Thursday, October 10, 2013

கதிர்த்தொழிற்பாட்டுக் கதிர்கள்

கதிர்த்தொழிற்பாடுள்ள மூலகங்களிலிருந்து மூன்று வகையான கதிர்வீசல்கள் நிகழ்கின்றன. கதிர்த்தொழிற்பாட்டினால் ஏற்படும் கதிர்களை மின்மண்டலத்திற்கூடாகச் செலுத்தும்பொழுது மூன்று வகைக் கதிர்களையும் காணலாம்.
1. α கதிர்கள் (துகள்கள்)
2. β கதிர்கள் (துகள்கள்)
3. γ கதிர்கள் (துகள்கள்)
இந்நிகழ்வின்போது திணிவு குறைக்கப்படுவதனால் இத்தோற்றப்பாடு கதிர்த்தொழிற்பாட்டுத் தேய்வு எனப்படும்.

α கதிர்கள் (துகள்கள்)( α4+2)
இவை நேர்மின்னேற்றமுள்ள துகள்களைக் கொண்டுள்ளவை எனவே மின்மண்டலத்தில் எதிர் ஏற்றமுள்ள தகட்டின் பக்கமாகக் கவரப்படுகிறது. 

α கதிர்கள் He இன் அணுக்கருவை or He  இன் அயனை ஒத்தவை. α4+2

α கதிர்களின் இயல்புகள்
1. ஒப்பீட்டளவில் γ, β கதிர்களை விட வேகம் குறைந்தவை.
2. α கதிர்கள் வாயு மூலக்கூறுகளுடன் மோதும்பொழுது வாயுக்களின் 
    இலத்திரன்களை எடுத்துக்கொள்வதினால் மூலக்கூறுகளை 
    அயனாக்குகின்றன.
3. இவை பருமனில் கூடியதாகவுள்ளதால் திண்மப்பதார்த்தங்களினூடாக 
    ஊடுருவிச்செல்லும் இயல்பு அற்றவை.
4. இவற்றிலுள்ள கூடுதலான இயக்கப்பண்புச் சக்தியே α கதிர்கள் ZnS திரையில்     புளொரொளிர்வு ஏற்படுவதற்குக் காரணமாகும்.

β கதிர்கள் (துகள்கள்)
மின்மண்டலத்தில் நேர்மின்னேற்றமுள்ள தகட்டின் பக்கமாகக் கவரப்படுவதால், இவை எதிர் ஏற்றம் கொண்டுள்ளவை என்பதைத் தெரிவிக்கின்றன. மேலும் இத்துகள்களின் (e/m) விகிதம் கதோட்டுக்கதிர்களின் (e/m) விகிதத்திற்கு சமமாகவுள்ளதால் இவை இலத்திரன்களாகும்.

β கதிர்கள் இலத்திரனை e0-1 ஒத்தவை

β கதிர்களின் இயல்புகள்
1. α, γ ஆகிய இரு கதிர்களுக்கும் இடைப்பட்ட வேகம் கொண்டவை.
2. குறைவான இயக்கப்பண்புச் சக்தியுள்ளதனால் ZnS  திரையில் மிகக்குறைந்த     அளவில் புளொரொளிர்வை ஏற்படுத்தும் தன்மை கொண்டவை.
3. α கதிர்களை விட கூடுதலான ஊடுருவும் திறனும் γ கதிர்களை விடக்
    குறைவான ஊடுருவும் திறனும் கொண்டவை.
4. α துகள்களிலும் கூடுதலான ஒளிப்படவிளைவை இவை தருகின்றன.
    ஏனெனில் இவை பிறபதார்த்தங்களில் மோதும்பொழுது X - கதிர்களை
    உண்டாக்குகின்றன. X - கதிர்கள் ஒளிப்படவிளைவைத் தருகின்றன.

 γ கதிர்கள் (துகள்கள்)( γ00)
மின்மண்டலத்தில் ஒருவித திசைமாற்றமும் இல்லாது காணப்படுவது. இவை மின்னேற்றமற்ற நடுநிலையான துகள்கள் என்பதைத் தெரிவிக்கின்றன. ஒளி அலைகளை ஒத்ததும் ஆனால் அலைநீளம் குறைந்தும் காணப்படும். எனவே மின்காந்தக் கதிர்வீசல்களின் தன்மையை இவை கொண்டுள்ளன.

