उत्पत्ति, और बाद में एक विज्ञान के रूप में रेडियोलॉजी का गठन, 19वीं सदी के अंत और 20वीं सदी की शुरुआत को संदर्भित करता है। रेडियोलॉजी तीन खोजों पर आधारित है, वैज्ञानिक दुनिया में महान घटनाएं कह सकते हैं।
पहली खोज।
यह सब भौतिकी विभाग के प्रमुख, वुर्जबर्ग विश्वविद्यालय के रेक्टर, जर्मन भौतिक विज्ञानी, प्रोफेसर विल्हेम कोनराड रोएंटजेन (जीवन के वर्ष - 1845-1923) द्वारा 8 नवंबर, 1895 को की गई खोज के साथ शुरू हुआ। इस दिन, उन्होंने एक्स-रे की खोज की, जिसे बाद में वैज्ञानिक के सम्मान में एक्स-रे नाम दिया गया।
इस दिन देर शाम प्रयोगशाला से निकलकर बत्ती बुझाकर वी.के. रोएंटजेन ने अंधेरे में एक हरे रंग की चमक देखी, जो बेरियम प्लैटिनम-साइनाइड के क्रिस्टल से निकलती है। यह पता चला कि क्रुक्स ट्यूब (एक कांच की बोतल, जिसके अंदर कम वायुमंडलीय दबाव में हवा होती है और वोल्टेज की आपूर्ति के लिए दो इलेक्ट्रोड होते हैं), काले कागज में लिपटी होती है, जिसके माध्यम से कैथोड किरणें नहीं घुसती थीं, बंद नहीं किया गया था, और इसके बगल में टेबल पर बेरियम क्रिस्टल रखे हुए थे। जब क्रुक्स ट्यूब से वोल्टेज बंद कर दिया गया था, बेरियम लवण की चमक बंद हो गई, और जब चालू हुआ, तो यह फिर से प्रकट हुआ। दृश्य किरणें काले कागज में प्रवेश नहीं कर सकीं, जिसका अर्थ है कि ट्यूब में कुछ अज्ञात विकिरण उत्पन्न होता है। इस प्रकार, नई अदृश्य किरणों, जिन्हें एक्स-रे कहा जाता है, की खोज की गई। वीके रोएंटजेन ने इस घटना के अध्ययन पर पचास दिनों तक काम किया, एक 17-पृष्ठ की रिपोर्ट तैयार की और उसके हाथ की एक "एक्स-रे" तस्वीर संलग्न की।
6 जनवरी, 1896 को वी.के. लंदन टेलीग्राफ द्वारा दुनिया भर में एक्स-रे वितरित किए गए थे।
ए एफ। लगभग 20 वर्षों तक वीके रोएंटजेन के साथ काम करने वाले इओफ़े ने लिखा: "पहले तीन संदेशों में रोएंटजेन ने जो प्रकाशित किया, उससे एक भी शब्द नहीं बदला जा सकता है ..."
एक्स-रे न केवल दुनिया भर में गहन अध्ययन का विषय बन गए हैं, उन्होंने व्यावहारिक अनुप्रयोग (एक्स-रे) पाया है, बल्कि एक घटना - प्राकृतिक रेडियो गतिविधि का पता लगाने के लिए एक प्रोत्साहन के रूप में भी काम किया है।
दूसरी खोज।
फ्रांसीसी वैज्ञानिक भौतिक विज्ञानी, पेरिस म्यूजियम ऑफ नेचुरल हिस्ट्री के प्रोफेसर, हेनरी बेकरेल (1852-1908) ने विभिन्न खनिजों पर सूर्य के प्रकाश के प्रभावों का अध्ययन करते हुए पाया कि यूरेनियम लवण अदृश्य किरणों का उत्सर्जन करते हैं। काले कागज में लिपटे फोटोग्राफिक प्लेट पर यूरेनियम लवण रखा गया था, यह सब धूप में उजागर किया गया था, फिर फोटोग्राफिक प्लेट विकसित की गई थी और उस पर यूरेनियम लवण की रूपरेखा दिखाई दी थी। एक दिन बादल छाए रहे और ए. बेकरेल ने टेबल में क्रॉस के आकार में रखी यूरेनियम नमक के साथ फोटोग्राफिक प्लेट को बंद कर दिया। दो दिन बाद, 1 मार्च, 1896 को दिन में धूप खिली। अंतर्ज्ञान से प्रेरित होकर, ए. बेकरेल ने एक दराज से एक फोटोग्राफिक प्लेट निकाली और इसे विकसित करने का फैसला किया, इसे सूरज के सामने उजागर नहीं किया। फोटोग्राफिक प्लेट पर एक क्रॉस की रूपरेखा अंकित की गई थी। इस प्रकार, यह पता चला कि यूरेनियम अनायास, सौर विकिरण की परवाह किए बिना, अदृश्य मर्मज्ञ किरणों का उत्सर्जन करता है, जिससे फोटोग्राफिक प्लेट का अधिकता होता है, और जिसे बाद में स्पष्ट किया गया था, अल्फा, बीटा और गामा विकिरण द्वारा दर्शाया गया था। इस प्रकार, ए. बेकरेल (1 मार्च, 1896) ने रेडियोधर्मिता की घटना की खोज की। 1903 में उन्हें भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया। लेकिन "रेडियोधर्मिता" शब्द का प्रस्ताव मैरी स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी ने किया था।
तीसरी खोज .
रेडियोधर्मिता अनुसंधान के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धियां पोलिश रसायनज्ञ मारिया स्कोलोडोव्स्का (1867-1934) और उनके पति, फ्रांसीसी खोजकर्ता पियरे क्यूरी (1859-1906) के नाम से जुड़ी हैं। 1898 में, कई रासायनिक तत्वों का अध्ययन करने के बाद, मैरी क्यूरी और, उनसे स्वतंत्र रूप से, जर्मन वैज्ञानिक जी। श्मिट ने पाया कि बेकरेल की किरणों का स्रोत न केवल यूरेनियम था, बल्कि थोरियम भी था। मारिया और पियरे क्यूरी ने यह भी पाया कि यूरेनियम विकिरण द्वारा उत्सर्जित होने के बाद अन्य रासायनिक तत्वों में परिवर्तित हो जाता है। इसलिए नए रेडियोधर्मी तत्वों की खोज जुलाई 1898 में रेडियम (अर्थात् दीप्तिमान) और दिसंबर 1898 में पोलोनियम (मारिया स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी - पोलैंड के जन्मस्थान के नाम पर) की गई। मारिया और पियरे क्यूरी ने विभिन्न पदार्थों पर अल्फा, बीटा और गामा विकिरण के प्रभाव में अंतर की खोज करते हुए, रेडियोधर्मी विकिरण की प्रकृति के अध्ययन में एक महान योगदान दिया।
मारिया और पियरे क्यूरी, उनकी बेटी आइरीन और उनके पति फ्रेडरिक जूलियट (जिन्होंने 1934 में कृत्रिम रेडियोधर्मिता की खोज की थी) ने विज्ञान में इतना बड़ा योगदान दिया कि उन्हें 5 नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।
6 जून, 1905 को स्टॉकहोम में अपने भाषण में, पियरे क्यूरी ने कहा: "यह समझना आसान है कि रेडियम आपराधिक हाथों में एक गंभीर खतरा पैदा कर सकता है, और सवाल उठेगा: क्या प्रकृति के रहस्यों के ज्ञान से मानवता लाभान्वित होगी, क्या यह उनका उपयोग करने के लिए पर्याप्त परिपक्व है, या क्या यह ज्ञान उसे नुकसान पहुँचाने के लिए है? ... मैं उन लोगों में से एक हूं जो सोचते हैं कि मानवता को नई खोजों से नुकसान की तुलना में अधिक लाभ मिलेगा। "
1899 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ई. रदरफोर्ड ने रेडियोन्यूक्लाइड के क्षय के दौरान उत्सर्जित ए- और बी-विकिरण की खोज की। उन्होंने रेडियोधर्मी पदार्थों के क्षय का सिद्धांत भी बनाया और परमाणु की संरचना के ग्रहीय मॉडल के सिद्धांत को विकसित किया।
रेडियोधर्मिता की खोज ने भौतिकी में एक नए युग की शुरुआत की। इसने परमाणु और परमाणु नाभिक की संरचना को समझना, परमाणु परिवर्तनों के नियमों की खोज करना संभव बनाया। इसने मानवता को परमाणु प्रतिक्रियाओं के माध्यम से परमाणु ऊर्जा तक पहुंच प्राप्त करने, कृत्रिम रेडियोधर्मी आइसोटोप बनाने आदि की अनुमति दी।
