கதிரியக்கம்

கதிரியக்கம் (radioactivity, radioactive decay, அல்லது nuclear decay) என்பது சில அணுக்களிலிருந்து வெளிப்படும் ஒரு வகையான ஆற்றல் மிகுந்த கதிர்வீச்சு ஆகும். இக்கதிரியக்கக் கதிர்வீச்சானது ஓரளவிற்கு மிகும்போதுமாந்தர்களுக்கும், பிற உயிரினங்களுக்கும் பெருங்கேடு விளைவிக்கும். உயிரிழக்கவும் நேரிடும். எனினும், புற்று நோய் முதலிய உடல் நோய்களைக் குணப்படுத்த மருத்துவர்கள் சிறிதளவு கதிரியக்கம் செலுத்துவர்.

இக்குறியீடு கதிரியக்கப் பொருள்களைக் குறிக்கப் பயன்படுகின்றது. இதன் யூனிக்கோடுக் குறியீடு U+2622 (☢) என்பதாகும்

சில அணுக்களின் அணுக்கருவினுள்ளே அதிக எண்ணிக்கையில் புரோட்டான்களும், மின்னூட்டமற்ற நியூட்டிரான்களும் இருக்கும்போது, அவ்வகை அணுக்கருவானது போதிய அளவு நிலைப்புமை பெறாமல் இருப்பதால், சிறுகச் சிறுக அணுவுட்துகள்களை உமிழ்கின்றது. இதுவே கதிரியக்கம் எனப்படுகின்றது. இக் கதிரியக்கத்தின் போது தாய்க்கருவானது வழிக்கருவாக உருவாகின்றது. இந்நிகழ்வு ஒரு நேர்ந்தவாறான [(random) செயற்பாடாகும். அதாவது இரு குறிப்பிட்ட அணுவின் சிதைவு எப்பொழுது ஏற்படும் எனக் கூறமுடியாது. சில சிதைவுகளில், தாய்க்கருவும், வழிக்கருவும் வெவ்வேறு வேதியியல் தனிமங்களுக்கு உரியனவாக இருக்கும். இந்நிலையில் இச்செயல்பாடு அணுக்கரு மாற்றம் எனப்படும்.

அனைத்துலக முறை அலகுகள் (SI) கதிரியக்கத்தின் அலகு பேக்குரெல் (becquerel (Bq)) ஆகும். ஒரு கதிரியக்கப் பொருளில், ஒரு நொடியில் ஒரு சிதைவு நிகழ்வு ஏற்படுமாயின், அது ஒரு Bq கதிரியக்கம் கொண்டதெனக் கூறப்படும். இயல்பான அளவு கொண்ட மாதிரிக்கூறு ஒன்றில் பெருமளவு அணுக்கள் காணப்படுமாதாலால், ஒரு Bq அளவு என்பது ஒரு மிகமிகக் குறைவான கதிரியக்கமாகும். பொதுவாக கதிரியக்கம் கிகா பேக்குரெல் (giga becquerel) அளவுகளிலேயே நிகழ்கின்றது.

கண்டுபிடிப்பு

1896 ஆம் ஆண்டில் பிரெஞ்சு அறிவியலாளர் என்ரி பெக்கரல் என்பவர் இயற்கைக் கதிரியக்கத்தைக் கண்டுபிடித்தார். சில யுரேனிய உப்புக்களை ஓர் ஒளிப்படத்தட்டின் மீது வைத்து, அத்தட்டு கறுப்புக் காகிதத்தினால் சுற்றி ஓர் இருட்டு அறையில் வைக்கப்பட்டது. இத்தட்டை கழுவியபோது (develop) அது பாதிக்கப்படிருந்ததை அவதானித்தார். இதே சோதனையை வெவ்வேறு யுரேனிய உப்புக்கள் கொண்டு செய்த ஆய்வின் போது யுரேனியமும் அதன் உப்புக்களும் கண்ணிற்குப் புலப்படாத கதிர்வீச்சுக்களை உமிழ்கின்றன என்றும் அவை காகிதம், மரம், கண்ணாடி போன்றவற்றின் வழியே ஊடுருவி ஒளித்தட்டைப் பாதிக்கின்றன என்றும் கண்டறிந்தார்.^[1].