γ கதிர்களின் இயல்புகள்
1. ஒளியின் வேகத்துடன் இவை செல்லும்.
2. இவை வாயுக்களை ஏனைய துகள்களைப்போன்று அயனாக்குவதில்லை.
    எனவே இவை பலம் குறைந்த அயனாக்கிகள்.
3. மெல்லிய யுட தகடுகளுக்கூடாக ஊடுருவிச் செல்லக்கூடியவை. ஆனால்
    தடித்த Pb அல்லது கொன்கிறீற்று ஆகியவை இவற்றைத் தடுக்கும்.
4. இவற்றின் கூடுதலான ஊடுருவல் இயல்பு இவை உயர்ந்த சக்தியுள்ள X -
    கதிர்கள் போன்ற தன்மையினாலாகும்.
குறிப்பு:-
 α ,γ, β ஆகிய மூன்று கதிர்களும் ஒரே சந்தர்ப்பத்தில் காலப்படுவது கிடையாது.

நியூக்கிளைட்டு (Nuclide)

குறித்த எண்ணிக்கையான புரோத்தன்களையும், குறித்த எண்ணிக்கையான நியூத்திரன்களையும் கொண்ட அணுவொன்று, அயனொன்று, கருவொன்று அல்லது சேர்வையிலான அணுவொன்று (Atom in Combinational) நியூக்கிளைட்டு எனப்படும்.

நியூக்கிளைட்டின் வகைகள்
1. இயற்கையாக நிலவும் நிலையான நியூக்கிளைட்டுக்கள் 
2. இயற்கையில் நிலவும் உறுதி நிலையற்ற (கதிர்த் தொழிற்பாடுடைய) 
    நியூக்கிளைட்டுக்கள்
3. செயற்கையான கதிர்த் தொழிற்பாடுடைய நியூக்கிளைட்டுக்கள்

கதிர்த்தொழிற்பாடு (Radio Activity)
1895 ஆம் ஆண்டில் பேராசிரியர் “கென்றி பேக்ரல்” (Henrey Bequral) யுரேனியச் சேர்வைகளில் ஏனைய மூலகங்களின் சேர்வைகளில் இல்லாத பிரத்தியோக இயல்பு உண்டெனக் கவனித்தார். இச்சேர்வைகளை ஒளிப்படத்தாள்களைக் கொண்ட இருட்டறை ஒன்றின் அருகே வைத்தபோது அவை தாக்கப்பட்டி ருப்பதை அவதானித்தே கதிர்த் தொழிற்பாட்டைக் கண்டறிந்தார்.  
கருவின் உறுதிநிலை கருதி, உறுதி நிலையற்ற கருக்கள் மூலம் அல்லது துணிக்கைகள் மூலம் கதிர்ப்பை வெளிவிடல் கதிர்த் தொழிற்பாடு எனப்படும்.
கதிர்த்தொழிற்பாட்டுக் கதிர்கள்
கதிர்த்தொழிற்பாடுள்ள மூலகங்களிலிருந்து மூன்று வகையான கதிர்வீசல்கள் நிகழ்கின்றன. கதிர்த்தொழிற்பாட்டினால் ஏற்படும் கதிர்களை மின்மண்டலத்திற்கூடாகச் செலுத்தும்பொழுது மூன்று வகைக் கதிர்களையும் காணலாம்.
1. α கதிர்கள் (துகள்கள்)
2. β கதிர்கள் (துகள்கள்)
3. γ கதிர்கள் (துகள்கள்)
இந்நிகழ்வின்போது திணிவு குறைக்கப்படுவதனால் இத்தோற்றப்பாடு கதிர்த்தொழிற்பாட்டுத் தேய்வு எனப்படும்.

α கதிர்கள் (துகள்கள்)( α4+2)
இவை நேர்மின்னேற்றமுள்ள துகள்களைக் கொண்டுள்ளவை எனவே மின்மண்டலத்தில் எதிர் ஏற்றமுள்ள தகட்டின் பக்கமாகக் கவரப்படுகிறது. 

