नाभिकीय भौतिकी के क्षेत्र में विद्यमान विभिन्न प्रकार के विकिरणों का अध्ययन किया जाता है। इस मामले में, हम अध्ययन पर ध्यान केंद्रित करने जा रहे हैं गामा किरणें. यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जो परमाणु नाभिक के रेडियोधर्मी क्षय से उत्पन्न होता है। इन गामा किरणों में उच्चतम आवृत्ति विकिरण होता है और ये मनुष्यों के साथ-साथ अन्य आयनकारी विकिरण के लिए सबसे खतरनाक हैं।
इसलिए, हम आपको यह लेख समर्पित करने जा रहे हैं कि गामा किरणों की विशेषताएं, महत्व और उपयोग क्या हैं।
प्रमुख विशेषताएं
संक्षेप में, हम गामा किरणों की मुख्य विशेषताओं को सूचीबद्ध करने जा रहे हैं:
- वे ऐसे कण हैं जिनमें प्रकाश की गति से चलने के बाद से कोई आराम नहीं है।
- उनके पास कोई विद्युत आवेश भी नहीं है क्योंकि वे विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
- उनके पास बहुत कम आयनीकरण शक्ति है, हालांकि वे काफी मर्मज्ञ हैं। रेडॉन की गामा किरणें वे स्टील के 15 सेमी तक जा सकते हैं।
- वे प्रकाश की तरह तरंगें हैं लेकिन एक्स-रे की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जावान हैं।
- एक रेडियोधर्मी यौगिक जो एक ग्रंथि में अवशोषित होता है और गामा विकिरण से बचाता है, उसे समुद्र तट पर प्राप्त करके उक्त ग्रंथि का अध्ययन करना संभव बनाता है।
उनके पास बहुत उच्च आवृत्ति विकिरण है और मनुष्यों के लिए सबसे खतरनाक विकिरणों में से एक है, जैसे सभी आयनकारी विकिरण। खतरा इस तथ्य में निहित है कि वे उच्च-ऊर्जा तरंगें हैं जो अणुओं को अपरिवर्तनीय रूप से नुकसान पहुंचा सकती हैं। जो कोशिकाओं का निर्माण करते हैं, जिससे आनुवंशिक उत्परिवर्तन और यहां तक कि मृत्यु भी होती है। पृथ्वी पर हम रेडियोन्यूक्लाइड के क्षय और वातावरण के साथ ब्रह्मांडीय किरणों की बातचीत में गामा किरणों के प्राकृतिक स्रोतों का निरीक्षण कर सकते हैं; बहुत कम किरणें भी इस प्रकार का विकिरण उत्पन्न करती हैं।
गामा किरण गुण
आम तौर पर, इस विकिरण की आवृत्ति १०२० हर्ट्ज से अधिक होती है, इसलिए इसकी ऊर्जा १०० केवी से अधिक होती है और तरंग दैर्ध्य ३ × १०-१३ मीटर से कम होता है, जो एक परमाणु के व्यास से बहुत कम होता है। TeV से PeV तक ऊर्जा की गामा किरणों से जुड़ी अन्योन्यक्रियाओं का भी अध्ययन किया गया है।
गामा किरणें रेडियोधर्मी क्षय के अन्य रूपों, या अल्फा क्षय और बीटा क्षय द्वारा उत्पादित विकिरण की तुलना में अधिक भेदी होती हैं, क्योंकि पदार्थ के साथ बातचीत करने की कम प्रवृत्ति होती है। गामा विकिरण फोटॉन से बना होता है। यह अल्फा विकिरण से एक महत्वपूर्ण अंतर है जो हीलियम नाभिक और बीटा विकिरण से बना होता है जो इलेक्ट्रॉनों से बना होता है।
फोटॉन, द्रव्यमान से संपन्न नहीं होने के कारण, वे कम आयनीकृत होते हैं। इन आवृत्तियों पर, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और पदार्थ के बीच बातचीत की घटना का विवरण क्वांटम यांत्रिकी की उपेक्षा नहीं कर सकता है। गामा किरणें एक्स-रे से उनके मूल से अलग हैं। वे किसी भी मामले में परमाणु या उप-परमाणु संक्रमणों द्वारा उत्पादित होते हैं, जबकि एक्स-रे ऊर्जा संक्रमणों द्वारा उत्पादित होते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉनों द्वारा बाहरी मात्राबद्ध ऊर्जा स्तरों से अधिक आंतरिक मुक्त ऊर्जा स्तरों में प्रवेश किया जाता है।