लेकिन वैज्ञानिकों को आयनकारी और रेडियोधर्मी विकिरण के नकारात्मक प्रभावों का भी सामना करना पड़ा है।
1895 में, "एक्स-रे" एक्स-रे के साथ काम कर रहे भौतिक विज्ञानी वी. ग्रुबे के हाथ में गंभीर जलन हुई। 1914 तक, साहित्य में वर्णित एक्स-रे कैंसर के 114 मामले थे। ए. बेकरेल ने बेरियम क्लोराइड और रेडियम के साथ 6 घंटे के लिए अपनी बनियान की जेब में एक ampoule रखा, और एक विकिरण जला प्राप्त किया। एक बार ए. बेकरेल ने कहा: "मुझे रेडियम बहुत पसंद है, लेकिन मैं इससे आहत हूं"। और ऐसा इसलिए है क्योंकि उनके हाथों पर गैर-चिकित्सा अल्सर थे। पियरे क्यूरी रेडियम से अपने अग्रभाग पर जल गए। मैरी क्यूरी के हाथ जलने के निशान थे। इस अवधि के दौरान, ए। बेकरेल और पियरे क्यूरी ने एक लेख "रेडियम किरणों का शारीरिक प्रभाव" प्रकाशित किया, जिसमें त्वचा पर रेडियम किरणों के प्रभाव का वर्णन किया गया था। विदेशी साहित्य के अनुसार, उस समय रेडियोधर्मी पदार्थों के साथ काम करने वाले 336 लोगों की मृत्यु विकिरण के कारण हुई थी। 1959 तक, यह पहले से ही 359 विशेषज्ञों-रेडियोलॉजिस्ट (उनमें से 13 रूसी और सोवियत) के बारे में जाना जाता था, जिनकी मृत्यु विकिरण त्वचा कैंसर या ल्यूकेमिया से हुई थी। मारिया, उनकी बेटी आइरीन और उनके पति फ्रेडरिक जूलियट की विकिरण चोटों से मृत्यु हो गई।
प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, मैरी क्यूरी ने 220 एक्स-रे इकाइयों को सुसज्जित किया, उन पर काम किया और कर्मियों को प्रशिक्षित किया। बीमारी से मृत्यु - तीव्र घातक रक्ताल्पता.
पियरे क्यूरी की मृत्यु पहले (1906) एक वैन के पहियों के नीचे एक दुर्घटना में हुई थी, लेकिन वैज्ञानिकों ने साबित कर दिया है कि उनकी मृत्यु विकिरण विकृति से हुई होगी।
आयनकारी एक्स-रे विकिरण के विपरीत, जिसका तुरंत चिकित्सा में उपयोग किया गया था, रेडियोधर्मी पदार्थों का अध्ययन और उपयोग अधिक धीरे-धीरे आगे बढ़ा।
1903 तक, पियरे क्यूरी और चिकित्सा वैज्ञानिकों ने निर्धारित किया था कि रेडियम का ल्यूपस और कुछ प्रकार के कैंसर पर चिकित्सीय प्रभाव पड़ता है। इन आंकड़ों की पुष्टि 1903 में शिमोन विक्टरोविच गोल्डबर्ग और एफिम सेमेनोविच लंदन के कार्यों से हुई थी। और विकिरण जीव विज्ञान में रूसी वैज्ञानिकों का पहला योगदान 1898 में इवान रामाज़ोविच तारखानोव का काम था, जिन्होंने मेंढकों और कीड़ों में विकिरण के लिए विभिन्न प्रतिक्रियाओं की उपस्थिति स्थापित की। 1903 में, हेनेके (चूहों पर एक्स-रे के प्रभाव की जांच) ने सबसे पहले एनीमिया और ल्यूकोपेनिया का वर्णन किया, और हेमटोपोइएटिक अंगों (प्लीहा के शोष) को नुकसान की ओर भी ध्यान आकर्षित किया।
1905 में, कोर्निक ने आयनकारी विकिरण के प्रभाव में कोशिका विभाजन के निषेध की स्थापना की, और वैज्ञानिकों बर्गोनियर और ट्रिबोंडो ने विकिरण के लिए विभिन्न कोशिकाओं की संवेदनशीलता में अंतर की खोज की।
प्रारंभ में, अनुसंधान का उद्देश्य चिकित्सा रेडियोलॉजी की समस्याओं को हल करना था। रेडियोजैविक अनुसंधान के लिए भौतिक आधार की वृद्धि और विकास के साथ, जीव विज्ञान और कृषि में विकिरण के उपयोग पर कार्य का दायरा विस्तृत हुआ। 1925-1935 में विकिरण आनुवंशिकी व्यापक रूप से विकसित हुई थी। 1925 में जी.ए. नैडसन और जी.एफ. फिलिप्पोव ने यीस्ट और मोल्ड्स पर किए गए प्रयोगों में कोशिका के आनुवंशिक तंत्र पर आयनकारी विकिरण के प्रभाव की खोज की, साथ ही नए अधिग्रहीत लक्षणों के वंशानुगत संचरण के साथ। एल.एन. डेलोन (1932), ए.ए. सैपेगिन (1934) ने पौधों के प्रजनन के लिए एक्स-रे म्यूटेशन का इस्तेमाल किया। के नेतृत्व में पी.एफ. 1934-1935 में रोकित्स्की ने जानवरों के रेडियोजेनेटिक्स पर काम किया।
रेडियोबायोलॉजी में अनुसंधान का गहन विकास 1945 में जापान में अमेरिकी परमाणु हथियारों के उपयोग के बाद शुरू हुआ, जिसने विकिरण सुरक्षा और विकिरण चोटों के उपचार के तरीकों को विकसित करने के साथ-साथ विकिरण बीमारी के रेडियोबायोलॉजिकल प्रभाव और रोगजनन का अध्ययन करने के लिए तत्काल कार्य किया।
पहले सोवियत परमाणु बम का परीक्षण 29 अगस्त 1949 को किया गया था। 12 सितंबर, 1954 को, दुनिया में पहली बार थर्मोन्यूक्लियर हथियार का परीक्षण किया गया था, और 22 नवंबर, 1955 को हाइड्रोजन बम का परीक्षण किया गया था।
इसलिए, बीसवीं शताब्दी के मध्य 40 के दशक से, दुनिया में बड़े शोध केंद्र बनने लगे। सोवियत संघ में, मास्को, लेनिनग्राद, कीव, मिन्स्क, अल्मा-अता, नोवोसिबिर्स्क, सेवरडलोव्स्क में बड़े अनुसंधान केंद्र स्थापित किए गए थे।
मॉस्को कृषि अकादमी में 1948 में स्थापित बायोफिजिकल प्रयोगशाला, के.ए. टिमिरयाज़ेवा देश में पहला था जिसने प्रवासन लिंक में रेडियोधर्मी विखंडन उत्पादों के व्यवहार के पैटर्न का अध्ययन शुरू किया: मिट्टी - पौधे और जानवरों के शरीर में विखंडन के टुकड़ों के चयापचय के अध्ययन पर। श्रृंखला में रेडियोधर्मी विखंडन उत्पादों के प्रवास के अध्ययन पर अनुसंधान द्वारा सामान्य और कृषि रेडियोकोलॉजी में एक महत्वपूर्ण स्थान पर कब्जा कर लिया गया था: चारा - कृषि पशु - पशुधन उत्पाद। परमाणु हथियारों के परीक्षण के पहले वर्षों में, डेटा प्राप्त किया गया था कि दूध, मांस और उनके प्रसंस्करण के उत्पाद मानव शरीर में प्रवेश करने वाले रेडियोन्यूक्लाइड के सबसे महत्वपूर्ण स्रोत हैं।
परमाणु के शांतिपूर्ण उपयोग के संबंध में इन आंकड़ों ने विशेष प्रासंगिकता हासिल की। 27 जून, 1954 को ओबनिंस्क शहर में दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र चालू किया गया था।
विदेशी स्रोतों के अनुसार, दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1956 में काल्डर हॉल (ग्रेट ब्रिटेन) में परमाणु ऊर्जा संयंत्र था।
वर्तमान में, रूस में क्रमशः 437 ऑपरेटिंग और 38 बिजली इकाइयाँ निर्माणाधीन हैं - 30 और 3, यूएसए - 109 और 1, जापान - 51 और 3, फ्रांस - 56 और 4, आदि। 50 साल। 2010 तक, 200 से अधिक रिएक्टरों को बंद कर दिया जाना है। यह विश्व समुदाय के सामने एक बहुत बड़ी समस्या और चुनौती है।
बेलारूस गणराज्य में, राष्ट्रपति ए.एम. लुकाशेंको ने 1999 से विटेबस्क क्षेत्र के डबरोवेन्स्की जिले में एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण पर दस साल की मोहलत लगाई है।