அணுவெண் 92 உம் அதற்கு மேலுமுள்ள தனிமங்கள் எந்த வித புறத் தூண்டுதலுமின்றி தாமாக கதிரியக்கத்துக்கு உட்படுகின்றன . அதிக வெப்பநிலையோ குறைந்த வெப்பநிலையோ, எப்படிப்பட்ட காந்த, மின் புலங்களாலும் கதிரியக்க நிகழ்வு பாதிக்கப்படுவதில்லை. கதிரியக்கத்தின் போது α,β,γ என மூன்று விதமான கதிர்கள் வெளிப்படுகின்றன. α கதிர்கள் கதிரவத்தின் கருக்களே என்றும் β கதிர்கள் எதிர்ம மின்னூட்டமுடைய எலட்டிரான்கள் என்றும் γ கதிர்கள் மின்னூட்டம் ஏதுமில்லா மின்காந்த அலைகள் என்றும் அறியப்பட்டுள்ளன.

செயற்கைக் கதிரியக்கம் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பின் இன்று எந்த ஒரு தனிமத்தின் கதிரியக்க சமவிடத்தான்களையும் பெறமுடியும் என்ற நிலை உருவாகியுள்ளது.

மேரி க்யூரி மற்றும் பியரி க்யூரி ஆகியோரின் கதிரியக்கம் பற்றிய ஆய்வுகள் அறிவியல் மற்றும் மருத்துவத்தில் மிக முக்கியமானதொரு பங்கை ஆற்றியுள்ளன எனலாம். என்ரி பெக்கரல் கதிர்கள் பற்றிய இவா்களின் ஆய்வு ரேடியம் மற்றும் பொலோனியம் ஆகிய தனிமங்களின் கண்டுபிடிப்புகளுக்கு வித்திட்டது எனலாம். இவா்களே கதிரியக்கம் (radioactivity) என்ற சொல்லை உருவாக்கியவா்களும் ஆவா்.[2] இவா்களின் யுரேனியத்தின் ஊடுருவும் கதிா்கள் குறித்த ஆய்வு இரேடியத்தின் கண்டுபிடிப்பிற்கும் அதைத் தொடர்ந்து புற்றுநோய் சிகிச்சையில் இரேடியத்தின் பயன்பாட்டைக் கொண்டு வந்த ஒரு சகாப்தத்தையே உருவாக்கியது எனலாம். இரேடியத்தை இவ்வாறு புற்றுநோய் சிகிச்சைக்குப் பயன்படுத்தியதன் மூலம் அணு ஆற்றலை அல்லது உட்கரு ஆற்றலை நவீன அணுக்கரு மருத்துவம் என்ற ஆக்கபூர்வமான பயன்பாட்டிற்கு கொண்டு வந்த முதல் முயற்சி எனலாம்.[2]

தொடக்க காலத்தில் கதிரியக்கத்தால் உடல் நலனிற்கு ஏற்பட்ட பாதிப்புகள்

X-கதிர்கள்

1895 ஆம் ஆண்டில் வில்கெம் இரென்கன் என்பரின் X-கதிர்களின் கண்டுபிடிப்பானது அறிவியலாளா்கள், இயற்பியலாளா்கள் மற்றும் கண்டுபிடிப்பாளா்களிடம் பரந்துபட்ட ஆய்வுகளுக்கு வித்திட்டது எனலாம். 1896 ஆம் ஆண்டின் ஆரம்பத்தில் பல்வேறு தரப்பட்ட மக்கள் தீக்காயங்கள், முடி இழப்புகள் மற்றும் பிற தீய விளைவுகைளப்பற்றி அறவியல் இதழ்களில் எழுதத் தொடங்கினா். அதே ஆண்டின் பிப்ரவரி மாதத்தில் வான்டர்பில்டு பல்கலைக் கழகத்தின் பேராசிரியா் டேனியல் மற்றும் முனைவா். டட்லி ஆகியோர் X-கதிர்களை பேராசிரியர் டட்லி அவர்களின் தலையில் செலுத்தியதன் விளைவாக முடிகொட்டியதை சோதனை மூலம் நிரூபித்தனர். முனைவர் எச்.டி. ஹாவ்க்சு என்பவர் X-கதிர்களை செலுத்தியதன் விளைவாக, தனது கை மற்றும் மார்பில் ஏற்பட்ட காயங்கள் குறித்த அறிக்கையை வெளியிட்டார். இதுவே, இது போன்ற பல அறிக்கைகளின் முதலாவதாகும்.^[2] எலிகு தாம்சன் மற்றும் நிகோலா தெசுலா ஆகியோர் மேற்கொண்ட சோதைனகள் உட்பட்ட பிற சோதனைகள் காயங்கள் பற்றிய அறிக்கையைத் தந்தன. தாம்சன் வேண்டுமென்றே தனது ஒரு விரலை X-கதிர் குழாயில் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்திற்கு வைத்திருந்து வீக்கம், வலி மற்றும் நுண்ணிய தீப்புண்கள் ஏற்பட்டதை நிரூபித்தார்.^[3] புற ஊதாக் கதிர் வீச்சு மற்றும் ஓசோன் ஆகியவை இந்த காயங்களுக்கு காரணமாக இருக்கலாம் என கருதப்பட்டது.^[4] பல மருத்துவர்கள் இன்னமும் கூட X-கதிர்கள் மனித உடலில் படுவதால் விளைவுகள் ஏதும் ஏற்படுவதில்லை என்கின்றனர்.^[3]

