ, એનરિકોએ ગણિત અને ભૌતિકશાસ્ત્ર માટે ખૂબ જ યોગ્યતા દર્શાવી હતી. આ વિજ્ઞાનમાં તેમનું ઉત્કૃષ્ટ જ્ઞાન, મુખ્યત્વે સ્વ-શિક્ષણના પરિણામે પ્રાપ્ત થયું હતું, જેણે તેમને 1918 માં શિષ્યવૃત્તિ પ્રાપ્ત કરી અને ઉચ્ચમાં પ્રવેશવાની મંજૂરી આપી. સામાન્ય શાળાપીસા યુનિવર્સિટી ખાતે. ત્યારબાદ એનરિકોને રોમ યુનિવર્સિટીમાં રસાયણશાસ્ત્રીઓ માટે ગણિતના લેક્ચરર તરીકે કામચલાઉ પદ મળ્યું. 1923 માં, તેઓ મેક્સ બોર્નને જોવા માટે જર્મની, ગોટિંગેન ખાતે વ્યવસાયિક સફર પર ગયા હતા. ઇટાલી પરત ફર્યા પછી, ફર્મીએ જાન્યુઆરી 1925 થી 1926 ના પતન સુધી ફ્લોરેન્સ યુનિવર્સિટીમાં કામ કર્યું. અહીં તેને પ્રથમ મળે છે શૈક્ષણિક ડિગ્રી"ફ્રી એસોસિયેટ પ્રોફેસર" અને, સૌથી અગત્યનું, પોતાનું બનાવે છે પ્રખ્યાત કાર્યક્વોન્ટમ આંકડાઓ પર. ડિસેમ્બર 1926 માં, તેમણે નવા સ્થપાયેલા વિભાગના પ્રોફેસરનું પદ સંભાળ્યું સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રરોમ યુનિવર્સિટી ખાતે. અહીં તેણે યુવા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓની એક ટીમનું આયોજન કર્યું: રાસેટ્ટી, અમલદી, સેગ્રે, પોન્ટેકોર્વો અને અન્ય, જેમણે ઇટાલિયન શાળા આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર. જ્યારે 1927માં યુનિવર્સિટી ઓફ રોમમાં સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રથમ વિભાગની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી, ત્યારે ફર્મી, જેણે આંતરરાષ્ટ્રીય સત્તા મેળવી હતી, તેના વડા તરીકે ચૂંટાયા હતા. અહીં ઇટાલીની રાજધાનીમાં, ફર્મીએ તેની આસપાસ ઘણા ઉત્કૃષ્ટ વૈજ્ઞાનિકોને ભેગા કર્યા અને આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રની દેશની પ્રથમ શાળાની સ્થાપના કરી. આંતરરાષ્ટ્રીય વૈજ્ઞાનિક વર્તુળોમાં તે ફર્મી જૂથ તરીકે ઓળખાવા લાગ્યું. બે વર્ષ પછી ફર્મીની નિમણૂક થઈ બેનિટો મુસોલિનીનવા બનેલા સભ્યના માનદ પદ માટે રોયલ એકેડમીઇટાલી. 1938 માં ફર્મીને એનાયત કરવામાં આવ્યો નોબેલ પુરસ્કારભૌતિકશાસ્ત્રમાં નિર્ણયમાં નોબેલ સમિતિએવું કહેવામાં આવ્યું હતું કે ફર્મીને ઇનામ "ન્યુટ્રોન સાથે ઇરેડિયેશન દ્વારા મેળવવામાં આવેલા નવા કિરણોત્સર્ગી તત્વોના અસ્તિત્વના પુરાવા માટે અને સંબંધિત શોધ માટે આપવામાં આવ્યું હતું. પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓધીમા ન્યુટ્રોનથી થાય છે." એનરિકો ફર્મીને કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગીતા વિશે તરત જ, 1934 ની વસંતઋતુમાં, જોલિયોટ-ક્યુરીના જીવનસાથીઓએ તેમના પરિણામો પ્રકાશિત કર્યા કે તરત જ શીખ્યા. ફર્મીએ જોલિયોટ-ક્યુરી પ્રયોગોનું પુનરાવર્તન કરવાનું નક્કી કર્યું, પરંતુ ન્યુટ્રોનનો બોમ્બાર્ડિંગ કણો તરીકે ઉપયોગ કરીને સંપૂર્ણપણે અલગ રસ્તો અપનાવ્યો. ફર્મીએ પાછળથી અન્ય ભૌતિકશાસ્ત્રીઓના ન્યુટ્રોન પરના અવિશ્વાસના કારણો અને તેમના પોતાના નસીબદાર અનુમાન વિશે સમજાવ્યું: "બોમ્બાર્ડિંગ કણો તરીકે ન્યુટ્રોનનો ઉપયોગ એ ગેરલાભથી પીડાય છે કે વ્યવહારીક રીતે નિકાલ કરી શકાય તેવા ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અમાપ છે." ઓછી સંખ્યાઆલ્ફા કણોમાંથી પ્રાપ્ત થાય છે કિરણોત્સર્ગી સ્ત્રોતો, અથવા ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઉપકરણોમાં પ્રવેગિત પ્રોટોન અને ડ્યુટરોનની સંખ્યા. પરંતુ આ ગેરલાભને કૃત્રિમ પરમાણુ પરિવર્તન કરવામાં ન્યુટ્રોનની વધુ કાર્યક્ષમતા દ્વારા આંશિક રીતે વળતર આપવામાં આવે છે ન્યુટ્રોનનો બીજો ફાયદો પણ છે. તેઓ અંદર છે મોટા પ્રમાણમાંપરમાણુ પરિવર્તન લાવવા માટે સક્ષમ. ન્યુટ્રોન દ્વારા સક્રિય થઈ શકે તેવા તત્વોની સંખ્યા અન્ય પ્રકારના કણો દ્વારા સક્રિય થઈ શકે તેવા તત્વોની સંખ્યા કરતા ઘણી વધારે છે." 1934ની વસંતઋતુમાં, ફર્મીએ ન્યુટ્રોન વડે તત્વોને ઇરેડિયેટ કરવાનું શરૂ કર્યું. ફર્મીની "ન્યુટ્રોન બંદૂકો" થોડા સેન્ટિમીટર લાંબી નાની નળીઓ હતી. તેઓ બારીક બેરિલિયમ પાવડર અને રેડિયમ ઉત્સર્જનના "મિશ્રણ"થી ભરેલા હતા. ફર્મીએ આવા જ એક ન્યુટ્રોન સ્ત્રોતનું વર્ણન આ રીતે કર્યું: “તે કાચની નળી માત્ર 1.5 સેમી કદની હતી... જેમાં બેરિલિયમના દાણા હતા; ટ્યુબને સોલ્ડરિંગ કરતા પહેલા, તેમાં ચોક્કસ માત્રામાં રેડિયમ ઉત્સર્જન દાખલ કરવું જરૂરી હતું. માં રેડોન દ્વારા ઉત્સર્જિત આલ્ફા કણો મોટી સંખ્યામાંબેરિલિયમ અણુઓ સાથે અથડાવીને ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે... પ્રયોગ નીચે પ્રમાણે કરવામાં આવે છે. એલ્યુમિનિયમ અથવા આયર્નની પ્લેટ અથવા સામાન્ય રીતે જે તત્વનો અભ્યાસ કરવો હોય તે ન્યુટ્રોન સ્ત્રોતની નજીક મૂકવામાં આવે છે અને થોડી મિનિટો, કલાકો અથવા દિવસો (ચોક્કસ કેસ પર આધાર રાખીને) માટે છોડી દેવામાં આવે છે. સ્ત્રોતમાંથી ઉત્સર્જિત ન્યુટ્રોન પદાર્થના મધ્યવર્તી કેન્દ્ર સાથે અથડાય છે. આ કિસ્સામાં, ઘણી પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે વિવિધ પ્રકારો..." વ્યવહારમાં આ બધું કેવું લાગ્યું? અભ્યાસ હેઠળનો નમૂનો હતો ઉલ્લેખિત સમયતીવ્ર ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન હેઠળ, પછી ફર્મીના એક કર્મચારીએ શાબ્દિક રીતે નમૂનાને બીજી પ્રયોગશાળામાં સ્થિત ગીગર-મુલર કાઉન્ટર પર લઈ ગયા અને કાઉન્ટર પલ્સ રેકોર્ડ કર્યા. છેવટે, ઘણા નવા કૃત્રિમ રેડિયો આઇસોટોપ્સ અલ્પજીવી હતા. 25 માર્ચ, 1934ના રોજના પ્રથમ સંદેશમાં, ફર્મીએ અહેવાલ આપ્યો કે એલ્યુમિનિયમ અને ફ્લોરિન પર બોમ્બમારો કરીને, તેણે સોડિયમ અને નાઇટ્રોજનના આઇસોટોપ મેળવ્યા જે ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જિત કરે છે (અને જોલીઓટ-ક્યુરીની જેમ પોઝિટ્રોન નહીં). ન્યુટ્રોન બોમ્બાર્ડમેન્ટ પદ્ધતિ ખૂબ જ અસરકારક સાબિત થઈ, અને ફર્મીએ લખ્યું કે વિભાજન ઉત્પન્ન કરવામાં આ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા "આલ્ફા કણો અને પ્રોટોનના સ્ત્રોતોની સરખામણીમાં હાલના ન્યુટ્રોન સ્ત્રોતોની નબળાઈને સંપૂર્ણપણે વળતર આપે છે." હકીકતમાં, ઘણું જાણીતું હતું. ન્યુટ્રોન્સ ફાયર કરેલા અણુના ન્યુક્લિયસને અથડાવે છે, તેને ફેરવે છે અસ્થિર આઇસોટોપ, જે સ્વયંભૂ ક્ષીણ અને ઉત્સર્જિત થાય છે. આ કિરણોત્સર્ગમાં અજ્ઞાત છે: કેટલાક કૃત્રિમ રીતે ઉત્પાદિત આઇસોટોપ્સ બીટા કિરણો, અન્ય ગામા કિરણો અને અન્ય આલ્ફા કણો ઉત્સર્જિત કરે છે. દરરોજ કૃત્રિમ રીતે મેળવેલા કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સની સંખ્યામાં વધારો થયો. દરેક નવી પરમાણુ પ્રતિક્રિયાને સમજવા માટે સમજવાની જરૂર હતી જટિલ પરિવર્તનોઅણુઓ દરેક પ્રતિક્રિયા માટે કિરણોત્સર્ગની પ્રકૃતિ સ્થાપિત કરવી જરૂરી હતી, કારણ કે માત્ર તેને જાણીને જ વ્યક્તિ આકૃતિની કલ્પના કરી શકે છે. કિરણોત્સર્ગી સડોઅને જે તત્વ પરિણમશે તેની આગાહી કરો અંતિમ પરિણામ. પછી કેમિસ્ટનો વારો આવ્યો. તેઓએ પરિણામી પરમાણુઓને ઓળખવાના હતા. આમાં પણ સમય લાગ્યો. તેની "ન્યુટ્રોન ગન" નો ઉપયોગ કરીને, ફર્મીએ ફ્લોરિન, એલ્યુમિનિયમ, સિલિકોન, ફોસ્ફરસ, ક્લોરિન, આયર્ન, કોબાલ્ટ, સિલ્વર અને આયોડિનનો બોમ્બમારો કર્યો. આ બધા તત્વો સક્રિય થયા હતા, અને ઘણા કિસ્સાઓમાં ફર્મી સૂચવી શકે છે રાસાયણિક પ્રકૃતિપરિણામી કિરણોત્સર્ગી તત્વ. તેમણે આ પદ્ધતિ દ્વારા અભ્યાસ કરાયેલા 68 તત્વોમાંથી 47ને સક્રિય કરવામાં વ્યવસ્થાપિત કર્યા. સફળતાથી પ્રેરિત થઈને, તેણે એફ. રાસેટ્ટી અને ઓ. ડાગોસ્ટીનો સાથે મળીને, ભારે તત્વો: થોરિયમ અને યુરેનિયમ પર ન્યુટ્રોન બોમ્બાર્ડમેન્ટ હાથ ધર્યું. "પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું છે કે બંને તત્વો, અગાઉ સામાન્ય સક્રિય અશુદ્ધિઓથી શુદ્ધ કરવામાં આવ્યા હતા, જ્યારે ન્યુટ્રોન દ્વારા બોમ્બમારો કરવામાં આવે ત્યારે મજબૂત રીતે સક્રિય થઈ શકે છે." 22 ઓક્ટોબર, 1934 ના રોજ, ફર્મીએ એક મૂળભૂત શોધ કરી. ન્યુટ્રોન સ્ત્રોત અને સક્રિય સિલ્વર સિલિન્ડર વચ્ચે પેરાફિન ફાચર મૂકીને, ફર્મીએ નોંધ્યું કે ફાચર ન્યુટ્રોન પ્રવૃત્તિમાં ઘટાડો કરતું નથી, પરંતુ તેને થોડું વધારે છે. ફર્મીએ તારણ કાઢ્યું કે પેરાફિનમાં હાઇડ્રોજનની હાજરીને કારણે આ અસર થવાની સંભાવના છે, અને તે વિભાજન પ્રવૃત્તિને કેવી રીતે અસર કરશે તે ચકાસવાનું નક્કી કર્યું. મોટી સંખ્યામાંહાઇડ્રોજન ધરાવતા તત્વો. પ્રથમ પેરાફિન સાથે, પછી પાણી સાથે પ્રયોગ કર્યા પછી, ફર્મીએ પ્રવૃત્તિમાં સેંકડો ગણો વધારો નોંધ્યો. ફર્મીના પ્રયોગોએ પ્રચંડ કાર્યક્ષમતા જાહેર કરી ધીમા ન્યુટ્રોન. પરંતુ, અદ્ભુત ઉપરાંત પ્રાયોગિક પરિણામો, તે જ વર્ષે ફર્મીએ નોંધપાત્ર સૈદ્ધાંતિક સિદ્ધિઓ હાંસલ કરી. પહેલેથી જ ઇટાલિયનમાં ડિસેમ્બર 1933 અંકમાં વૈજ્ઞાનિક જર્નલબીટા સડો અંગેના તેમના પ્રારંભિક વિચારો પ્રકાશિત થયા હતા. 1934 ની શરૂઆતમાં, તેમનો ક્લાસિક લેખ "ઓન ધ થિયરી ઓફ બીટા રેઝ" પ્રકાશિત થયો હતો. લેખનો લેખકનો સારાંશ વાંચે છે: “ન્યુટ્રિનોના અસ્તિત્વના આધારે બીટા સડોનો એક માત્રાત્મક સિદ્ધાંત પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો છે: આ કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રોન અને ન્યુટ્રિનોના ઉત્સર્જનને ઉત્સર્જન સાથે સામ્યતા દ્વારા ગણવામાં આવે છે. પ્રકાશ ક્વોન્ટમરેડિયેશનના સિદ્ધાંતમાં ઉત્તેજિત અણુ. સૂત્રો ન્યુક્લિયસના જીવનકાળમાંથી અને બીટા કિરણોના સતત સ્પેક્ટ્રમના આકાર માટે લેવામાં આવે છે; પરિણામી સૂત્રોની સરખામણી પ્રયોગ સાથે કરવામાં આવે છે.” આ સિદ્ધાંતમાં ફર્મીએ ન્યુટ્રિનો પૂર્વધારણા અને ન્યુક્લિયસના પ્રોટોન-ન્યુટ્રોન મોડલને જન્મ આપ્યો, આ મોડેલ માટે હેઈઝનબર્ગ દ્વારા પ્રસ્તાવિત આઇસોટોનિક સ્પિન પૂર્વધારણાને પણ સ્વીકારી. ફર્મી દ્વારા વ્યક્ત કરાયેલા વિચારોના આધારે, હિડેકી યુકાવાએ 1935માં એક નવા પ્રાથમિક કણના અસ્તિત્વની આગાહી કરી હતી, જે હવે પી મેસન અથવા પિયોન તરીકે ઓળખાય છે. ફર્મીની થિયરી પર ટિપ્પણી કરતા, એફ રાસેટ્ટીએ લખ્યું: “તેમણે આના આધારે બનાવેલી થિયરી લગભગ અઢી દાયકા સુધી ટકી શકવા સક્ષમ નીવડી. ક્રાંતિકારી વિકાસ પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર. નોંધનીય છે કે ભૌતિક સિદ્ધાંતઆવા અંતિમ સ્વરૂપમાં ભાગ્યે જ જન્મે છે.