α கதிர்கள் He இன் அணுக்கருவை or He  இன் அயனை ஒத்தவை. α4+2

α கதிர்களின் இயல்புகள்
1. ஒப்பீட்டளவில் γ, β கதிர்களை விட வேகம் குறைந்தவை.
2. α கதிர்கள் வாயு மூலக்கூறுகளுடன் மோதும்பொழுது வாயுக்களின் 
    இலத்திரன்களை எடுத்துக்கொள்வதினால் மூலக்கூறுகளை 
    அயனாக்குகின்றன.
3. இவை பருமனில் கூடியதாகவுள்ளதால் திண்மப்பதார்த்தங்களினூடாக 
    ஊடுருவிச்செல்லும் இயல்பு அற்றவை.
4. இவற்றிலுள்ள கூடுதலான இயக்கப்பண்புச் சக்தியே α கதிர்கள் ZnS திரையில்     புளொரொளிர்வு ஏற்படுவதற்குக் காரணமாகும்.

β கதிர்கள் (துகள்கள்)
மின்மண்டலத்தில் நேர்மின்னேற்றமுள்ள தகட்டின் பக்கமாகக் கவரப்படுவதால், இவை எதிர் ஏற்றம் கொண்டுள்ளவை என்பதைத் தெரிவிக்கின்றன. மேலும் இத்துகள்களின் (e/m) விகிதம் கதோட்டுக்கதிர்களின் (e/m) விகிதத்திற்கு சமமாகவுள்ளதால் இவை இலத்திரன்களாகும்.

β கதிர்கள் இலத்திரனை e0-1 ஒத்தவை

β கதிர்களின் இயல்புகள்
1. α, γ ஆகிய இரு கதிர்களுக்கும் இடைப்பட்ட வேகம் கொண்டவை.
2. குறைவான இயக்கப்பண்புச் சக்தியுள்ளதனால் ZnS  திரையில் மிகக்குறைந்த     அளவில் புளொரொளிர்வை ஏற்படுத்தும் தன்மை கொண்டவை.
3. α கதிர்களை விட கூடுதலான ஊடுருவும் திறனும் γ கதிர்களை விடக்
    குறைவான ஊடுருவும் திறனும் கொண்டவை.
4. α துகள்களிலும் கூடுதலான ஒளிப்படவிளைவை இவை தருகின்றன.
    ஏனெனில் இவை பிறபதார்த்தங்களில் மோதும்பொழுது X - கதிர்களை
    உண்டாக்குகின்றன. X - கதிர்கள் ஒளிப்படவிளைவைத் தருகின்றன.

 γ கதிர்கள் (துகள்கள்)( γ00)
மின்மண்டலத்தில் ஒருவித திசைமாற்றமும் இல்லாது காணப்படுவது. இவை மின்னேற்றமற்ற நடுநிலையான துகள்கள் என்பதைத் தெரிவிக்கின்றன. ஒளி அலைகளை ஒத்ததும் ஆனால் அலைநீளம் குறைந்தும் காணப்படும். எனவே மின்காந்தக் கதிர்வீசல்களின் தன்மையை இவை கொண்டுள்ளன.

γ கதிர்களின் இயல்புகள்
1. ஒளியின் வேகத்துடன் இவை செல்லும்.
2. இவை வாயுக்களை ஏனைய துகள்களைப்போன்று அயனாக்குவதில்லை.
    எனவே இவை பலம் குறைந்த அயனாக்கிகள்.
3. மெல்லிய யுட தகடுகளுக்கூடாக ஊடுருவிச் செல்லக்கூடியவை. ஆனால்
    தடித்த Pb அல்லது கொன்கிறீற்று ஆகியவை இவற்றைத் தடுக்கும்.
4. இவற்றின் கூடுதலான ஊடுருவல் இயல்பு இவை உயர்ந்த சக்தியுள்ள X -
    கதிர்கள் போன்ற தன்மையினாலாகும்.
குறிப்பு:-
 α ,γ, β ஆகிய மூன்று கதிர்களும் ஒரே சந்தர்ப்பத்தில் காலப்படுவது கிடையாது.