वर्तमान में, पशु चिकित्सा में आयनकारी विकिरण और रेडियोधर्मी विकिरण स्रोतों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। रेडियोन्यूक्लाइड का उपयोग जानवरों के शरीर विज्ञान और जैव रसायन के क्षेत्र में अनुसंधान कार्य में, बीमार जानवरों के निदान और उपचार आदि में संकेतक के रूप में किया जाता है।
पशु चिकित्सा रेडियोलॉजी के विकास में वैज्ञानिकों ने बहुत बड़ा योगदान दिया है
जीजी वोकेन, वी.ए.किर्शिन, ए.डी.बेलोव, ए.एम. कुज़िन, वी.ए.बुडार्कोव, आर.जी. इल्याज़ोव और अन्य।
1 मार्च, 1896 को, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ए। बकरेल ने एक फोटोग्राफिक प्लेट को काला करके यूरेनियम नमक द्वारा मजबूत मर्मज्ञ शक्ति की अदृश्य किरणों के उत्सर्जन की खोज की। उन्हें जल्द ही पता चला कि यूरेनियम में ही विकिरण का गुण होता है। तब उन्होंने थोरियम में ऐसी संपत्ति की खोज की। रेडियोधर्मिता (लैटिन रेडियो से - मैं विकिरण करता हूं, रेडस - रे और एक्टिवस - प्रभावी), यह नाम एक खुली घटना को दिया गया था, जो डीआई मेंडेलीव की आवर्त सारणी के सबसे भारी तत्वों का विशेषाधिकार निकला। कई हैं इस उल्लेखनीय घटना की परिभाषाएँ, जिनमें से एक इस तरह का सूत्रीकरण देता है: "रेडियोधर्मिता एक रासायनिक तत्व के अस्थिर आइसोटोप का एक अन्य आइसोटोप (आमतौर पर दूसरे तत्व का एक आइसोटोप) में एक सहज (सहज) परिवर्तन है; ऐसे में इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन या हीलियम नाभिक (कण) का उत्सर्जन होता है।"
1898 में, अन्य फ्रांसीसी वैज्ञानिकों मारिया स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी और पियरे क्यूरी ने यूरेनियम खनिज से दो नए पदार्थों को अलग किया, रेडियोधर्मी यूरेनियम और थोरियम की तुलना में बहुत अधिक हद तक। इस प्रकार, दो पहले अज्ञात रेडियोधर्मी तत्वों, पोलोनियम और रेडियम की खोज की गई, और मारिया , इसके अलावा, थोरियम में रेडियोधर्मिता की घटना (जर्मन भौतिक विज्ञानी जी। श्मिट से स्वतंत्र) की खोज करता है।
वैसे, वह रेडियोधर्मिता शब्द का सुझाव देने वाली पहली थीं। वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि रेडियोधर्मिता एक सहज प्रक्रिया है जो रेडियोधर्मी तत्वों के परमाणुओं में होती है।
अब इस घटना को एक रासायनिक तत्व के एक अस्थिर समस्थानिक के दूसरे तत्व के समस्थानिक में सहज परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया गया है, और साथ ही इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन या हीलियम नाभिक का उत्सर्जन होता है? - कण। यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पृथ्वी की पपड़ी में निहित तत्वों में, 83 से अधिक क्रम संख्या वाले सभी रेडियोधर्मी हैं, अर्थात। बिस्मथ के बाद आवर्त सारणी में स्थित है।
10 वर्षों के संयुक्त कार्य के लिए, उन्होंने रेडियोधर्मिता की घटना का अध्ययन करने के लिए बहुत कुछ किया है। यह विज्ञान के नाम पर एक निस्वार्थ कार्य था - खराब सुसज्जित प्रयोगशाला में और आवश्यक धन के अभाव में। पियरे ने रेडियम लवण से गर्मी की एक सहज रिहाई की स्थापना की। शोधकर्ताओं ने रेडियम की यह तैयारी 1902 में 0.1 ग्राम की मात्रा में प्राप्त की। ऐसा करने के लिए, उन्हें 45 महीने का गहन काम और मुक्ति और क्रिस्टलीकरण के 10,000 से अधिक रासायनिक संचालन लगे। 1903 में, रेडियोधर्मिता के क्षेत्र में उनकी खोज के लिए पति-पत्नी क्यूरीज़ और ए. बेकरे को भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।
कुल मिलाकर, भौतिकी और रसायन विज्ञान में 10 से अधिक नोबेल पुरस्कार रेडियोधर्मिता के अध्ययन और अनुप्रयोग से संबंधित कार्य के लिए प्रदान किए गए (ए। बेकरे, पी। और एम। क्यूरी, ई। फर्मी, ई। रदरफोर्ड, एफ। और आई। जूलियट) -क्यूरी, डी. हविशी, ओ. गानू, ई. मैकमिलन और जी. सिबोर्ग, डब्ल्यू. लिब्बी और अन्य)। क्यूरीज़ के सम्मान में, क्रम संख्या 96 - क्यूरियम के साथ कृत्रिम रूप से प्राप्त ट्रांसयूरानिक तत्व को इसका नाम मिला।
1898 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक ई। रदरफोर्ड ने रेडियोधर्मिता की घटना का अध्ययन करना शुरू किया। 1903 में, ई। रदरफोर्ड ने परमाणु की संरचना के अपने सिद्धांत के बारे में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी डी। थॉम्पसन की धारणा को गलत साबित किया और 1908-1911 में . प्रकीर्णन प्रयोग करता है? - धातु की पन्नी के साथ कण (हीलियम नाभिक) - कण एक पतली पन्नी (1 माइक्रोन मोटी) से होकर गुजरा और, जिंक सल्फाइड स्क्रीन पर गिरने से, एक फ्लैश उत्पन्न हुआ जो एक माइक्रोस्कोप के तहत अच्छी तरह से देखा गया था। बिखरे हुए प्रयोग? - कणों ने स्पष्ट रूप से दिखाया है कि एक परमाणु का लगभग सभी द्रव्यमान बहुत कम मात्रा में केंद्रित होता है - एक परमाणु नाभिक, जिसका व्यास परमाणु के व्यास से लगभग 10 गुना कम होता है।
बहुमत? - कण बिना छुए एक विशाल नाभिक के ऊपर से उड़ जाते हैं, लेकिन कभी-कभी टकराव होता है? - एक नाभिक के साथ कण और फिर यह वापस उछल सकता है। इस प्रकार, इस क्षेत्र में उनकी पहली मौलिक खोज यूरेनियम द्वारा उत्सर्जित विकिरण की विषमता की खोज थी। इस प्रकार, रेडियोधर्मिता की अवधारणा ने सबसे पहले रेडियोधर्मिता के विज्ञान में प्रवेश किया। - और किरणें।
उन्होंने नाम भी सुझाए:? - क्षय और? - कण। थोड़ी देर बाद, विकिरण के एक अन्य घटक की खोज की गई, जो ग्रीक वर्णमाला के तीसरे अक्षर द्वारा इंगित किया गया: किरणें। यह रेडियोधर्मिता की खोज के तुरंत बाद हुआ। आने वाले वर्षों के लिए? - कण ई. रदरफोर्ड के लिए परमाणु नाभिक के शोध के लिए एक अनिवार्य उपकरण बन गए। 1903 में, उन्होंने एक नए रेडियोधर्मी तत्व की खोज की - थोरियम उत्सर्जन। 1901-1903 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक एफ। सोडी के साथ, उन्होंने शोध किया जिससे तत्वों के प्राकृतिक परिवर्तन की खोज हुई (उदाहरण के लिए, रेडियम से रेडॉन) और परमाणुओं के रेडियोधर्मी क्षय के सिद्धांत का विकास।