चूंकि कुछ इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण कुछ परमाणु संक्रमणों की ऊर्जा से अधिक हो सकते हैं, उच्च-ऊर्जा एक्स-रे की आवृत्ति निम्न-ऊर्जा गामा किरणों की आवृत्ति से अधिक हो सकती है। लेकिन, वास्तव में, वे सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं, जैसे रेडियो तरंगें और प्रकाश।
गामा किरणों के कारण निर्मित सामग्री
गामा किरणों की सुरक्षा के लिए आवश्यक सामग्री अल्फा और बीटा कणों की सुरक्षा के लिए आवश्यक सामग्री की तुलना में बहुत अधिक मोटी होती है। इन सामग्रियों को कागज की एक साधारण शीट (α) या एक पतली धातु प्लेट (β) के साथ अवरुद्ध किया जा सकता है। उच्च परमाणु संख्या और उच्च घनत्व वाले पदार्थ गामा किरणों को बेहतर ढंग से अवशोषित कर सकते हैं। वास्तव में, यदि कम करने के लिए 1 सेमी सीसा की आवश्यकता होती है गामा किरणों की तीव्रता 50% तक होती है, वही प्रभाव 6 सेमी सीमेंट और 9 सेमी दबी हुई मिट्टी में होता है।
परिरक्षण सामग्री को आमतौर पर विकिरण की तीव्रता को आधा करने के लिए आवश्यक मोटाई के संदर्भ में मापा जाता है। जाहिर है, फोटॉन की ऊर्जा जितनी अधिक होगी, आवश्यक ढाल की मोटाई उतनी ही अधिक होगी।
इसलिए, मनुष्यों की रक्षा के लिए मोटी स्क्रीन की आवश्यकता होती है, क्योंकि गामा किरणें और एक्स-रे जलन, कैंसर और आनुवंशिक उत्परिवर्तन का कारण बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, इसका उपयोग छर्रों की रोकथाम में स्टील और सीमेंट की रक्षा के लिए किया जाता है, जबकि पानी ईंधन रॉड भंडारण या रिएक्टर कोर परिवहन के दौरान विकिरण को रोक सकता है।
अनुप्रयोगों
आयनकारी विकिरण उपचार सामग्री की नसबंदी को प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक भौतिक विधि है चिकित्सा और स्वच्छता, भोजन, कच्चे माल और औद्योगिक उत्पादों का परिशोधन, और अन्य क्षेत्रों में उनका अनुप्रयोग, हम बाद में देखेंगे।
इस प्रक्रिया में अंतिम पैकेज्ड या थोक उत्पाद या पदार्थ को आयनीकृत ऊर्जा के संपर्क में लाना शामिल है। यह एक विशेष कमरे में किया जाता है जिसे प्रत्येक विशिष्ट स्थिति के लिए और एक विशिष्ट अवधि के भीतर एक विकिरण कक्ष कहा जाता है। ये तरंगें बहुपरत पैकेज्ड उत्पादों सहित, उजागर उत्पादों में पूरी तरह से प्रवेश करती हैं।
ट्यूमर रोगों के उपचार के लिए कोबाल्ट 60 का उपयोग एक ऐसी विधि है जो वर्तमान में मेरे देश और दुनिया में इसकी प्रभावकारिता और आंतरिक सुरक्षा के कारण बहुत व्यापक है। इसे कोबाल्ट थेरेपी या कोबाल्ट थेरेपी कहा जाता है और गामा किरणों के लिए ट्यूमर के ऊतकों को उजागर करना शामिल है।
इसके लिए, तथाकथित कोबाल्ट उपचार उपकरण का उपयोग किया जाता है, जो कोबाल्ट 60 से लैस एक बख़्तरबंद सिर से सुसज्जित है, और एक ऐसे उपकरण से लैस है जो रोग के पर्याप्त उपचार के लिए प्रत्येक विशिष्ट मामले में आवश्यक जोखिम को सटीक रूप से नियंत्रित करता है।
आयनीकरण ऊर्जा का पहला व्यावसायिक अनुप्रयोग 1960 के दशक की शुरुआत में हुआ। आज, विश्व में लगभग 160 विकिरण संयंत्र प्रचालन में हैं, 30 से अधिक देशों में वितरित, अधिक से अधिक उद्योगों के लिए सेवाओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है।
जैसा कि आप देख सकते हैं, हालांकि वे खतरनाक हैं, मनुष्य कई क्षेत्रों में गामा किरणों का उपयोग करने का प्रबंधन करता है जैसा कि दवा से प्रेरित है। मुझे उम्मीद है कि इस जानकारी से आप गामा किरणों और उनकी विशेषताओं के बारे में और जान सकते हैं।