அணுவின் பகுதிகள்(Particle of atom)

இரு பகுதிகளைக் கொண்டது.

1. கரு (Nucleus)
   அணுவின் மத்தியில் காணப்படும் நேரேற்றம் கொண்ட திணிவு அடர்ந்த 
   பகுதியாகும். இங்கு புரோத்தன்களும் நியூத்திரன்களும் பிரதானமாகக் 
   காணப்படுகிறது. இவை “நியூக்கிளியோன்கள் அல்லது கருவன்கள்” 
   எனப்படும்.

2. வெற்றிடம் (Space)
   கருவின் வெளிப்புறம் காணப்படும் பிரதேசமாகும். இங்கு கருவில் உள்ள 
   நேரேற்றத்திற்குச் சமனான இலத்திரன்கள் வௌ;வேறு சக்தி மட்டங்களில் 
   அசைகிறது.
3. அணுவெண்(Atomic Number) (Z)
    மூலக அணுவொன்றின் கருவில் காணப்படும் புரோத்தன்களின் 
    எண்ணிக்கை அதன் அணுவெண் or புரோத்தன் எண் or  கருவின் ஏற்றம் 
    எனப்படும்.

நடுநிலையான அணுவொன்றின் கருவில் காணப்படும் புரோத்தன்களின் எண்ணிக்கையும் வெற்றிடத்தில் காணப்படும் இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை யும் சமனாகும்.

இங்கு Z = P ஆகும்          P -   புரோத்தன்களின் எண்ணிக்கை.
குறிப்பு:- 
மூலகங்களின் அணுவெண்ணை X - கதிர்நிறமாலைத் தரவுகளைப் பயன் படுத்தி “மோஸ்லி” (Mosely) எனும் விஞ்ஞானி துணிந்தார்.

4. திணிவெண் (Atomic Mass) (A)
    அணுவின் கருவில் காணப்படும் புரோத்தன்களினதும், நியூத்திரன்களினதும்     கூட்டுத்தொகை அதன் திணிவெண்ணாகும்.
5. சமதானிகள் (Isotops)
   ஒரே அணுவெண்ணையும் வேறுபட்ட திணிவெண்ணையும் கொண்ட ஒரே    
   மூலகத்தின் வௌ;வேறு அணுவடிவங்கள் சமதானிகள் எனப்படும்.
சமதானிகளைக் கண்டுபிடித்தவர் “ஸ்ரொடி” (Stody) எனும் விஞ்ஞானி ஆவார்.
நியூத்திரன்களின் எண்ணிக்கை வேறுபாட்டினாலேயே சமதானிகள் தோன்று கிறது

எனவே சமதானிகள்
1. ஒரே எண்ணிக்கையான புரோத்தன்களையும், ஒரே எண்ணிக்கையான 
    இலத்திரன்களையும் கொண்டது.
2. வேறுபட்ட எண்ணிக்கையான நியூத்திரன்களைக் கொண்டது.
3. ஒரே இரசாயன இயல்புகளைக் காட்டும்.
4. வேறுபட்ட பௌதீக இயல்புகளைக் காட்டும். 
(உ+ம்)  திணிவு, அடர்த்தி, பரவல்விகிதம், கொதிநிலை
    
குறிப்பு:- 
எனவே பௌதீக இயல்புகளைப் பயன்படுத்தியே சமதானிகள் ஒன்றிலிருந்து 
வேறுபிரிக்கப்படுகின்றது.

சமதானிகளைப் பிரித்தெடுக்கும் முறைகள்
1. பரவல் முறை
2. வெப்பப்பரவல் முறை
3. ஆவியாதல் முறை
4. திணிவு நிறமாலைப் பதிகருவி முறை

சமதானிகளைப் பகுப்புச்செய்து அவை தொடர்பான தகவல்களைப்பெற்று தொடர்பணுத்திணிவைக் கணிப்பதற்காக “அஸ்ரன்” (Astron) எனும் விஞ்ஞானியினால் திணிவுப்புகுப்புமானி ழச திணிவு நிறமாலைப் பதிகருவி அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. (எனினும் புதியபாடத்திட்டத்தின்படி இக்கருவியின் அமைப்பும் அதனது தொழிற்பாடும் கற்றல் நோக்கில் அவசியமில்லை.)