1903 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी के। फजान और एफ। सोडी ने स्वतंत्र रूप से एक विस्थापन नियम तैयार किया जो विभिन्न रेडियोधर्मी परिवर्तनों के दौरान तत्वों की आवर्त सारणी में एक आइसोटोप की गति को दर्शाता है। 1934 के वसंत में, "एक नए प्रकार की रेडियोधर्मिता" नामक एक लेख ". इसके लेखक आइरीन जोलियट-क्यूरी और उनके पति फ्रेडरिक जूलियट-क्यूरी ने पाया कि बोरॉन, मैग्नीशियम और एल्युमीनियम विकिरणित थे? - कण, स्वयं रेडियोधर्मी हो जाते हैं और उनके क्षय के दौरान पॉज़िट्रॉन उत्सर्जित करते हैं।
इस तरह कृत्रिम रेडियोधर्मिता की खोज की गई। परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप (उदाहरण के लिए, जब विभिन्न तत्व विकिरणित होते हैं? - कण या न्यूट्रॉन), तत्वों के रेडियोधर्मी समस्थानिक जो प्रकृति में मौजूद नहीं हैं, बनते हैं। यह कृत्रिम रेडियोधर्मी उत्पाद हैं जो सभी का भारी बहुमत बनाते हैं समस्थानिक आज ज्ञात हैं।
कई मामलों में, रेडियोधर्मी क्षय के उत्पाद स्वयं रेडियोधर्मी हो जाते हैं, और फिर एक स्थिर समस्थानिक का निर्माण रेडियोधर्मी क्षय के कई कृत्यों की एक श्रृंखला से पहले होता है। ऐसी श्रृंखलाओं के उदाहरण भारी तत्वों के आवधिक समस्थानिकों की श्रृंखला है, जो 238U, 235U, 232 से शुरू होते हैं और 206Pb, 207Pb, 208Pb के स्थिर समस्थानिकों के साथ समाप्त होते हैं। इसलिए वर्तमान में ज्ञात 2000 रेडियोधर्मी समस्थानिकों की कुल संख्या में से लगभग 300 प्राकृतिक हैं, और शेष परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप कृत्रिम रूप से प्राप्त किए जाते हैं।
कृत्रिम और प्राकृतिक विकिरण में कोई मूलभूत अंतर नहीं है। 1934 में, I. और F. Joliot-Curie, कृत्रिम विकिरण का अध्ययन करने के परिणामस्वरूप, के नए रूपों की खोज की? -Decay - पॉज़िट्रॉन का उत्सर्जन, जिसकी मूल रूप से जापानी वैज्ञानिकों एच। युक्कावा और एस। सकाटा द्वारा भविष्यवाणी की गई थी। और एफ। जूलियट-क्यूरी ने एक परमाणु प्रतिक्रिया की, जिसका उत्पाद फॉस्फोरस का एक रेडियोधर्मी समस्थानिक था जिसकी द्रव्यमान संख्या 30 थी। यह पता चला कि उसने एक पॉज़िट्रॉन उत्सर्जित किया था।
इस प्रकार के रेडियोधर्मी परिवर्तन को कहा जाता है? + क्षय (अर्थात क्षय एक इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन है)। हमारे समय के उत्कृष्ट वैज्ञानिकों में से एक, ई। फर्मी ने कृत्रिम रेडियोधर्मिता से संबंधित अनुसंधान के लिए अपना मुख्य कार्य समर्पित किया। 1934 में उनके द्वारा बनाए गए बीटा क्षय के सिद्धांत का उपयोग वर्तमान में भौतिकविदों द्वारा प्राथमिक कणों की दुनिया को समझने के लिए किया जाता है। सिद्धांतकारों ने लंबे समय से 2 क्षय में दोहरे रूपांतरण की संभावना की भविष्यवाणी की है, जिसमें दो इलेक्ट्रॉन या दो पॉज़िट्रॉन एक साथ उत्सर्जित होते हैं, लेकिन व्यवहार में "मृत्यु" का यह मार्ग अभी तक कोई रेडियोधर्मी नाभिक नहीं मिला है।
लेकिन अपेक्षाकृत हाल ही में, प्रोटॉन रेडियोधर्मिता की एक बहुत ही दुर्लभ घटना का निरीक्षण करना संभव था - नाभिक द्वारा एक प्रोटॉन का उत्सर्जन, और वैज्ञानिक वी.आई. गोलडांस्की द्वारा भविष्यवाणी की गई दो-प्रोटॉन रेडियोधर्मिता का अस्तित्व साबित हुआ। इन सभी प्रकार के रेडियोधर्मी परिवर्तनों की पुष्टि केवल कृत्रिम रेडियो आइसोटोप द्वारा की गई है, और वे प्रकृति में नहीं होते हैं। इसके बाद, विभिन्न देशों के कई वैज्ञानिक (जे। डैनिंग, वी.ए. कर्णखोव, जी.एन. फ्लेरोव, आई.वी. कुरचटोव, आदि) जटिल, सहित? -क्षय, विलंबित न्यूट्रॉन के उत्सर्जन सहित परिवर्तनों की खोज की गई।
शिक्षाविद आई.वी. कुरचटोव पूर्व यूएसएसआर के पहले वैज्ञानिकों में से एक थे जिन्होंने सामान्य रूप से परमाणु नाभिक के भौतिकी और विशेष रूप से रेडियोधर्मिता का अध्ययन करना शुरू किया। 1934 में उन्होंने न्यूट्रॉन बमबारी के कारण होने वाली परमाणु प्रतिक्रियाओं की शाखा की घटना की खोज की और कृत्रिम रेडियोधर्मिता की जांच की। कई रासायनिक तत्व।
1935 में, जब ब्रोमीन को न्यूट्रॉन फ्लक्स के साथ विकिरणित किया गया था, कुरचटोव और उनके सहयोगियों ने देखा कि परिणामी रेडियोधर्मी ब्रोमीन परमाणु दो अलग-अलग दरों पर क्षय होते हैं। इस तरह के परमाणुओं को आइसोमर कहा जाता था, और वैज्ञानिकों द्वारा खोजी गई घटना को आइसोमेरिज्म कहा जाता था। विज्ञान ने स्थापित किया है कि तेज न्यूट्रॉन यूरेनियम नाभिक को नष्ट करने में सक्षम हैं। इससे बहुत अधिक ऊर्जा निकलती है और नए न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं जो यूरेनियम नाभिक के विखंडन की प्रक्रिया को जारी रखने में सक्षम होते हैं। बाद में यह पता चला कि यूरेनियम के परमाणु नाभिक न्यूट्रॉन की मदद के बिना विखंडन कर सकते हैं। इस प्रकार यूरेनियम का स्वतःस्फूर्त (सहज) विखंडन स्थापित हुआ।
परमाणु भौतिकी और रेडियोधर्मिता के क्षेत्र में उत्कृष्ट वैज्ञानिक के सम्मान में, मेंडेलीव की आवर्त सारणी के 104 वें तत्व को कुरचटोवियम नाम दिया गया है। रेडियोधर्मिता की खोज का विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास पर जबरदस्त प्रभाव पड़ा, इसने पदार्थों के गुणों और संरचना के गहन अध्ययन के युग की शुरुआत को चिह्नित किया। ऊर्जा, उद्योग, सैन्य चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में नई संभावनाएं पैदा हुई हैं। परमाणु ऊर्जा की महारत के कारण मानव गतिविधि को सहज परिवर्तनों के लिए रासायनिक तत्वों की क्षमता की खोज के द्वारा जीवन में लाया गया था।
हालांकि, मानव हित में रेडियोधर्मिता के गुणों का उपयोग करने के सकारात्मक कारकों के साथ, हमारे जीवन में उनके नकारात्मक हस्तक्षेप के उदाहरणों का हवाला दिया जा सकता है, जैसे परमाणु हथियार अपने सभी रूपों में, परमाणु इंजन और परमाणु हथियारों के साथ डूबे हुए जहाज और पनडुब्बियां , समुद्र और जमीन पर रेडियोधर्मी कचरे का निपटान, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दुर्घटनाएं, आदि और सीधे यूक्रेन के लिए, परमाणु ऊर्जा में रेडियोधर्मिता के उपयोग से चेरनोबिल त्रासदी हुई।
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रेडियोधर्मिता की खोज 1896 में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ए. बेकरेल ने की थी। उन्होंने ल्यूमिनेसेंस और हाल ही में खोजी गई एक्स-रे के बीच संबंधों का अध्ययन किया।