இவ்வளவுக்கும் மேலாக, 1902 ஆம் ஆண்டில் வில்லியம் ஹெர்பார்ட் ரோலின்சு ஆல் மேற்கொள்ளப்பட்ட தீய விளைவுகள் குறித்த சில ஆரம்பகட்ட முறையான புலனாய்வுகள் X-கதிர்கள் பற்றிய அவநம்பிக்கையுடன் கவனமின்றி X-கதிர்கள் கையாள்வதன் விளைவாக ஏற்படும் அபாயங்கள் குறித்த எச்சரிக்கைகள் அவரது சகாக்களாலும், தொழிற்துறையினராலும் கவனத்தில் கொள்ளப்படவில்லை. இந்த காலகட்டத்தில் ரோலின்சு X-கதிர்கள் பரிசோதனைக்குட்படுத்தப்படும் மிருகங்களான கினிப் பன்றிகளைக் கொன்று விடும் என்றும், கருவுற்றிருக்கும் கினிப்பன்றிகளில் கருச்சிதைவு ஏற்படச் செய்யவும், கருவினை அழித்து விடவும் செய்யும் என்றும் நிரூபித்தார்.^[5] X-கதிர்கள் விலங்குகளின் மேலே படும் போது நோய்க்கு ஆளாகும் பண்பானது விலங்குக்கு விலங்கு மாறுபடும். இந்த கருத்தானது நோயாளிகள் X-கதிர் சோதனைக்கு உட்படுத்தும் போது கவனத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும் என்பதைக் கூறினாா்.

கதிரியக்க பொருட்கள்

கதிரியக்கம் என்பது கனமான தனிமங்களின் பண்பாகும். ஒரே ஒரு ஐசோடோப்பினைக் கொண்ட தனிமம் வெளிர் நீலத்திலும், பல இலட்சம் ஆண்டுகள் அரை ஆயுள் காலத்தைக் கொண்ட நிலையான ஐசோடோப்புகளைக் கொண்ட தனிமங்கள் பச்சை நிறத்திலும், மஞ்சள் மற்றும் ஆரஞ்சு வண்ணமானது குறைவான நிலைப்புத் தன்மை கொண்ட அதாவது அரை வாழ்வுக் காலம் நுாறு அல்லது ஆயிரம் ஆண்டுகள் முதல் ஒரு நாள் வரை உடைய தனிமங்களையும், சிவப்பு மற்றும் கருஞ்சிவப்பு நிறங்கள் மிக அதிகமான மற்றும் தீவிர கதிர்வீச்சுத்தன்மை கொண்ட கதிரியக்கத் தனிமங்கள் ஆகும். இவற்றின் அரை ஆயுட்காலம் ஒரு நாள் அல்லது அதற்கும் குறைவாகக்கூட காணப்படும்.

