రేడియో ఏక్టివిటీ
ఇప్పుడు “రేడియో ఏక్టివ్” అన్న మాటకి అర్థం ఏమిటో చూద్దాం. ముందుగా మనం వార్తలు వినే “రేడియో” కి మనం ఇక్కడ మాట్లాడుతున్న “రేడియో ఏక్టివిటీ” కి ఉంటే గింటే ఏదో బాదరాయణ సంబంధం పీకితే పీకొచ్చునేమో కాని, దగ్గర సంబంధం లేదు అని గమనించండి. ఎవ్వరో, ఎక్కడో పేర్లు పెట్టడంలో పరాకు చిత్తగించేరు.
కొన్ని అణువులు, ప్రత్యేకించి వాటి అణు కేంద్రకంలో అస్థిర నిశ్చలత ఉన్నవి, (ఉదాహరణకి రేడియం అనే మూలకం యొక్క అణువులు), అకస్మాత్తుగా, బాహ్య శక్తుల ప్రోద్బలం లేకుండా వికీర్ణాన్ని విడుదల చేస్తాయి. ఇలా విడుదల చెయ్యబడ్డ వికీర్ణంలో సర్వసాధారణంగా ఆల్ఫా రేణువులు, ఎలక్ట్రానులు, అణు కేంద్రకంలో ఉండే నూట్రానుల వంటి పరమాణువులు, గామా కిరణాలు వంటివి ఉంటాయి. ఈ జాతి పదార్థాలని “వికీర్ణతలో చలాకీ తనం చూపించేవి” అని అంటారు. “మా వాడు ఆటల్లో చాలా చలాకీ” అని మనం అంటే మనం వెనక నుండి తొయ్యకుండా, తనంత తానుగా, ఆటలలో ఆసక్తి చూపేవాడని అర్థం కదా! అదే విధంగా “వికీర్ణతలో చలాకీతనం” అంటే ఏమిటి? బాహ్య శక్తుల ప్రమేయం లేకుండా, కొన్ని అణువులు వాటంతట అవి విచ్ఛిన్నం అయిపోయి, ఆ విచ్ఛిత్తిలో కొన్ని అణుశకలాలు బయట పడి అన్ని దిశలలోకి వ్యాప్తి చెందటం. ఈ రకం పదార్థాలని ఇంగ్లీషులో “రేడియోఏక్టివ్” (radioactive) అంటారు. అంటే, రేడియంలా వికీర్ణం చెయ్యడంలో చలాకీతనం లేదా ఉత్తేజం చూపించే పదార్థాలు అని అర్థం. దీనికి తెలుగు మాట “వికీర్ణ ఉత్తేజిత పదార్థం.” మన నిఘంటువులలో దీనిని “రేడియోధార్మిక పదార్థం” అని తెలిగించేరు. ఇక్కడ "రేడియో ధర్మం" అంటే రేడియేషన్ ని విడుదల చేసే ధర్మం, అంటే, వికీర్ణాన్ని విడుదల చేసే గుణం అని అర్థం. కనుక “రేడియోధార్మిక పదార్థం” అన్నా “వికీర్ణ ఉత్తేజిత పదార్థం” అన్నా వికీర్ణతలో చలాకీతనం చూపించే పదార్థం అని అర్థం.
“రేడియేషన్,” “రేడియోఏక్టివ్” వంటి మాట విన్నప్పుడు మనకి అణు బాంబులు, అణు విద్యుత్ కేంద్రాలలో ప్రమాదాలు, కేన్సరు వ్యాధి, మొదలైన భయంకరమైన విషయాలు మనస్సులో మెదులుతాయి. కాని పైన ఇచ్చిన వివరణ చదివిన తరువాత ఈ రెండూ ప్రకృతిలో సహజ సిద్ధమైన ప్రక్రియలే కాని ప్రత్యేకించి ప్రమాదమైనవి కావని తెలుస్తూనే ఉంది కదా. ఏదైన శృతి మించినా, మితి మీరినా ప్రమాదమే. మితి మీరితే అన్ని రకాల వికీర్ణాలూ ప్రమాదమే. భోగి మంటకి మరీ దగ్గరగా వెళితే ఒళ్లు కాలదూ?