बेकरेल एक विचार के साथ आए: क्या सभी ल्यूमिनेसिसेंस एक्स-रे के साथ नहीं होते हैं? अपने अनुमान का परीक्षण करने के लिए, उन्होंने यूरेनियम लवण में से एक, पीले-हरे रंग की रोशनी के साथ फॉस्फोरसेंट सहित कई यौगिक लिए। सूरज की रोशनी से इसे रोशन करने के बाद, उन्होंने नमक को काले कागज में लपेटा और एक अंधेरे कैबिनेट में एक फोटोग्राफिक प्लेट पर रख दिया, जिसे काले कागज में भी लपेटा गया था। थोड़ी देर के बाद, प्लेट विकसित करने के बाद, बेकरेल ने वास्तव में नमक की एक गांठ की एक छवि देखी। लेकिन ल्यूमिनसेंट विकिरण काले कागज से नहीं गुजर सकता था, और केवल एक्स-रे ही इन परिस्थितियों में प्लेट को रोशन कर सकते थे। बेकरेल ने प्रयोग को कई बार दोहराया और समान सफलता के साथ। फरवरी 1896 के अंत में, फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंसेज की एक बैठक में, उन्होंने फॉस्फोरसेंट पदार्थों के एक्स-रे उत्सर्जन पर एक रिपोर्ट बनाई।
कुछ समय बाद, बेकरेल की प्रयोगशाला में गलती से एक प्लेट विकसित हो गई, जिस पर यूरेनियम नमक पड़ा था, जो सूर्य के प्रकाश से विकिरणित नहीं था। बेशक, उसने फॉस्फोरस नहीं किया, लेकिन प्लेट पर प्रिंट निकला। फिर बेकरेल ने यूरेनियम के विभिन्न यौगिकों और खनिजों का परीक्षण करना शुरू किया (जिनमें वे भी शामिल हैं जो फॉस्फोरेसेंस प्रदर्शित नहीं करते हैं), साथ ही साथ धात्विक यूरेनियम भी। थाली हमेशा जलती रहती थी। नमक और प्लेट के बीच एक धातु का क्रॉस रखकर, बेकरेल ने प्लेट पर क्रॉस की धुंधली आकृति प्राप्त की। तब यह स्पष्ट हो गया कि नई किरणों की खोज की गई जो अपारदर्शी वस्तुओं से होकर गुजरती हैं, लेकिन एक्स-रे नहीं हैं।
बेकरेल ने पाया कि विकिरण की तीव्रता केवल तैयारी में यूरेनियम की मात्रा से निर्धारित होती है और यह इस बात पर बिल्कुल भी निर्भर नहीं करती है कि इसमें कौन से यौगिक शामिल हैं। इस प्रकार, यह गुण यौगिकों में नहीं, बल्कि रासायनिक तत्व - यूरेनियम में निहित था।
बेकरेल ने अपनी खोज को उन वैज्ञानिकों के साथ साझा किया जिनके साथ उन्होंने सहयोग किया था। 1898 में, मैरी क्यूरी और पियरे क्यूरी ने थोरियम की रेडियोधर्मिता की खोज की, और बाद में उन्होंने रेडियोधर्मी तत्वों पोलोनियम और रेडियम की खोज की।
उन्होंने पाया कि सभी यूरेनियम यौगिकों और, सबसे बड़ी सीमा तक, यूरेनियम में ही प्राकृतिक रेडियोधर्मिता का गुण होता है। बेकरेल उसके लिए ब्याज के फॉस्फोरस में लौट आए। सच है, उन्होंने रेडियोधर्मिता से संबंधित एक और बड़ी खोज की। एक बार जब बेकरेल को एक सार्वजनिक व्याख्यान के लिए एक रेडियोधर्मी पदार्थ की आवश्यकता हुई, तो उन्होंने इसे क्यूरीज़ से लिया और टेस्ट ट्यूब को अपनी बनियान की जेब में रख लिया। व्याख्यान देने के बाद, उन्होंने मालिकों को रेडियोधर्मी दवा लौटा दी, और अगले दिन उन्होंने बनियान की जेब के नीचे शरीर पर एक परखनली के आकार की त्वचा का लाल होना पाया। बेकरेल ने इस बारे में पियरे क्यूरी को बताया, और उन्होंने अपने लिए एक प्रयोग किया: दस घंटे तक उन्होंने रेडियम के साथ एक टेस्ट ट्यूब को अपने अग्रभाग में बांधा। कुछ दिनों बाद, उन्हें लाली भी विकसित हुई, जो बाद में एक गंभीर अल्सर में बदल गई, जिससे वह दो महीने तक पीड़ित रहे। इस तरह पहली बार रेडियोधर्मिता के जैविक प्रभाव की खोज की गई।
लेकिन उसके बाद भी क्यूरी ने हिम्मत से अपना काम किया। यह कहने के लिए पर्याप्त है कि मैरी क्यूरी की विकिरण बीमारी से मृत्यु हो गई (फिर भी, 66 वर्ष तक जीवित रही)।
1955 में मैरी क्यूरी की नोटबुक्स की जांच की गई। वे अभी भी भरने के दौरान पेश किए गए रेडियोधर्मी संदूषण के कारण उत्सर्जित होते हैं। चादरों में से एक में पियरे क्यूरी का रेडियोधर्मी फिंगरप्रिंट है।
रेडियोधर्मिता की अवधारणा और विकिरण के प्रकार।
रेडियोधर्मिता - विभिन्न प्रकार के रेडियोधर्मी विकिरण और प्राथमिक कणों के उत्सर्जन के साथ कुछ परमाणु नाभिकों की अनायास (अनायास) अन्य नाभिक में बदलने की क्षमता। रेडियोधर्मिता को प्राकृतिक (प्रकृति में मौजूद अस्थिर आइसोटोप में देखा गया) और कृत्रिम (परमाणु प्रतिक्रियाओं के माध्यम से प्राप्त आइसोटोप में देखा गया) में विभाजित किया गया है।
रेडियोधर्मी विकिरण को तीन प्रकारों में बांटा गया है:
- - विकिरण - विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित, उच्च आयनीकरण क्षमता और कम मर्मज्ञ क्षमता है; हीलियम नाभिक की एक धारा का प्रतिनिधित्व करता है; एक कण का आवेश + 2e है, और द्रव्यमान हीलियम 42He के समस्थानिक के नाभिक के द्रव्यमान के साथ मेल खाता है।
- - विकिरण - विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित; इसकी आयनीकरण क्षमता बहुत कम है (परिमाण के लगभग दो क्रमों से), और इसकी भेदन क्षमता -कणों की तुलना में बहुत अधिक है; तेज इलेक्ट्रॉनों की एक धारा है।
- - विकिरण - विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होता है, इसमें अपेक्षाकृत कमजोर आयनीकरण क्षमता और बहुत अधिक मर्मज्ञ क्षमता होती है; एक अत्यंत लघु तरंगदैर्घ्य के साथ शॉर्टवेव विद्युत चुम्बकीय विकिरण है
आधा जीवन T1 / 2 वह समय है जिसके दौरान रेडियोधर्मी नाभिक की प्रारंभिक संख्या औसतन आधी हो जाती है।
अल्फा विकिरण 2 प्रोटॉन और 2 न्यूट्रॉन द्वारा निर्मित धनात्मक आवेशित कणों का एक प्रवाह है। कण हीलियम -4 परमाणु (4He2 +) के नाभिक के समान है। नाभिक के अल्फा क्षय से बनता है। पहली बार अल्फा विकिरण की खोज ई. रदरफोर्ड ने की थी। रेडियोधर्मी तत्वों का अध्ययन, विशेष रूप से, यूरेनियम, रेडियम और एनीमोन जैसे रेडियोधर्मी तत्वों का अध्ययन करते हुए, ई। रदरफोर्ड इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि सभी रेडियोधर्मी तत्व अल्फा और बीटा किरणों का उत्सर्जन करते हैं। और, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि किसी भी रेडियोधर्मी तत्व की रेडियोधर्मिता एक निश्चित विशिष्ट अवधि के बाद घट जाती है। अल्फा विकिरण का स्रोत रेडियोधर्मी तत्व हैं। अन्य प्रकार के आयनकारी विकिरणों के विपरीत, अल्फा विकिरण सबसे हानिरहित है। यह तभी खतरनाक है जब ऐसा पदार्थ शरीर में प्रवेश करता है (साँस लेना, खाना, पीना, रगड़ना, आदि), क्योंकि अल्फा कण की सीमा, उदाहरण के लिए, 5 MeV की ऊर्जा के साथ, हवा में 3.7 सेमी है, और अंदर जैविक ऊतक 0, 05 मिमी है। रेडियोन्यूक्लाइड का अल्फा विकिरण जो शरीर में प्रवेश कर चुका है, वास्तव में भयानक विनाश का कारण बनता है, क्योंकि 10 MeV से कम ऊर्जा वाले अल्फा विकिरण का गुणवत्ता कारक 20mm के बराबर है। और ऊर्जा हानि जैविक ऊतक की एक बहुत पतली परत में होती है। यह व्यावहारिक रूप से उसे जला देता है। जब अल्फा कणों को जीवित जीवों द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो उत्परिवर्तजन (उत्परिवर्तन पैदा करने वाले कारक), कार्सिनोजेनिक (पदार्थ या भौतिक एजेंट (विकिरण) जो घातक नियोप्लाज्म के विकास का कारण बन सकते हैं) और अन्य नकारात्मक प्रभाव हो सकते हैं। मर्मज्ञ क्षमता ए - और। छोटा क्योंकि कागज की एक शीट द्वारा आयोजित।