திணிவு நிறமாலைப்பதிகருவியில் இருந்து பெறப்படும் தகவல்கள்
1. மூலகத்தில் உள்ள சமதானிகளின் எண்ணிக்கை.
2. ஒவ்வொரு சமதானியினதும் இயற்கை சார்பு விகிதம்/ சதவிகிதம்.
3. சமதானியினது திணிவெண்.
4. மேற்கூறிய மூன்று தகவல்களிலும் இருந்து குறித்த மூலகத்தின் 
   தொடர்பணுத்திணிவை பௌதீக முறையில் கணிக்கலாம்.

நியூத்திரன்

 (Neuthron)( n10)

நியூத்திரன்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டமைக்கான காரணங்கள் 
1. பௌதீகமுறையாலும், இரசாயன முறையாலும் அணுத்திணிவுகள் 
    துணியப்பட்டபோது வேறுபாடுகள் இருந்ததை விஞ்ஞானிகள் 
    கண்டறிந்தனர். (இரசாயனத்திணிவு, பௌதீகத்திணிவிலும் கிட்டத்தட்ட 
    இருமடங்காக இருந்தது) இதிலிருந்து அணுவினுடைய திணிவுக்குக் 
    காரணமாகிய நடுநிலையான துணிக்கையொன்று கருவில் 
    இருக்கவேண்டும் என எதிர்வு கூறப்பட்டது.
2. புரோத்தனும், இலத்திரனும் ஒன்றை ஒன்று நடுநிலையாக்குவதால் 
    கருவில் இருக்கும் மற்றைய துணிக்கை நடுநிலையானது 
    எனக்கருதப்பட்டது.

நியூத்திரன்களின் கண்டுபிடிப்பு தாமதமானமைக்கான காரணம்
அது அணுவில் ஏற்றமற்ற நடுநிலையான துணிக்கையாக் காணப்பட்டமை.

சட்விக்கின் பரிசோதனை
கதிர்த்தொழிற்பாட்டு மூலகத்தில் இருந்து வெளிவரும் நேர்ஏற்றம் கொண்ட α கதிர் கற்றைகளை Be /B  தகட்டின் மீது மோதச் செய்கையில் ஏற்றமற்ற ஆனால் திணிவைக் கொண்ட ஒருவகைக் கதிர்த்துணிக்கைகள் வெளியேறுவது அவதானிக்கப்பட்டது. இவை நியூத்திரன்கள் என அழைக்க ப்படும்.
இப்பரிசோதனையைச் செய்து நியூத்திரனைக் கண்டுபிடித்தவர் “சட்விக்” (Chadwick) ஆவார். இது கதிர்த்தொழிற்பாட்டுப் பரிசோதனையின்போது தற்செயலாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.
நியூத்திரன்களின் இயல்புகள்
1. ஏற்றமற்றவை
2. மின், காந்த மண்டலங்களில் திரும்பலைக் காட்டுவதில்லை.
3. புரோத்தன்களை விடப் பாரம் கூடியவை ஆனால் புரோத்தன்களை விட 
   வேகம் குறைந்தவை.

நியூத்திரன்கள் தொடர்பான அளவுப்பெறுமானங்கள்.
1. நியூத்திரனின் ஏற்றம் (Charge of Nuethron)
    ஏற்றமற்றவை

2. நியூத்திரனின் திணிவு (Mass of Nuethron)
    நியூத்திரன் ஒன்றினது திணிவு அண்ணளவாக ஐதரசன் அணுவொன்றின்  
    திணிவுக்குச் சமமானதாகும். 
3. நியூத்திரன்களின் ஏற்றம்/திணிவு (e/m) விகிதம்
    கிடையாது

4. நியூத்திரன்களின் பருமன்/ ஆரை/ விட்டவரிசை 
    10-13 cm or 10-15 m ஆகும்.