கதிரியக்க பொருட்கள் காரணமாக கதிர்வீச்சினால் ஏற்படும் உயிரியல் விளைவுகள் அளந்தறிவதற்கு கடினமானதாக இருப்பினும், இது பல மருத்துவர்களுக்கும் நிறுவனங்களுக்கும் கதிரியக்க பொருட்களை காப்புரிமை மருந்து களாக விற்பனை செய்வதற்கு வாய்ப்பளித்தது. உதாரணமாக ரேடியம் குடற்கழுவு மருத்துவ சிகிச்சை, மற்றும் ரேடியம் கலந்த நீர் சத்து மருந்தாக பயன்படுத்தப்பட்டது போன்றவற்றைக் கூறலாம். மேரி க்யூரி மனித உடலில் கதிர்வீச்சினால் ஏற்படும் விளைவுகள் முழுவதுமாக அறிந்து கொள்ளப்படாமல் இருக்கும் நிலையில் இந்த வகை சிகிச்சைகளுக்கு ரேடியம் போன்ற கதிர்வீச்சுத் தன்மையுடைய பொருட்கள் பயன்படுத்தப்படுவதை எதிர்த்தார். பின்னாளில் மேரி க்யூரி கதிர்வீச்சின் காரணமாக ஏற்பட்ட எலும்பு மஜ்ஜையில் ஏற்படும் குறைபாடு காரணமாக குறைவான எண்ணிக்கையிலான இரத்த சிவப்பணுக்கள், இரத்தத் தட்டுகள் உருவாகக்கூடிய ஒரு வகை இரத்த சோகை நோயினால் இறந்தார் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. 1930 களில், எலும்பு இழை நசிவு (bone necrosis - காயங்கள், நோய் அல்லது இரத்த வழங்கலில் ஏற்படும் குறுக்கீடுகள் ஆகியவற்றின் மூலம் எலும்பு செல்கள் அல்லது திசுக்களின் அழிவு) காரணமான எண்ணற்ற மரணங்கள் மற்றும் ரேடிய சிகிச்சை ஆர்வலா்களின் எண்ணற்ற மரணங்கள் காரணமாக ரேடியத்தைக் கொண்டுள்ள மருந்துப்பொருட்கள் மருந்துச் சந்தையிலிருந்து நீக்கிக்கொள்ளப்பட்டன.

கதிர்வீச்சு பாதுகாப்பு

எக்ஸ் கதிர்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு ஒரு வருடத்திற்கு பிறகு, அமெரிக்க பொறியியலாளரான வொல்ஃப்ராம் ஃப்யூச்சஸ் (1896) ஆல் வழங்கப்பட்ட ஆலோசனையே முதல் பாதுகாப்பு ஆலோசனையாக இருக்கக்கூடும். ஆனால்,1925 ஆம் ஆண்டில் நடைபெற்ற சர்வதேச கதிரியக்க சிகிச்சை மாநாட்டிற்குப் பிறக சர்வதேச பாதுகாப்பு தரங்களை நிறுவுதல் குறித்து கருதப்பட்டது. புற்றுநோய் அபாயத்தின் விளைவு உள்ளிட்ட மரபணுக்களில் கதிர்வீச்சின் விளைவுகள் மிகவும் பின்னர் அறியப்பட்டன. 1927 ஆம் ஆண்டில், ஹெர்மன் ஜோசப் முல்லர் கதிர்வீச்சினால் ஏற்படும் மரபியல் காரணிகளில் ஏற்படும் விளைவுகள் குறித்த ஆராய்ச்சி அறிக்கையினை வெளியிட்டார்.1946 ஆம் ஆண்டில், தனது கண்டுபிடிப்பிற்கான நோபல் பரிசைப் பெற்றார்.

1928 ஆம் ஆண்டில் சுடாக்ஹோமில் நடைபெற்ற இரண்டாவது சர்வதேச கதிரியக்க சிகிச்சை மாநாட்டில் இராண்ட்ஜன் அலகுகளை உருவாக்கி கைக்கொள்ள முன்மொழிந்தது. மேலும், சர்வதேச எக்ஸ் கதிர் மற்றும் ரேடியம் பாதுகாப்பு குழு (IXRPC) உருவாக்கப்பட்டது. ரோல் சியெவெர்ட் தலைவராக நியமிக்கப்பட்டார், ஆனால் ,இங்கிலாந்து தேசிய இயற்பியல் ஆய்வகத்தின் ஜார்ஜ் கயே தான் இந்தக்குழுவின் உந்து சக்தியாக இருந்தார். இந்தக் குழு 1931, 1934 மற்றும் 1937 ஆகிய ஆண்டுகளில் கூடியது.