बीटा कण (पी-कण), बीटा क्षय के परिणामस्वरूप उत्सर्जित एक आवेशित कण। बीटा कणों की धारा को बीटा किरणें या बीटा विकिरण कहते हैं।
ऋणात्मक रूप से आवेशित बीटा कण इलेक्ट्रॉन (b--) होते हैं, धन आवेशित वाले पॉज़िट्रॉन (b +) होते हैं।
क्षयकारी समस्थानिक के आधार पर बीटा कणों की ऊर्जा शून्य से कुछ अधिकतम ऊर्जा तक लगातार वितरित की जाती है; यह अधिकतम ऊर्जा 2.5 केवी (रेनियम -187 के लिए) से लेकर दसियों मेव (बीटा-स्थिरता रेखा से दूर अल्पकालिक नाभिक के लिए) तक होती है।
बीटा किरणें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा सीधी दिशा से विक्षेपित होती हैं। बीटा किरणों में कणों की गति प्रकाश की गति के करीब होती है। बीटा किरणें गैसों को आयनित करने में सक्षम हैं, जिससे रासायनिक प्रतिक्रियाएं, ल्यूमिनेसिसेंस और फोटोग्राफिक प्लेटों पर अभिनय होता है।
बाहरी बीटा विकिरण की महत्वपूर्ण खुराक से त्वचा पर विकिरण जल सकता है और विकिरण बीमारी हो सकती है। इससे भी अधिक खतरनाक बीटा-सक्रिय रेडियोन्यूक्लाइड से आंतरिक जोखिम है जो शरीर में प्रवेश कर चुके हैं। बीटा विकिरण में गामा विकिरण की तुलना में काफी कम मर्मज्ञ शक्ति होती है (हालांकि, अल्फा विकिरण से अधिक परिमाण का क्रम)। किसी भी पदार्थ की एक परत जिसका सतह घनत्व 1 g/cm2 के कोटि का होता है।
उदाहरण के लिए, कुछ मिलीमीटर एल्यूमीनियम या कई मीटर हवा लगभग 1 MeV की ऊर्जा वाले बीटा कणों को लगभग पूरी तरह से अवशोषित कर लेती है।
गामा विकिरण अत्यंत लघु तरंगदैर्घ्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप है -< 5Ч10-3 нм и вследствие этого ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. Гамма-квантами являются фотоны высокой энергии. Обычно считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 105 эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению, если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке -- то к рентгеновскому излучению. Очевидно, физически кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.
परमाणु नाभिक की उत्तेजित अवस्थाओं के बीच संक्रमण के दौरान गामा विकिरण उत्सर्जित होता है (ऐसे गामा क्वांटा की ऊर्जा ~ 1 keV से दसियों MeV की सीमा में होती है)। परमाणु प्रतिक्रियाओं में (उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन के विनाश में, एक तटस्थ पायन का क्षय, आदि), साथ ही चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों में ऊर्जावान आवेशित कणों के विक्षेपण में।
गामा किरणें, बी-रे और सी-किरणों के विपरीत, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होती हैं और समान ऊर्जा और अन्य स्थितियों के समान होने पर अधिक मर्मज्ञ शक्ति की विशेषता होती है। गामा क्वांटा पदार्थ के परमाणुओं के आयनीकरण का कारण बनता है। जब गामा विकिरण किसी पदार्थ से होकर गुजरता है तो होने वाली मुख्य प्रक्रियाएँ:
फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव (एक गामा क्वांटम परमाणु खोल के एक इलेक्ट्रॉन द्वारा अवशोषित होता है, इसमें सारी ऊर्जा स्थानांतरित करता है और परमाणु को आयनित करता है)।
कॉम्पटन स्कैटरिंग (एक गामा क्वांटम एक इलेक्ट्रॉन द्वारा बिखरा हुआ है, इसकी ऊर्जा का हिस्सा इसे स्थानांतरित कर रहा है)।
इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़े का निर्माण (नाभिक के क्षेत्र में, कम से कम 2mec2 = 1.022 MeV की ऊर्जा के साथ एक गामा क्वांटम एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन में बदल जाता है)।
फोटोन्यूक्लियर प्रक्रियाएं (कई दसियों MeV से ऊपर की ऊर्जा पर, एक गामा क्वांटम नाभिक से न्यूक्लियंस को बाहर निकालने में सक्षम है)।
गामा क्वांटा, किसी भी अन्य फोटॉन की तरह, ध्रुवीकृत किया जा सकता है।
गामा किरणों के साथ विकिरण, खुराक और अवधि के आधार पर, पुरानी और तीव्र विकिरण बीमारी का कारण बन सकता है। विकिरण के स्टोकेस्टिक प्रभावों में विभिन्न प्रकार के कैंसर शामिल हैं। साथ ही, गामा विकिरण कैंसर और अन्य तेजी से विभाजित होने वाली कोशिकाओं के विकास को रोकता है। गामा विकिरण उत्परिवर्तजन और टेराटोजेनिक है।
पदार्थ की एक परत गामा विकिरण से सुरक्षा का काम कर सकती है। परिरक्षण की प्रभावशीलता (अर्थात, इसके माध्यम से गुजरने पर गामा क्वांटम के अवशोषण की संभावना) परत की मोटाई, पदार्थ के घनत्व और भारी नाभिक (सीसा, टंगस्टन, घटिया) की सामग्री में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है। यूरेनियम, आदि) में।
रेडियोधर्मिता के मापन की इकाई बेकरेल (बीक्यू, बीक्यू) है। एक बेकरेल प्रति सेकंड एक क्षय के बराबर होता है। किसी पदार्थ में गतिविधि सामग्री अक्सर पदार्थ वजन (बीक्यू / किग्रा) या इसकी मात्रा (बीक्यू / एल, बीक्यू / एम 3) की प्रति इकाई अनुमानित होती है। एक ऑफ-सिस्टम इकाई का अक्सर उपयोग किया जाता है - क्यूरी (की, सीआई)। एक क्यूरी 1 ग्राम रेडियम में प्रति सेकंड क्षय की संख्या से मेल खाती है। 1 सीआई = 3.7.1010 बीक्यू।
इकाइयों के बीच संबंध नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है।
प्रसिद्ध ऑफ-सिस्टम यूनिट एक्स-रे (पी, आर) का उपयोग एक्सपोजर खुराक निर्धारित करने के लिए किया जाता है। एक एक्स-रे एक्स-रे या गामा विकिरण की एक खुराक से मेल खाती है, जिस पर 2.109 आयन जोड़े 1 सेमी 3 हवा में बनते हैं। 1 = 2, 58.10-4 सी / किग्रा।