રેડિયોએક્ટિવિટી છે... કેટલાક અણુઓના ન્યુક્લીની ક્ષમતા રાસાયણિક તત્વોરેડિયેશનના સ્વરૂપમાં ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે અન્ય રાસાયણિક તત્વોના મધ્યવર્તી કેન્દ્રમાં સ્વયંભૂ રૂપાંતર થાય છે. પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા પદાર્થોને કુદરતી રીતે કિરણોત્સર્ગી કહેવામાં આવે છે, જ્યારે પદાર્થો કે જેણે આ ગુણધર્મ કૃત્રિમ રીતે મેળવ્યો હોય તેને કૃત્રિમ રીતે કિરણોત્સર્ગી કહેવામાં આવે છે. 1896 માં ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી એ. બેકરેલ દ્વારા યુરેનિયમ ક્ષારના ફોસ્ફોરેસેન્સનો અભ્યાસ કરતી વખતે રેડિયોએક્ટિવિટીની ઘટના શોધી કાઢવામાં આવી હતી. સ્વયંસ્ફુરિત દરમિયાન, બાહ્ય કારણોથી સ્વતંત્ર, યુરેનિયમ ક્ષારનો સડો, એક્સ-રે જેવા કિરણો ઉત્સર્જિત થયા: તેઓ ઘૂસી ગયા. અપારદર્શક પદાર્થો, ખુલ્લા ફોટોગ્રાફિક કાગળ, આયનાઇઝ્ડ વાયુઓ અને અસરગ્રસ્ત જીવંત પેશીઓ. 1898 માં મેરી સ્કોલોડોસ્કા-ક્યુરીએ થોરિયમની રેડિયોએક્ટિવિટી શોધી કાઢી. તેણીએ તે પણ બતાવ્યું યુરેનિયમ ઓરશુદ્ધ યુરેનિયમની તુલનામાં વધુ રેડિયોએક્ટિવિટી ધરાવે છે. મેરી અને પિયર ક્યુરીએ સૂચવ્યું કે યુરેનિયમના ક્ષારમાં અન્ય કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોનું મિશ્રણ હોય છે, જે પોલોનિયમ અને રેડિયમ હોવાનું બહાર આવ્યું છે.