இரண்டாம் உலகப் போருக்குப் பின்னர், இராணுவ மற்றும் உள்நாட்டு அணுசக்தித் திட்டங்களின் விளைவாக தொழி்ல்முறையான வேலையாட்கள் மற்றும் பொதுமக்கள் அதிக வகையான மற்றும் அளவிலான கதிரியக்கப் பொருட்களின் தீங்கு விளைவிக்கும் அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சுக்கு ஆளாக்கப்பட்டனர். 1950 களில் லண்டனில் நடத்தப்பட்ட முதலாம் போருக்குப் பிந்தைய சர்வதேச கதிரியக்க சிகிச்சை மாநாடு கூடி முடிவெடுத்து தற்போதைய கதிரியக்க பாதுகாப்பு தொடர்பான சர்வதேச ஆணையம் (ஐ.சி.ஆர்.பி.) உருவாகக் காரணமாக இருந்தது.^[6] அதிலிருந்து கதிரியக்க பாதுகாப்பு தொடர்பான சர்வதேச ஆணையம் கதிர்வீச்சின் அனைத்து வகை ஆபத்துக்களையும் உள்ளடக்கி தற்போதுள்ள கதிர்வீச்சு பாதிப்பு தொடர்பான சர்வதேச முறையை வடிவமைத்து வளர்த்து வருகிறது.

கதிரியக்கத்தின் அலகுகள்

கதிரியக்கத்திற்கும் கண்டறியப்பட்ட அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சிற்கும் இடையே உள்ள தொடர்பை விளக்கும் வரைபடம்

சர்வதேச அலகு முறையில் கதிரியக்கத்தின் திட்ட அலகு கதிரியக்கத்தை கண்டுபிடித்த ஹென்றி பெக்கொரெலுக்கு மரியாதை செலுத்தும் விதமாக பெக்கொரெல் (Bq) என பெயரிடப்பட்டுள்ளது. ஒரு பெக்கொரெல்(Bq) என்பது ஒரு வினாடி காலத்தில் நடைெபறும் மாறுபாடு(சிதைவு) என வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.

கதிரியக்கத்திற்கான முந்தைய அலகாக கியூரி, Ci, ஆக இருந்தது. கியூரி எனப்படுவது சமநிலையில் ஒரு கிராம் ரேடியம் தனிமத்தால் வெளியிடப்படும் ரேடியத்தின் நிறை அல்லது அளவு என வரையறுக்கப்பட்டிருந்தது.^[7] தற்போது, கியூரி எனப்படுவது ஒரு வினாடியில் நிகழக்கூடிய 3.7×10¹⁰ சிதைவுகள் என வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது. ஆகவே 1 கியூரி (Ci) = 3.7×10¹⁰ Bq. கதிரியக்க பாதுகாப்பு நோக்கங்களுக்காக, அமெரிக்க ஐக்கிய நாடுகளின் அணுக்கரு ஒழுங்கு ஆணையம் SI அலகுடன் கியூரி அலகின் பயன்பாட்டையும் அனுமதித்துள்ளது.^[8] ஐரோப்பிய யூனியனின் ஐரோப்பிய அலகுகளின் அளவீட்டு முறை வழிகாட்டு நடைமுறைகள் பொதுமக்களின் நலன் சார்ந்த தேவைகளுக்காக இதன் பயன்பாடு தேவைப்படுகிறது என்று 31 டிசம்பர் 1985 இல் கூறியுள்ளது. ^[9]

கதிரியக்கத்தின் வகைகள்

கதிரியக்கமானது இரண்டு வகைப்படும். அவை

1. இயற்கை கதிரியக்கம் : இயற்கையில் காணப்படும் தனிமங்களான யுரேனியம், பொலோனியம், ரேடியம் ஆகியவை தாங்களாகவே, தன்னிச்சையாக α,β.γ கதிர்களை வெளியிட்டு வேறு தனிமங்களாக மாறுகின்றன. இந்த தன்னிச்சையான மாற்றமே இயற்கை கதிரியக்கம் என அழைக்கப்படுகிறது. இயற்கை கதிரியக்கத்தில் ஒரே ஒரு தனிம அணுவின் உட்கரு மட்டுமே பங்குபெறும். தனிம வரிசை அட்டவணையில் அணு எண் 82 ஐ விட அதிகமான அணு எண்ணைக் கொண்ட கனமான தனிமங்களில் மட்டுமே இயற்கை கதிரியக்கமானது காணப்படுகிறது.
2. செயற்கை கதிரியக்கம் : ஒரு தனிமமானது, செயற்கையான முறையில் இன்னொரு அறியப்பட்ட தனிமத்தின் கதிரியக்க ஓரிடத் தனிமமாக (isotope) மாற்றப்படும் செயல்முறையே செயற்கை கதிரியக்கம் எனப்படும்.^[10] இது தூண்டப்பட்ட கதிரியக்கம் ( Induced radioactivity) எனவும் அறியப்படும்.