किसी पदार्थ पर विकिरण के प्रभाव का आकलन करने के लिए, अवशोषित खुराक को मापा जाता है, जिसे प्रति इकाई द्रव्यमान में अवशोषित ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है। अवशोषित खुराक की इकाई को रेड कहा जाता है। एक रेड 100 erg/g के बराबर होता है। SI प्रणाली में, एक अलग इकाई का उपयोग किया जाता है - ग्रे (Gr, Gy)। 1 जीआर = 100 रेड = 1 जे / किग्रा।
विभिन्न प्रकार के विकिरणों का जैविक प्रभाव समान नहीं होता है। यह उनकी मर्मज्ञ क्षमता और जीवित जीव के अंगों और ऊतकों को ऊर्जा हस्तांतरण की प्रकृति में अंतर के कारण है। इसलिए, एक्स-रे-रेम के जैविक समकक्ष का उपयोग करने के जैविक परिणामों का आकलन करने के लिए। REM खुराक विकिरण गुणवत्ता कारक द्वारा गुणा की गई RAD खुराक के बराबर है। एक्स-रे, बीटा और गामा किरणों के लिए, गुणवत्ता कारक को एक के बराबर माना जाता है, अर्थात रेम रेड से मेल खाता है। अल्फा कणों के लिए, गुणवत्ता कारक 20 है (इसका मतलब है कि अल्फा कण बीटा या गामा किरणों की समान अवशोषित खुराक की तुलना में जीवित ऊतक को 20 गुना अधिक नुकसान पहुंचाते हैं)। न्यूट्रॉन के लिए, ऊर्जा के आधार पर गुणांक 5 से 20 तक होता है। एसआई प्रणाली में, समान खुराक के लिए सिवर्ट (एसवी, एसवी) नामक एक विशेष इकाई शुरू की गई है। 1 एसवी = 100 रेम। सिवर्ट में समतुल्य खुराक गुणवत्ता कारक से गुणा करके ग्रे में अवशोषित खुराक है।
रेडियोबायोलॉजी का उद्भव तीन महान खोजों के कारण हुआ है जो पिछली शताब्दी के अंत में ताज पहनाया गया था:
1895 - विल्हेम कोनराड एक्स-रे द्वारा एक्स-रे की खोज;
1896 - हेनरी बेकरेल द्वारा यूरेनियम की प्राकृतिक रेडियोधर्मिता की खोज;
1898 - क्यूरी युगल - मारिया स्कोलोडोव्स्का और पियरे द्वारा पोलोनियम और रेडियम के रेडियोधर्मी गुणों की खोज।
अपनी महान खोज के समय विल्हेम कोनराड रॉन्टगन 50 वर्ष के थे। इसके बाद उन्होंने वुर्जबर्ग विश्वविद्यालय में भौतिकी संस्थान और भौतिकी विभाग का नेतृत्व किया। 8 नवंबर, 1895 रोएंटजेन ने हमेशा की तरह देर शाम प्रयोगशाला में प्रयोग समाप्त किए। कमरे में बत्ती बुझाई, तो उसने अंधेरे में एक हरे रंग की चमक देखी, जो टेबल पर बिखरे नमक के क्रिस्टल से निकल रही थी। यह पता चला कि वह उस कैथोड ट्यूब पर वोल्टेज को बंद करना भूल गया जिसके साथ वह उस दिन काम कर रहा था। जैसे ही करंट बंद किया गया, चमक तुरंत बंद हो गई, और चालू होने पर तुरंत दिखाई दी। रहस्यमय घटना की जांच करते हुए, रोएंटजेन सरल निष्कर्ष पर पहुंचे: जब एक ट्यूब से एक करंट गुजरता है, तो उसमें कुछ अज्ञात विकिरण दिखाई देता है। यह वह है जो क्रिस्टल को चमकने का कारण बनता है। इस विकिरण की प्रकृति को न जानते हुए उन्होंने इसे एक्स-रे कहा।
जो प्रचार और दंतकथाएँ उठीं, वे महान खोज में रुचि को कमजोर नहीं कर सकीं। एक्स-रे तुरंत पूरी दुनिया में न केवल गहन अध्ययन का विषय बन गया, बल्कि जल्दी से व्यावहारिक अनुप्रयोग भी मिल गया। इसके अलावा, उन्होंने एक नई घटना की खोज के लिए प्रत्यक्ष प्रोत्साहन के रूप में कार्य किया - प्राकृतिक रेडियोधर्मिता, जिसने एक्स-रे की खोज के छह महीने से भी कम समय में दुनिया को हिलाकर रख दिया।
एक्स-रे न केवल तुरंत पूरी दुनिया में गहन अध्ययन का विषय बन गया, बल्कि जल्दी से व्यावहारिक अनुप्रयोग भी मिल गया। इसके अलावा, उन्होंने एक नई घटना की खोज के लिए एक प्रोत्साहन के रूप में कार्य किया - प्राकृतिक रेडियोधर्मिता, जिसने एक्स-रे की खोज के छह महीने से भी कम समय में दुनिया को हिला दिया। "सर्वव्यापी" एक्स-रे की प्रकृति में रुचि रखने वालों में से एक, हेनरी बेकरेल के प्राकृतिक इतिहास के पेरिस संग्रहालय में भौतिकी के प्रोफेसर थे। एक फोटोग्राफिक प्लेट विकसित करने के बाद, एक बार मेज पर छोड़ दिया गया, काले कागज में लपेटकर, बेकरेल ने पाया कि यह केवल उस स्थान पर उजागर हुआ था जहां यूरेनियम नमक डाला गया था। धूप और बादल के मौसम में कई बार टिप्पणियों को दोहराने के बाद, वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि यूरेनियम, सौर विकिरण की परवाह किए बिना, "यूरेनियम किरणों" को आंखों के लिए अदृश्य रूप से उत्सर्जित करता है।
रोएंटजेन की खोज के बाद दर्जनों शोधकर्ता नए रहस्यमय उत्सर्जन की तलाश कर रहे थे। लेकिन केवल जिज्ञासु और प्रतिभाशाली ए। बेकरेल सूर्य के प्रकाश से प्रेरित ल्यूमिनेसिसेंस से यूरेनियम द्वारा मर्मज्ञ विकिरण के सहज उत्सर्जन को अलग करने में सक्षम थे।
रोएंटजेन की खोज के बाद दर्जनों शोधकर्ता नए रहस्यमयी विकिरण की खोज में लगे हुए थे। इस घटना का अध्ययन महान पोलिश वैज्ञानिक मारिया स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी और जल्द ही उनके पति, कम प्रतिभाशाली फ्रांसीसी शोधकर्ता पियरे क्यूरी की भावुक खोजों का विषय बन गया।
18 जुलाई, 1898 को क्यूरीज़ ने एक नए रेडियोधर्मी तत्व की खोज की घोषणा की - एक विशेष तत्त्व जिस का प्रभाव रेडियो पर पड़ता है एम. क्यूरी की मातृभूमि के नाम पर - पोलैंड, और 26 दिसंबर को एम। क्यूरी और जे। बेमोंट - दूसरे रेडियोधर्मी तत्व - रेडियम की खोज पर।रेडियोधर्मिता के अध्ययन पर कार्य तेजी से विकसित होता रहा। 1899 में, एम. क्यूरी ने पाया कि रेडियम यौगिकों के आसपास की हवा विद्युत प्रवाह का संवाहक बन जाती है, और 1900 में जर्मन रसायनज्ञ ई. डोर्न ने रेडियम की तैयारी से जारी एक नए गैसीय रेडियोधर्मी तत्व की खोज पर सूचना दी। उन्होंने इस तत्व का नाम रेडॉन रखा। . उसी वर्ष इंग्लैंड में, ई। रदरफोर्ड और आर ओवेन ने स्थापित किया कि थोरियम एक रेडियोधर्मी गैस देता है, जिसे उन्होंने उत्सर्जन (थोरोन) कहा। थोड़ी देर बाद, ए। डेबर्न और एफ। गिसेल ने स्वतंत्र रूप से एनीमोन का अध्ययन करते हुए दिखाया कि रेडियोधर्मी गैस भी निकलती है। उसी वर्ष, कनाडाई जे। मैकलेनन ने स्थापित किया कि रेडियम के रेडियोधर्मी परिवर्तनों के परिणामस्वरूप, स्थिर रेडियम-जी (आरएजी) बनता है, और ओ। गहन और एल। मीटनर ने थोरियम परिवर्तन का अंतिम उत्पाद पाया - स्थिर थोरियम-डी (टीएचडी)।
1900 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक डब्ल्यू. क्रुक्स और उनसे स्वतंत्र रूप से
ए।
1911 में, K. Fajans ने निर्धारित किया कि RaC का रेडियोधर्मी परिवर्तन दो तरह से होता है: रेडियम-C / (RaC) और रेडियम-C "(RaC") के निर्माण के साथ। उसी वर्ष, रूसी वैज्ञानिक जी.एन.