ઇંગ્લિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી ઇ. રધરફોર્ડ (1911) દ્વારા દર્શાવ્યા મુજબ કુદરતી રીતે કિરણોત્સર્ગી તત્વોના કિરણોત્સર્ગમાં વિવિધ ભૌતિક ગુણધર્મો હોય છે. વિદ્યુત ક્ષેત્રના કેટલાક કિરણો નકારાત્મક ચાર્જવાળા વાહક તરફ વળે છે, જે સૂચવે છે કે તેમના હકારાત્મક ચાર્જ; તેઓને ά-રે કહેવામાં આવતું હતું. કિરણોનો બીજો ભાગ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા વાહક તરફ વળ્યો હતો. આ નકારાત્મક ચાર્જવાળા કિરણોને β-કિરણો કહેવામાં આવે છે. વિદ્યુત તટસ્થ કિરણો જે વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા વિચલિત થતા ન હતા તેને γ-કિરણો કહેવામાં આવે છે.

પ્રાકૃતિક કિરણોત્સર્ગી સડોના સારનો અભ્યાસ કરવાથી ઇ. રધરફોર્ડ ન્યુક્લીના કૃત્રિમ વિભાજનની શક્યતા વિશે નિષ્કર્ષ પર પહોંચ્યા. 1919 માં, નાઇટ્રોજન અણુના ન્યુક્લિયસ પર ά કણો સાથે બોમ્બમારો કરતી વખતે, તેણે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ કણ - એક પ્રોટોનને પછાડ્યો. તે જ સમયે, એક નવું રાસાયણિક તત્વ રચાયું - ઓક્સિજન.

1932 માં, અણુઓના ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન સાથે, તેમના જેવા જ કદના ન્યુટ્રોનના અસ્તિત્વ પર ડેટા દેખાયો. સોવિયેત ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ડી.ડી. ઇઆનેન્કો, ઇ.જી. ગેપન અને જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી ગોલ્ડહેબેરે અણુ ન્યુક્લિયસની પ્રોટોન-ન્યુટ્રોપિક રચના વિશે સિદ્ધાંત વિકસાવ્યો હતો. અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રી ચેડવિકે 1933માં ન્યુટ્રોનની શોધ કરી હતી. ઇરેન અને ફ્રેડરિક જોલિયોટ-ક્યુરી, જ્યારે એલ્યુમિનિયમ, બોરોન અને મેગ્નેશિયમના કણો પર બોમ્બમારો કરતા હતા, ત્યારે ન્યુટ્રોનની સાથે પોઝિટ્રોન પ્રાપ્ત થયું હતું. તદુપરાંત, એલ્યુમિનિયમના ઇરેડિયેશન બંધ થયા પછી પણ પોઝીટ્રોન ઉત્સર્જિત કરવામાં આવ્યા હતા, એટલે કે, તેઓ પ્રથમ વખત પ્રાપ્ત થયા હતા. કિરણોત્સર્ગી તત્વોકૃત્રિમ રીતે.

2713A1 +42 ά→10n + 3015P→ e+ + 3014Si

ન્યુટ્રોનનું પ્રથમ જનરેટર, જે ભારે ચાર્જવાળા કણો (સાયક્લોટ્રોન) ના પ્રવેગકમાં ઉત્પન્ન થયું હતું, તે 1936 માં લોરેન્સ દ્વારા ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું.

1940 માં સોવિયત ભૌતિકશાસ્ત્રીઓજી.એન. ફ્લેરોવ અને કે.એ. પેટ્રઝાકે 2-3 ના પ્રકાશન સાથે મોટા ટુકડાઓમાં યુરેનિયમ ન્યુક્લીના સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનની ઘટનાની શોધ કરી. મફત ન્યુટ્રોન, જે બદલામાં, નવા ન્યુટ્રોન વગેરેના પ્રકાશન સાથે અન્ય ન્યુક્લીઓના વિભાજનનું કારણ બને છે. શક્યતા દર્શાવવામાં આવી હતી. સાંકળ પ્રતિક્રિયા, જેનો ઉપયોગ ન્યુટ્રોન સાથે સ્થિર રાસાયણિક તત્વોને ઇરેડિયેટ કરવા અને તેમને કિરણોત્સર્ગી બનાવવા માટે થઈ શકે છે. આલ્ફા કણોથી વિપરીત, ન્યુટ્રોન, વિદ્યુત તટસ્થ હોવાને કારણે, અણુઓના મધ્યવર્તી કેન્દ્રમાં સરળતાથી પ્રવેશ કરે છે, તેમને ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે.