నిజానికి మన చుట్టూ ఉన్న వాతావరణం అంతా వికీర్ర్ణ ఉత్తేజిత పదార్థంతో నిండి ఉంది అని చెబితే నమ్మగలరా? మన వాతావరణానికి ఈ వికీర్ణ ఉత్తేజితం (radioactivity) ఎక్కడినుండి వచ్చింది? రోదసి లోతుల్లోంచి వచ్చే అతి శక్తిమంతమైన కాస్మిక్ కిరణాలు మన వాతావరణంలోని నత్రజని అణువులని ఢీకొన్నప్పుడు వాటిల్లో కొన్ని రూపాంతరం చెంది “కార్బన్-14” గా మారతాయి. ఈ కార్బన్-14 (C-14) సహజమైన వికీర్ణ ఉత్తేజిత పదార్థం. దీనిని ఇంగ్లీషులో “రేడియో కార్బన్” అని కూడ అంటారు. మనం “ఉత్తేజిత కర్బనం” అని కాని “వికీర్ణ కర్బనం” అని కాని అందాం. మామూలు కర్బనానికీ (C-12) కీ, దీనికీ మధ్య తేడాలు ఉన్నాయి కనుక దీనిని “సి-14” (C-14) అని కూడ పిలుస్తారు.
మన వాతావరణంలో బొగ్గుపులుసు వాయువు (కార్బన్ డై ఆక్సైడ్) కూడ ఉంటుంది కదా. ఈ కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ బణువు (molecule) తయారయినప్పుడు అందులోకి ఈ కార్బన్-14 ప్రవేశించే సావకాశం ఉంది. ఒక ట్రిలియను (1,000,000,000,000) కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ బణువులని పరీక్షించి చూస్తే వాటిల్లో ఒక బణువులో ఈ కార్బన్-14 అణువు ఉండే సావకాశం ఉంది. అంటే ఉత్తేజిత కర్బనం గాలి ఎక్కడ ఉంటే అక్కడ ఉంటుందన్న మాటే కదా?
భూమి మీద ఉన్న వృక్ష సామ్రాజ్యం అంతా కిరణజన్య సంయోగక్రియ కొరకు వాతావరణంలో ఉన్న కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ ని పీల్చుకుంటాయని చిన్నప్పుడే చదువుకున్నాం కదా. ఈ ప్రక్రియలో చెట్లు కొంత ఉత్తేజిత కర్బనాన్ని కూడ పీల్చుకుంటాయి. కనుక చెట్లన్నీ వికీర్ణ ఉత్తేజితాలే! (“రేడియో ఏక్టివ్”). ఆ చెట్లని మేసిన జంతువులు కూడ వికీర్ణ ఉత్తేజితాలే! ఆ చెట్లని కాని, జంతువులని కాని తిన్న మానవులూ వికీర్ణ ఉత్తేజితానికి నిత్యం గురి అవుతూనే ఉంటున్నారు. దీనిని మనం నేపథ్య వికీర్ణం (background radiation) అనొచ్చు.
బొమ్మ: ఏనుగు అవశేషాలలో 12% వికీర్ణ ఉత్తేజితం కనిపిస్తే ఆ ఏనుగు ఉరమరగా 17,000 సంవత్సరాల క్రితం ఈ భూమి మీద బతికిందని నిర్ధారిస్తారు.
చెట్లు, జంతువులు, మనుష్యులు మరణించినప్పుడు, గాలి పీల్చటం మానేస్తాము కనుక, ఈ వికీర్ణ ఉత్తేజితం వాటి జీవకణాలలో పేరుకొనటం మాని నశించటం మొదలుపెడుతుంది. కాల చక్రం 5,700 సంవత్సరాలు తిరిగేటప్పటికి ఈ వికీర్ణ ఉత్తేజితంలో సగం భాగం నశిస్తుంది. (ఇది కర్బనం-14 లక్షణం.) అందుకనే ఈ 5,700 సంవత్సరాల కాలాన్ని కర్బనం-14 యొక్క అర్ధాయుష్షు (half-life) అంటారు. ఒక చెట్టు అవశేషాలలో కాని, ఒక జంతువు యొక్క అవశేషాలలో కాని కర్బనం-14 కి సంబంధించిన వికీర్ణ ఉత్తేజితం ఇంకా ఎంత మిగిలి ఉందో తెలిస్తే ఆ చెట్టు/జంతువు ఎన్నాళ్ల క్రితం చచ్చిపోయిందో లెక్క కట్టి చెప్పొచ్చు (బొమ్మ చుడండి). ఉదాహరణకి కర్బనం-14 లో ఉన్న వికీర్ణ ఉత్తేజితం పరిపూర్ణంగా నశించిపోవటానికి 50 అర్ధాయుష్షుల కాలం పడుతుంది. అంటే, ఒక ప్రాణి చచ్చిపోయిన తరువాత ఆ ప్రాణి అవశేషాలలో 50 x 5,700 = 2,85,000 సంవత్సరాల పాటు (ఉరమరగా, 3 లక్షల సంవత్సరాల పాటు) ఈ వికీర్ణ ఉత్తేజితం ఉంటుంది.