रदरफोर्ड की प्रयोगशाला में एंटोनोव ने यूएक्स क्षय वक्र का उपयोग करते हुए पाया कि इसमें एक रेडियोधर्मी अशुद्धता थी - एक तत्व जिसे उन्होंने यपन-वाई (यूवाई) कहा। 1913 में, एफ। सोड्डी और जर्मन वैज्ञानिक ओ। गोयरिंग ने यूरेनियम यूरेनियम-एक्स 2 (यूएक्स 2) के क्षय उत्पादों की खोज की, जिसे ब्रेवियम कहा जाता है, और ब्रिटिश ई। मार्सडेन और आर। विल्सन - थोरियम के क्षय का द्वंद्व -C थोरियम-C "(ThC") और थोरियम-D (ThD) में। संयुक्त राज्य अमेरिका में जी. मैककॉय और सी. वायोल ने रेडियोधर्मी तत्वों के रासायनिक गुणों की जांच की - थोरियम के क्षय उत्पाद। इसके अलावा, ओ. गहन औरएल। मीटनर और, उनमें से स्वतंत्र रूप से, एफ। सोड्डी और जे। क्रेंस्टन, यूरेनियम अयस्कों से अलग होकर एक नया रेडियोधर्मी तत्व प्रोटैक्टीनियम (रा), एक्टिनियम का अग्रदूत है।
नए खोजे गए रेडियोधर्मी तत्वों की संख्या में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई, जिसने तत्वों की आवर्त सारणी का खंडन किया
डि मेंडेलीव। उनमें से अधिकांश का इस प्रणाली में कोई स्थान नहीं था। उसी समय, जैसा कि हमने देखा, कुछ रेडियोधर्मी तत्वों के दूसरों में परिवर्तन, उनके अंतर्संबंध पर जानकारी जमा हो रही थी। नए तत्वों की इन सभी खोजों को एम। क्यूरी - वाहक की विधि द्वारा पीटे गए पथ के साथ किया गया था।
रेडियोधर्मिता या रेडियोधर्मी क्षय एक अस्थिर परमाणु नाभिक की आंतरिक संरचना या संरचना में एक सहज परिवर्तन है। इस मामले में, परमाणु नाभिक परमाणु टुकड़े, गामा क्वांटा या प्राथमिक कणों का उत्सर्जन करता है। रेडियोधर्मिता कृत्रिम हो सकती है जब कुछ परमाणु प्रतिक्रियाओं के माध्यम से परमाणु नाभिक का क्षय प्राप्त किया जाता है। लेकिन कृत्रिम रेडियोधर्मी क्षय में आने से पहले, विज्ञान प्राकृतिक रेडियोधर्मिता से परिचित हो गया - प्रकृति में होने वाले कुछ तत्वों के नाभिक का स्वतःस्फूर्त क्षय।
खोज का प्रागितिहास
कोई भी वैज्ञानिक खोज कड़ी मेहनत का परिणाम होती है, लेकिन विज्ञान का इतिहास ऐसे उदाहरण जानता है जब मौके ने महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। यह जर्मन भौतिक विज्ञानी वी.के. एक्स-रे। यह वैज्ञानिक कैथोड किरणों के अध्ययन में लगा हुआ था।एक बार के.वी. कैथोड ट्यूब पर एक्स-रे चालू हुआ, जो काले कागज से ढका हुआ था। ट्यूब से दूर बेरियम प्लैटिनम-साइनाइड के क्रिस्टल नहीं थे, जो डिवाइस से जुड़े नहीं थे। वे हरे रंग में चमकने लगे। इस तरह कैथोड किरणों के किसी भी बाधा से टकराने पर होने वाले विकिरण की खोज की गई। वैज्ञानिक ने इसे एक्स-रे नाम दिया, और जर्मनी और रूस में वर्तमान में "एक्स-रे विकिरण" शब्द का प्रयोग किया जाता है।
प्राकृतिक रेडियोधर्मिता की खोज
जनवरी 1896 में, अकादमी की एक बैठक में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ए. पोंकारे ने वी.के. रोएंटजेन और प्रतिदीप्ति की घटना के साथ इस विकिरण के संबंध के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी - पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में किसी पदार्थ की एक गैर-थर्मल चमक।बैठक में भौतिक विज्ञानी ए.ए. बेकरेल। वह इस परिकल्पना में रुचि रखते थे, क्योंकि उन्होंने यूरेनिल नाइट्राइट और अन्य यूरेनियम लवण के उदाहरण का उपयोग करके प्रतिदीप्ति की घटना का लंबे समय तक अध्ययन किया था। सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर ये पदार्थ चमकीले पीले-हरे रंग के प्रकाश के साथ चमकते हैं, लेकिन जैसे ही सूर्य की किरणों की क्रिया समाप्त हो जाती है, यूरेनियम लवण एक सेकंड के सौवें हिस्से से भी कम समय में चमकना बंद कर देते हैं। यह एए के पिता द्वारा स्थापित किया गया था। बेकरेल, जो एक भौतिक विज्ञानी भी थे।
ए. पोंकारे की रिपोर्ट सुनने के बाद, ए.ए. बेकरेल ने सुझाव दिया कि यूरेनियम लवण, चमकना बंद कर देते हैं, एक अपारदर्शी सामग्री से गुजरने वाले कुछ अन्य विकिरण का उत्सर्जन जारी रख सकते हैं। शोधार्थी का अनुभव इस बात को सिद्ध करता प्रतीत होता है। वैज्ञानिक ने यूरेनियम नमक के दानों को काले कागज में लिपटे एक फोटोग्राफिक प्लेट पर रखा और उसे सूरज की रोशनी में उजागर किया। प्लेट विकसित करने के बाद, उन्होंने पाया कि जहां अनाज पड़ा था, वह काली हो गई थी। एए बेकरेल ने निष्कर्ष निकाला कि यूरेनियम नमक द्वारा उत्सर्जित विकिरण सूर्य की किरणों से उत्तेजित होता है। लेकिन अनुसंधान प्रक्रिया पर फिर से एक अस्थायी हमला किया गया।
एक बार ए.ए. बादल मौसम के कारण बेकरेल को एक और प्रयोग स्थगित करना पड़ा। उसने तैयार फोटोग्राफिक प्लेट को मेज के एक दराज में रख दिया, और उसके ऊपर यूरेनियम नमक से ढका एक तांबे का क्रॉस रखा। थोड़ी देर बाद, उन्होंने फिर भी प्लेट विकसित की - और उस पर एक क्रॉस की रूपरेखा प्रदर्शित की गई। चूंकि क्रॉस और प्लेट सूर्य के प्रकाश के लिए दुर्गम स्थान पर थे, इसलिए यह मान लिया गया कि आवर्त सारणी में अंतिम तत्व यूरेनियम अनायास अदृश्य विकिरण उत्सर्जित करता है।
इस घटना का अध्ययन, साथ में ए.ए. बेकरेल को पति-पत्नी पियरे और मैरी क्यूरी ने लिया था। उन्होंने पाया कि उन्होंने जिन दो और तत्वों की खोज की उनमें यह गुण है। उनमें से एक का नाम पोलोनियम रखा गया था - पोलैंड के सम्मान में, मैरी क्यूरी की मातृभूमि, और दूसरे - रेडियम, लैटिन शब्द त्रिज्या - रे से। मैरी क्यूरी के सुझाव पर इस घटना को रेडियोधर्मिता कहा गया।