1942 માં, યુએસએમાં, ઇટાલિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી ઇ. ફર્મીએ સૌપ્રથમ વ્યવહારમાં સાંકળ પ્રતિક્રિયા પ્રાપ્ત કરી, એક કાર્યરત પરમાણુ રિએક્ટર બનાવ્યું. પ્રથમ નમૂનાઓનો વિકાસ બીજા વિશ્વ યુદ્ધનો છે અણુશસ્ત્રો. યુએસએ દ્વારા 1945 માં બોમ્બ ધડાકા દરમિયાન તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો જાપાનીઝ શહેરોહિરોશિમા અને નાગાસાકી. 1954 માં, યુએસએસઆરએ વિશ્વના પ્રથમ પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટનું વ્યાપારી સંચાલન શરૂ કર્યું.

પરમાણુ રિએક્ટર અને શક્તિશાળી ચાર્જ્ડ પાર્ટિકલ એક્સિલરેટર્સના નિર્માણ માટે આભાર, હવે તમામ રાસાયણિક તત્વોના કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ પ્રાપ્ત થયા છે જેનો ઉપયોગ દવા સહિત રાષ્ટ્રીય અર્થતંત્રની જરૂરિયાતો માટે થઈ શકે છે.

કૃત્રિમ રીતે કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ ન્યુટ્રોન, પ્રોટોન, ડ્યુટરોન સાથેના સ્થિર રાસાયણિક તત્વોના અણુઓના ન્યુક્લી પર બોમ્બમારો કરીને તેમજ પરમાણુ રિએક્ટરમાં યુરેનિયમ અથવા પ્લુટોનિયમના વિભાજન ઉત્પાદનોમાંથી મેળવવામાં આવે છે.

રેડિયોફોસ્ફરસ ઉત્પન્ન કરવા માટેની પ્રતિક્રિયા એક ઉદાહરણ છે:

3115P + 10n → 3215Р અથવા 3115P + 11H → 3215P + e+ + p.

રેડિયોએક્ટિવિટીની ઘટના 1896 માં ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી હેનરી બેકરેલ દ્વારા શોધી કાઢવામાં આવી હતી. તેમણે શોધ્યું કે યુરેનિયમ ધરાવતા પદાર્થો અદ્રશ્ય કિરણો બહાર કાઢે છે જે ફોટોગ્રાફિક પ્લેટોને ઘાટા કરે છે અને કાગળ, લાકડા અને અન્ય ગાઢ માધ્યમોમાં પ્રવેશ કરી શકે છે. થોડા સમય પછી, પ્રખ્યાત ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ મેરી સ્કોલોડોસ્કા-ક્યુરી અને પિયર ક્યુરીએ સ્થાપિત કર્યું કે, યુરેનિયમ ઉપરાંત, થોરિયમ અને પોલોનિયમમાં પણ આવા કિરણો બહાર કાઢવાની ક્ષમતા છે. થોડા સમય પછી (1898) તેઓએ રેડિયમની શોધ કરી. ક્યુરીઝે રેડિયમને તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અલગ કર્યું, જે બેરિયમના ગુણધર્મોમાં સમાન નરમ ચાંદી-સફેદ ધાતુ હતું. સંશોધન દર્શાવે છે કે રેડિયમ દ્વારા ઉત્સર્જિત રેડિયેશનની તીવ્રતા યુરેનિયમ કરતા લાખો ગણી વધારે છે. બેકરેલ અને ક્યુરીઝે માનવ શરીર પર રેડિયમ રેડિયેશનની મજબૂત અસર દર્શાવી હતી.

બેકરેલ દ્વારા શોધાયેલ કિરણો ઉત્સર્જિત કરવાની કેટલાક તત્વોની ક્ષમતાને ક્યુરીઝ દ્વારા રેડિયોએક્ટિવિટી કહેવામાં આવી હતી અને આ ક્ષમતા ધરાવતા પદાર્થોને કિરણોત્સર્ગી પદાર્થો કહેવામાં આવ્યા હતા.

હાલમાં, કિરણોત્સર્ગી સડોમાંથી ઉદ્ભવતા કિરણોત્સર્ગને આયનાઇઝિંગ અથવા ન્યુક્લિયર રેડિયેશન કહેવામાં આવે છે. આમાંનું પ્રથમ નામ આ રેડિયેશનના મુખ્ય ગુણધર્મોમાંના એક સાથે સંકળાયેલું છે - પર્યાવરણમાં આયનીકરણ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા. જો કે, આ ક્ષમતા પણ ધરાવે છે એક્સ-રેઅને અંશતઃ અલ્ટ્રાવાયોલેટ. તેથી, "પરમાણુ વિકિરણ" નામ વધુ સચોટ છે.

કુદરતી કિરણોત્સર્ગી તત્વો

કુદરતી, અથવા કુદરતી, ઉત્સર્જકો એ બધા કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ છે જે પ્રકૃતિમાં થાય છે અને માણસ દ્વારા બનાવવામાં આવતા નથી. પ્રાકૃતિક કિરણોત્સર્ગીતાની ઘટના, જેમ કે અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે, માં શોધાઈ હતી XIX ના અંતમાંસદી તમામ જીવંત અને નિર્જીવ પદાર્થોમાં કુદરતી કિરણોત્સર્ગીતાના નિશાન મળી શકે છે.

કુદરતી રેડિયોએક્ટિવિટીની શોધે ઘણા લોકો પર ઊંડી અસર કરી મૂળભૂત ખ્યાલોવિજ્ઞાન કુદરતી કિરણોત્સર્ગની ઘટના બનાવવા માટે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો અસરકારક પદ્ધતિઓપદાર્થોની માઇક્રોસ્કોપિક રચના અને તેમના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ. ની રચનાના અભ્યાસમાં કુદરતી ઉત્સર્જકોની કિરણોત્સર્ગીતાનો ઉપયોગ થવા લાગ્યો અણુ ન્યુક્લીપૃથ્વીની ઉંમરનો અંદાજ કાઢવો અને સમુદ્રના તળ પરના કાંપના દરને માપવા.

હાલમાં, પ્રકૃતિમાં લગભગ 340 આઇસોટોપ્સ મળી આવ્યા છે, તેમાંથી 70 કિરણોત્સર્ગી છે, આ મુખ્યત્વે ભારે ધાતુઓના આઇસોટોપ્સ છે.

કુદરતી કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સનો મુખ્ય જથ્થો છે ભારે તત્વો. 80 થી વધુ અણુ સંખ્યા ધરાવતા તમામ તત્વોમાં રેડિયોએક્ટિવ આઇસોટોપ હોય છે. સાથે તત્વોના આઇસોટોપ્સ અણુ સંખ્યાસ્થિર સ્થિતિમાં 82 થી વધુ સામાન્ય રીતે અજાણ્યા છે, તે બધા કિરણોત્સર્ગી છે. કુદરતી રીતે બનતા કિરણોત્સર્ગી ઉત્સર્જકો ઉપરાંત ધરતીનું મૂળ, ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન કેટલાક આઇસોટોપ્સ રચાય છે કોસ્મિક કિરણોવાયુઓ સાથે પૃથ્વીનું વાતાવરણઅને અલગ તત્વો પૃથ્વીનો પોપડો. તેમાંના સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે કાર્બન (C 14) અને ટ્રીટિયમ (H 3).

પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા કુદરતી કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપને ત્રણ જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. પ્રથમ જૂથમાં કુદરતી કિરણોત્સર્ગી તત્વોનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી જાણીતા આઇસોટોપ્સ કિરણોત્સર્ગી છે. આ જૂથમાં ક્રમિક રૂપાંતરિત આઇસોટોપ્સના ત્રણ પરિવારોનો સમાવેશ થાય છે: યુરેનિયમની શ્રેણી - રેડિયમ, થોરિયમ અને એક્ટિનિયમ. આ કિરણોત્સર્ગી પરિવારોના મધ્યવર્તી સડો ઉત્પાદનો ઘન અને વાયુયુક્ત આઇસોટોપ્સ (ઉત્સર્જન) બંને છે. સર્વોચ્ચ મૂલ્યઆ જૂથમાંથી યુરેનિયમ (U 235), થોરિયમ (Th 232), રેડિયમ (Ra 226) અને રેડોન (Rn 222, Rn 220) છે. બીજા જૂથમાં રાસાયણિક તત્વોના આઇસોટોપ્સનો સમાવેશ થાય છે જે આનુવંશિક રીતે સંબંધિત છે, એટલે કે, તેઓ પરિવારો બનાવતા નથી. આ જૂથમાં પોટેશિયમ (K 40), કેલ્શિયમ (Ca 48), રુબિડિયમ (Rb 87), ઝિર્કોનિયમ (Zr 96), લેન્થેનમ (La 138), samarium (Sm 147), lutetium (Lu 176) નો સમાવેશ થાય છે. આ જૂથમાંથી, પોટેશિયમ પ્રાથમિક મહત્વ છે: તે નક્કી કરે છે સૌથી મોટી કિંમતકુદરતી રેડિયોએક્ટિવિટી.

ત્રીજા જૂથમાં કહેવાતા કોસ્મોજેનિક આઇસોટોપ્સનો સમાવેશ થાય છે, જે કોસ્મિક કિરણોના પ્રભાવ હેઠળ ઊર્ધ્વમંડળમાં રચાય છે, તે વાતાવરણીય વરસાદ દ્વારા પકડવામાં આવે છે અને તેમની રચનામાં નીચે પડે છે. પૃથ્વીની સપાટી. આ જૂથમાં ટ્રીટિયમ (H 3), બેરિલિયમ (Be 7, Be 10) અને કાર્બન (C 14) નો સમાવેશ થાય છે.

કુદરતી ઉત્સર્જકો મુખ્યત્વે છે લાંબા ગાળાના આઇસોટોપ્સ, 10 8 --10 16 વર્ષનાં અર્ધ જીવન સાથે. સડો પ્રક્રિયા દરમિયાન, તેઓ બી- અને બી-કણો તેમજ જી-કિરણો બહાર કાઢે છે. સામાન્ય રીતે આ કુદરતી રીતે બનતા કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ ખૂબ જ વિખરાયેલી સ્થિતિમાં જોવા મળે છે.

કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ

કુદરતી કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ કે જે તત્વોના કુદરતી મિશ્રણમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે તે ઉપરાંત, ઘણા કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ જાણીતા છે. કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ વિવિધ પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે ઉત્પન્ન થાય છે. કુદરતી રેડિયોએક્ટિવિટીનો અભ્યાસ દર્શાવે છે કે એક રાસાયણિક તત્વનું બીજામાં રૂપાંતર એટોમિક ન્યુક્લીની અંદર થતા ફેરફારોને કારણે થાય છે, એટલે કે. ઇન્ટ્રાન્યુક્લિયર પ્રક્રિયાઓ. આ સંદર્ભમાં, અણુ ન્યુક્લીને પ્રભાવિત કરીને કેટલાક રાસાયણિક તત્વોને કૃત્રિમ રીતે અન્યમાં રૂપાંતરિત કરવાનો પ્રયાસ કરવામાં આવ્યો હતો.

કેટલાક રાસાયણિક તત્વોને અન્યમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે, અણુના મધ્યવર્તી કેન્દ્રોને આવા પ્રભાવોને આધિન કરવું જરૂરી હતું જે ન્યુક્લીમાં પરિવર્તન તરફ દોરી જાય અને કેટલાક તત્વોનું અન્યમાં રૂપાંતર થાય. પરિણામે, ઇન્ટ્રાન્યુક્લિયર બોન્ડની ઉર્જા જેવા જ ક્રમના ઉર્જા સ્ત્રોતોની જરૂર હતી. અસરકારક ઉપાયઅણુ ન્યુક્લી પર અસર એ કણો સાથે તેમના પર બોમ્બમારો હતો ઉચ્ચ ઊર્જા(કેટલાક મિલિયનથી દસ અબજ ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટ સુધી).

શરૂઆતમાં, કિરણોત્સર્ગી કિરણોત્સર્ગના બી-કણોનો ઉપયોગ બોમ્બાર્ડિંગ કણો તરીકે થતો હતો.

1919 માં, રધરફોર્ડે પોલોનિયમ બી કણો સાથે બોમ્બમારો કરીને નાઇટ્રોજન ન્યુક્લીને કૃત્રિમ રીતે વિભાજિત કરનાર પ્રથમ વ્યક્તિ હતા. પછી તેઓએ અન્ય ચાર્જ કરેલા કણોનો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું, પ્રથમ તેમને ખૂબ જ ઝડપી ગતિ આપી ( ગતિ ઊર્જા) વિશેષ પ્રવેગકમાં. વધુમાં, પરમાણુ રિએક્ટર દ્વારા બનાવવામાં આવેલ ચાર્જ્ડ અને ન્યુટ્રલ કણોના પ્રવાહોનો હાલમાં ઉપયોગ થાય છે. અણુ મધ્યવર્તી કેન્દ્રના પરિવર્તનની પ્રક્રિયા, ઝડપી પ્રભાવને કારણે થાય છે પ્રાથમિક કણો(અથવા અન્ય અણુઓના ન્યુક્લી) ને પરમાણુ પ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, નાઇટ્રોજનના સ્તરમાંથી બી-કિરણો પસાર કર્યા પછી, ઓક્સિજન આઇસોટોપના અણુઓ અને હાઇડ્રોજનના અણુ ન્યુક્લીની રચના થાય છે, એટલે કે. પ્રોટોન આ પરમાણુ પ્રતિક્રિયા નીચે પ્રમાણે આગળ વધે છે: b કણ નાઇટ્રોજન ન્યુક્લિયસમાં પ્રવેશે છે અને તેના દ્વારા શોષાય છે. રચના મધ્યવર્તી ન્યુક્લિયસફ્લોરિન આઇસોટોપ 9 એફ 18, જે અસ્થિર હોવાનું બહાર આવ્યું છે, તે તરત જ એક પ્રોટોન ફેંકી દે છે અને ઓક્સિજન આઇસોટોપમાં ફેરવાય છે.

હાલમાં, પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ વધુ સંક્ષિપ્ત રીતે રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. બોમ્બાર્ડમેન્ટમાંથી પસાર થતા અણુ ન્યુક્લિયસના પ્રતીક પછી, બોમ્બાર્ડિંગ કણ અને પ્રતિક્રિયાના પરિણામે અન્ય કણો કૌંસમાં સૂચવવામાં આવે છે; અણુ ન્યુક્લિયસનું પ્રતીક - ઉત્પાદન - કૌંસની પાછળ મૂકવામાં આવે છે. પ્રશ્નમાં પ્રતિક્રિયા માટે લખવાની આ પદ્ધતિ આના જેવી દેખાઈ શકે છે. રધરફોર્ડ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલી પ્રથમ કૃત્રિમ પરમાણુ પ્રતિક્રિયાએ કૃત્રિમ પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓની શક્યતાને સમર્થન આપ્યું હતું અને સીધું જ દર્શાવ્યું હતું કે પ્રોટોન એ અણુ ન્યુક્લીનો ભાગ છે અને આ ન્યુક્લિયસમાંથી બહાર કાઢી શકાય છે.

તમામ પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ ચોક્કસ પ્રાથમિક કણો (જી-ક્વોન્ટા સહિત) ના ઉત્સર્જન સાથે હોય છે. ઘણી પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓના ઉત્પાદનો કિરણોત્સર્ગી હોય છે. કૃત્રિમ રેડિયોએક્ટિવિટીની ઘટના ખુલ્લેઆમ જાણીતી હતી ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ 1934માં ઇરેન અને ફ્રેડરિક જોલિયોટ-ક્યુરી. તેઓ કૃત્રિમ રીતે એવા તત્વોના કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ મેળવનારા પ્રથમ હતા જે કુદરતી રીતે સ્થિર આઇસોટોપ તરીકે જોવા મળે છે. આવા આઇસોટોપને કૃત્રિમ રીતે કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ કહેવામાં આવતું હતું.

પ્રથમ કૃત્રિમ રીતે કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ બોરોન, મેગ્નેશિયમ અને એલ્યુમિનિયમ તત્વો પર બી-કણો સાથે બોમ્બમારો કરીને મેળવવામાં આવ્યા હતા. જ્યારે એલ્યુમિનિયમ પર બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે, ત્યારે ન્યુટ્રોન છોડવામાં આવે છે અને ફોસ્ફરસનો આઇસોટોપ પ્રાપ્ત થાય છે જે પોઝીટ્રોનનું ઉત્સર્જન કરે છે. ફોસ્ફરસ આઇસોટોપ કિરણોત્સર્ગી હોવાનું બહાર આવ્યું, તેના અણુ ન્યુક્લીએ પોઝિટ્રોન ઉત્સર્જિત કર્યા અને સિલિકોન ન્યુક્લીમાં ફેરવાયા. જોલિયોટ-ક્યુરીના જીવનસાથીઓ દ્વારા શોધાયેલ બી-કણો સાથે એલ્યુમિનિયમના બોમ્બિંગની પ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે. નવો દેખાવકિરણોત્સર્ગી સડો - પોઝિટ્રોન સડો, જે કુદરતી રીતે બાયોએક્ટિવ આઇસોટોપ્સમાં જોવા મળતો નથી.

પાછળથી એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ બોમ્બાર્ડિંગ દ્વારા મેળવી શકાય છે સ્થિર આઇસોટોપ્સમાત્ર બી-કણો જ નહીં, પણ ન્યુટ્રોન અને અન્ય પરમાણુ કણો.

હાલમાં, કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ લગભગ તમામ તત્વો માટે જાણીતા છે અને તે વિવિધ પ્રકારની પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓમાં મેળવી શકાય છે. આમ, સંપૂર્ણપણે અલગ પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે સમાન આઇસોટોપ પણ મેળવી શકાય છે. કૃત્રિમ રેડિયોએક્ટિવિટીની શોધ પછી, લગભગ દરેક રાસાયણિક તત્વના અણુઓ પર "ટેગ" લાગુ કરવાનું શક્ય બન્યું. કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સનો લેબલ અણુ તરીકે ઉપયોગ થવા લાગ્યો. લેબલવાળા અણુઓની પદ્ધતિ હાલમાં વિવિધ વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્રો અને પદ્ધતિઓમાં ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે.

એ નોંધવું જોઇએ કે ટૅગ કરેલ અણુ પદ્ધતિ સ્થિર અને કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ બંને સાથે કામ કરવાનો સંદર્ભ આપે છે, જો આ આઇસોટોપ્સનો ઉપયોગ સૂચક તરીકે કરવામાં આવે છે. રેડિયોએક્ટિવ આઇસોટોપ્સનો ઉપયોગ સ્થિર પૂર કરતાં વધુ વખત લેબલવાળા અણુઓ તરીકે થાય છે.

હાલમાં, કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ મેળવવા માટે ઉદ્યોગમાં ત્રણ મુખ્ય પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: 1) તોપમારો રાસાયણિક સંયોજનોઅને પરમાણુ કણો દ્વારા તત્વો; 2) આઇસોટોપ્સના મિશ્રણનું રાસાયણિક વિભાજન; 3) કુદરતી કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સના સડો ઉત્પાદનોનું પ્રકાશન.

જૈવિક અને કૃષિ કાર્ય માટે, પ્રથમ બે પદ્ધતિઓ દ્વારા મેળવેલ આઇસોટોપ્સ મુખ્યત્વે મહત્વપૂર્ણ છે. ઔદ્યોગિક સ્કેલ પર, કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ પરમાણુ રિએક્ટરમાં સંબંધિત રાસાયણિક તત્વોને ઇરેડિયેટ કરીને (મુખ્યત્વે ન્યુટ્રોન) બનાવવામાં આવે છે. પ્રકાર (n, r) ની પરમાણુ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે, ઇરેડિયેટેડ તત્વનો આઇસોટોપ પ્રાપ્ત થાય છે. પ્રકાર (n, b) અને (n, p) ની પ્રતિક્રિયાઓમાં, અન્ય તત્વોના આઇસોટોપ્સ રચાય છે.

પૃષ્ઠભૂમિ કિરણોત્સર્ગની રચનામાં, તેઓ નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે કૃત્રિમ સ્ત્રોતોરેડિયેશન કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગીતાની ઘટના 1934 માં જોલિયોટ-ક્યુરીના જીવનસાથીઓ દ્વારા મળી આવી હતી, જેમણે દર્શાવ્યું હતું કે જ્યારે આલ્ફા કણો પ્રકાશ તત્વોના મધ્યવર્તી કેન્દ્ર પર બોમ્બ ધડાકા કરે છે, ત્યારે અન્ય તત્વો રચાય છે જે કિરણોત્સર્ગી હોય છે.

કોરો સ્થિર તત્વોન્યુટ્રોન સાથે પણ બોમ્બમારો કરી શકાય છે. હાલમાં, કૃત્રિમ રીતે મેળવેલા 900 થી વધુ રેડિઓન્યુક્લાઇડ્સ જાણીતા છે. ખાસ કરીને ઘણા કૃત્રિમ રેડિઓન્યુક્લાઇડ્સ પરમાણુ રિએક્ટરમાં ઉત્પન્ન થાય છે, સહિત. અને ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ રિએક્ટર. તેમાંના મોટા ભાગના આલ્ફા ઉત્સર્જક છે અને લાંબા અર્ધ જીવન ધરાવે છે. એવા કોઈ તત્વો નથી કે જેની પાસે નથી કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ.

કૃત્રિમ રેડિઓન્યુક્લાઇડ્સ માનવ પ્રવૃત્તિઓના સંબંધમાં દેખાયા. તેઓ ત્રણ જૂથોમાં વહેંચાયેલા છે:

1. કિરણોત્સર્ગી ઉત્પાદનો પરમાણુ વિભાજન. તેઓ ન્યુક્લી 235U, 238U, 239Pu, વગેરેની ફિશન પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન ઉદ્ભવે છે, જે તેમના પર ન્યુટ્રોનની ક્રિયાના પરિણામે થાય છે. વાતાવરણમાં રેડિઓન્યુક્લાઇડ્સના આ જૂથના સ્ત્રોતો - પરીક્ષણો પરમાણુ શસ્ત્રો, પરમાણુ ઇંધણ ચક્ર અને પરમાણુ ઉદ્યોગ સાહસોનું કાર્ય (પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ, રેડિયોકેમિકલ પ્લાન્ટ, વગેરે). મુ પરમાણુ વિસ્ફોટો 35 તત્વોના લગભગ 250 આઇસોટોપ બને છે. કિરણોત્સર્ગી વિખંડન ઉત્પાદનો (RFPs): સમાવેશ થાય છે: 131J, 137Cs, 90Sr, 140 Ba, 133Xe અને અન્ય ઘણા. આરપીડીનું અર્ધ જીવન કેટલીક સેકંડથી લઈને કેટલાક દસ વર્ષ સુધીની છે.

ઉત્પાદિત મોટાભાગના રેડિઓન્યુક્લાઇડ્સ બીટા અને ગામા ઉત્સર્જકો છે (131J, 137Cs, 140Ba), બાકીના માત્ર બીટા કણો (90 Sr, 135Cs) અથવા આલ્ફા કણો (144Nd, 147Sm) ઉત્સર્જિત કરે છે.

2. કિરણોત્સર્ગી ટ્રાન્સયુરાનિક તત્વો, પરમાણુ ઉર્જા સ્થાપનોમાં અને પરમાણુ વિસ્ફોટો દરમિયાન વિચ્છેદક પદાર્થના અણુઓના ન્યુક્લિયસ સાથે ક્રમિક પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ અને પરિણામી કિરણોત્સર્ગી સડોના પરિણામે ઉદ્ભવતા સુપરહેવી ન્યુક્લી. આ રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સમાં 237Np, 239Pu, 241Am, 242Cm, વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ મુખ્યત્વે આલ્ફા સક્રિય છે, જે ખૂબ જ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. લાંબી અવધિઅર્ધ જીવન, સ્થિર આઇસોટોપ્સનો અભાવ.

3. પ્રેરિત રેડિયોએક્ટિવિટીના ઉત્પાદનો, પ્રાથમિક કણોની પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે રચાય છે. યુરેનિયમ અથવા પ્લુટોનિયમની ફિશન ચેઇન રિએક્શન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા ન્યુટ્રોન સ્થિર પર્યાવરણીય તત્વોના ન્યુક્લીને અસર કરે છે અને તેમને કિરણોત્સર્ગી (સક્રિયકરણ પ્રતિક્રિયા) બનાવે છે. આ રેડિઓન્યુક્લાઇડ્સમાં શામેલ છે: 45Ca, 24Na, 27Mg, 29Al, 31Si, 65Zn, 54Fe, વગેરે. સૌથી વધુતેઓ ઉત્સર્જન સાથે ક્ષીણ થાય છે બીટા કણોઅને ગામા રેડિયેશન.

મુખ્ય ઘટકો જે કૃત્રિમ બનાવે છે (IRF) છે:

કિરણોત્સર્ગી ફોલઆઉટના માનવ સંસર્ગમાં જમીનની હવામાં હાજર અને પૃથ્વીની સપાટી પર જમા થયેલા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સમાંથી બીટા અને ગામા ઇરેડિયેશનનો સમાવેશ થાય છે; રેડિઓન્યુક્લાઇડ્સ સાથે ત્વચા અને કપડાંના દૂષણને કારણે; રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના આંતરિક સંપર્કને કારણે શ્વાસમાં લીધેલી હવા, ખોરાક અને પાણી સાથે શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે.

2. સ્થાનિક, પ્રાદેશિક અને વૈશ્વિક પ્રકૃતિનું પ્રદૂષણ, પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ્સ અને કિરણોત્સર્ગી કચરામાંથી બિન-આકસ્મિક ઉત્સર્જનને કારણે થાય છે, અને ખાસ કરીને પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટમાં અકસ્માતો દરમિયાન. જ્યારે કામ કરે છે પરમાણુ રિએક્ટરપરમાણુ વિસ્ફોટોની જેમ, મોટા પ્રમાણમાં રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ રચાય છે (ફિશન પ્રોડક્ટ્સ 235U, 234Pu). વિભાજન ઉત્પાદનોનો મોટો ભાગ જાળવી રાખવામાં આવે છે અને સીધા બળતણની રચનામાં રહે છે. કિરણોત્સર્ગી કચરો વાયુઓ, એરોસોલ, પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોના સ્વરૂપમાં હોઈ શકે છે. ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટમાંથી ગેસ એરોસોલ ઉત્સર્જનમાં વિલંબ કરવા માટે, ફિલ્ટર્સ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, હોલ્ડિંગ ચેમ્બર અને રેડિયોક્રોમેટોગ્રાફિક સિસ્ટમ્સ (સક્રિય કાર્બન પર વાયુઓનું શોષણ) નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ગેસ-એરોસોલ પ્રકાશન એ 100-150 મીટર ઉંચા એક્ઝોસ્ટ પાઇપમાં કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોનો પ્રવેશ છે, તેઓ પ્રકાશન વાદળ બનાવે છે. જ્યારે વાદળ વાતાવરણમાં ફરે છે, ત્યારે લોકો બીટા અને ગામા રેડિયેશનના સંપર્કમાં આવે છે. એરોસોલ કણો, વાદળમાંથી બહાર નીકળીને, ભૂપ્રદેશ પર સ્થાયી થાઓ અને તત્વોમાં સ્થળાંતર કરો ઇકોલોજીકલ સિસ્ટમ્સ. ખોરાકમાંથી લીધેલા કેટલાક રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ માટે જવાબદાર છે જો ઇંધણના સળિયાના ક્લેડીંગમાં ખામીઓ રચાય છે, તો પછી વિભાજન ઉત્પાદનો શીતકમાં પ્રવેશી શકે છે. પ્રવાહી કચરોનદીઓ અને તળાવોમાં સમાપ્ત થઈ શકે છે.

યુરેનિયમ ઉદ્યોગ સાહસોના સંચાલન દરમિયાન, ઉત્પાદનના દરેક તબક્કે (ખાણકામ, પ્રક્રિયા, યુરેનિયમ સંવર્ધન, પરમાણુ બળતણની તૈયારી) પર રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ સાથે પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરવું શક્ય છે. હા, ખાણોમાં પર્યાવરણયુરેનિયમ-235 પરિવારના રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સથી દૂષિત, મુખ્યત્વે રેડોન અને તેના સડો ઉત્પાદનો વેન્ટિલેશન હવામાં જોવા મળે છે. પ્રોસેસિંગ પ્લાન્ટની નજીકના નીચા-ગ્રેડ ઓર ડમ્પ પણ વાતાવરણમાં રેડોન અને તેના સડો ઉત્પાદનોના ઉત્સર્જનનો સ્ત્રોત છે. જ્યારે રેડિયોકેમિકલ પ્લાન્ટમાં પરમાણુ બળતણનું પુનર્જન્મ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઉત્સર્જનમાં 3H, 14C, 137Cs વગેરેનો સમાવેશ થઈ શકે છે.

3.ઉપયોગ ખુલ્લા સ્ત્રોતો ionizing રેડિયેશનવી ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન, કૃષિ, વી વૈજ્ઞાનિક હેતુઓ, દવા, વગેરે. રેડિયોએક્ટિવનો વ્યાપકપણે ઉદ્યોગમાં ઉપયોગ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, એન્જિનમાં પિસ્ટન રિંગ પહેરવાનું નિરીક્ષણ કરવું આંતરિક કમ્બશનન્યુટ્રોન સાથે રિંગને ઇરેડિયેટ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે, જેના પરિણામે તે કિરણોત્સર્ગી બને છે. જ્યારે એન્જિન ચાલે છે, ત્યારે રિંગ સામગ્રીના કણો લુબ્રિકેટિંગ તેલમાં પ્રવેશ કરે છે. માટે તેલના કિરણોત્સર્ગી સ્તરની તપાસ કરીને ચોક્કસ સમયએન્જિન ઓપરેશન, રિંગ પહેરવા શોધો. કિરણોત્સર્ગી ખામી શોધનો ઉપયોગ કરીને, સામગ્રી અને ઉત્પાદનો વગેરેમાં આંતરિક ખામીઓની હાજરી, સ્થાન, આકાર અને કદ નક્કી કરવામાં આવે છે.

રેડિઓન્યુક્લાઇડ્સનો વ્યાપકપણે દવામાં ઉપયોગ થાય છે. તેમની સહાયથી, વ્યક્તિગત અવયવોની સ્થિતિનું નિદાન થાય છે - યકૃત, ફેફસાં, થાઇરોઇડ ગ્રંથિ, વગેરે. (32Р, 57Се, 131J, 133Хе, વગેરે). તેનો ઉપયોગ ગાંઠોના નિદાન અને સારવાર માટે થાય છે. આ હેતુ માટે, 131J શરીરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, કારણ કે ગાંઠમાં ચયાપચય તંદુરસ્ત પેશીઓ કરતાં વધુ ઝડપથી થાય છે, આયોડિનનું રેડિયોઆઈસોટોપ ગાંઠમાં ઝડપથી સંચિત થાય છે. શરીરના જુદા જુદા ભાગો પર રેડિયેશનની તપાસ કરીને, ગાંઠનું સ્થાન જાણવા મળે છે.

સાધનોનું રેડિયેશન વંધ્યીકરણ વિશેષ ભૂમિકા ભજવે છે. નિકાલજોગ સિરીંજ, કપાસ ઉન, પાટો, વગેરે. રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સનો ઉપયોગ કૃષિમાં પણ જોવા મળ્યો છે. બીજ તેમના અંકુરણ અને ઉત્પાદકતામાં વધારો કરે છે. કિરણોત્સર્ગનો ઉપયોગ અનાજના જીવાણુ નાશકક્રિયા અને કૃષિ ઉત્પાદનોની જાળવણી માટે પણ થાય છે. કિરણોત્સર્ગી પદાર્થો (તેમના રેડિયેશન)નો ઉપયોગ પુરાતત્વ, ભૂસ્તરશાસ્ત્ર, ભૂ-રસાયણશાસ્ત્ર અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં પણ થાય છે.

રેડિયોએક્ટિવિટી એક રાસાયણિક તત્વના અસ્થિર આઇસોટોપનું બીજા તત્વના આઇસોટોપમાં પરિવર્તન કહેવાય છે,કેટલાક કણોના ઉત્સર્જન સાથે.

કુદરતી રેડિયોએક્ટિવિટી રેડિયોએક્ટિવિટી કહેવાય છે,કુદરતી રીતે બનતા અસ્થિર આઇસોટોપ્સમાં જોવા મળે છે.

કૃત્રિમ રેડિયોએક્ટિવિટી આઇસોટોપ્સની રેડિયોએક્ટિવિટી કહેવાય છે,પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે પ્રાપ્ત થાય છે.

ફિગ માં. આકૃતિ 9.3 ક્લાસિક પ્રયોગ દર્શાવે છે જેણે તેને શોધવાનું શક્ય બનાવ્યું જટિલ રચનાકિરણોત્સર્ગી કિરણોત્સર્ગ.

કિરણોત્સર્ગી દવાને લીડ કન્ટેનરમાં સાંકડી ચેનલના તળિયે મૂકવામાં આવી હતી. ચેનલની સામે ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ મૂકવામાં આવી હતી. ચેનલમાંથી નીકળતા કિરણોત્સર્ગને બીમ પર લંબરૂપ મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા અસર થઈ હતી. સમગ્ર સ્થાપન વેક્યૂમમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું.

સામાન્ય રીતે તમામ પ્રકારની રેડિયોએક્ટિવિટી ઉત્સર્જન સાથે હોય છે ગામા રેડિયેશન - સખત , શોર્ટવેવ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન . ગામા કિરણોત્સર્ગ એ કિરણોત્સર્ગી પરિવર્તનના ઉત્તેજિત ઉત્પાદનોની ઊર્જા ઘટાડવાનું મુખ્ય સ્વરૂપ છે. કિરણોત્સર્ગી સડોમાંથી પસાર થતા ન્યુક્લિયસને કહેવામાં આવે છે માતૃત્વ; ઉભરતા પેટાકંપનીન્યુક્લિયસ, એક નિયમ તરીકે, ઉત્તેજિત થાય છે, અને જમીનની સ્થિતિમાં તેનું સંક્રમણ γ-ફોટનના ઉત્સર્જન સાથે છે.

કોષ્ટકમાં કોષ્ટક 1 કિરણોત્સર્ગીતાના મુખ્ય પ્રકારો દર્શાવે છે.

કોષ્ટક 1

અણુ ન્યુક્લીના સ્વયંસ્ફુરિત સડોને આધિન છે કિરણોત્સર્ગી સડોનો કાયદો :

જ્યાં એન 0 - માં પદાર્થના આપેલ વોલ્યુમમાં ન્યુક્લીની સંખ્યા પ્રારંભિક ક્ષણસમય t = 0, એન- તે સમયે સમાન વોલ્યુમમાં ન્યુક્લીની સંખ્યા t, λ – સતત સડો , જેનો અર્થ 1 સેકન્ડમાં પરમાણુ ક્ષયની સંભાવના છે અને તે એકમ સમય દીઠ ન્યુક્લિયસના ક્ષયના અપૂર્ણાંકની બરાબર છે.

સ્વયંસ્ફુરિત કિરણોત્સર્ગી સડોનો કાયદો બે ધારણાઓ પર આધારિત છે:

સડો સ્થિરતા પર આધાર રાખતો નથી બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ;

· તારીખ દરમિયાન ક્ષીણ થતા ન્યુક્લીની સંખ્યા ન્યુક્લીની ઉપલબ્ધ સંખ્યાના પ્રમાણસર છે. આ ધારણાઓનો અર્થ એ છે કે કિરણોત્સર્ગી સડો છે આંકડાકીય પ્રક્રિયાઅને આ ન્યુક્લિયસનો સડો છે રેન્ડમ ઘટનાચોક્કસ સંભાવના છે.

તીવ્રતા 1/λ ની સમાન સરેરાશ આયુષ્ય (સરેરાશ જીવન સમય) કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ. ખરેખર, કુલ આયુષ્ય ડી એનકોરો સમાન છે: . સરેરાશ અવધિમૂળ અસ્તિત્વમાં રહેલા તમામ ન્યુક્લીનું જીવન:

.

(9.4.2)

સડોના સંદર્ભમાં ન્યુક્લીની સ્થિરતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે અર્ધ જીવન ટી 1/2. તે શું કહેવાય છે સમય, જે દરમિયાન આપેલ કોરોની પ્રારંભિક સંખ્યા કિરણોત્સર્ગી પદાર્થઅડધાથી ઘટે છે. λ અને વચ્ચેનો સંબંધ ટી 1/2:

.

(9.4.3)

કુદરતી રેડિયોએક્ટિવિટીસીસાની પાછળ સ્થિત રાસાયણિક તત્વોના અણુઓના મધ્યવર્તી કેન્દ્રમાં જોવા મળે છે સામયિક કોષ્ટકમેન્ડેલીવ. પ્રકાશ અને મધ્યમ ન્યુક્લીની કુદરતી રેડિયોએક્ટિવિટી માત્ર ન્યુક્લી , , , , , , માં જોવા મળે છે.

ન્યુક્લીના કિરણોત્સર્ગી સડો દરમિયાન, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના સંરક્ષણનો કાયદો સંતુષ્ટ છે:

જ્યાં ઝેડઆઈ ઇ- મધર ન્યુક્લિયસનો ચાર્જ, ઝેડiઇ- કિરણોત્સર્ગી સડોના પરિણામે ન્યુક્લી અને કણોનો ચાર્જ. આ કાયદો તમામ પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓના અભ્યાસને લાગુ પડે છે.

સામૂહિક સંખ્યાના સંરક્ષણ માટેનો નિયમ કુદરતી કિરણોત્સર્ગના કિસ્સામાં:

જ્યાં એઝેર - મધર ન્યુક્લિયસની સામૂહિક સંખ્યા, એ i- કિરણોત્સર્ગી સડોના પરિણામે ન્યુક્લી અથવા કણોની સામૂહિક સંખ્યા.

ઓફસેટ નિયમો (Faience અને Soddy નિયમો) કિરણોત્સર્ગી સડો દરમિયાન:

ખાતેα - સડો ;

ખાતેβ – - સડો .

અહીં માતૃત્વ કોર છે, વાય- પુત્રી ન્યુક્લિયસનું પ્રતીક, - હિલીયમ ન્યુક્લિયસ, - ઇલેક્ટ્રોનનું પ્રતીકાત્મક હોદ્દો જેના માટે એ= 0 અને ઝેડ = –1.