వికిరణం

link=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Alfa_beta_gamma_radiation_penetration.svg|కుడి|thumb|ఆల్ఫా, బీటా, గామా వికిరణాల చొచ్చుకుపోయే సామర్థ్యానికి ఉదాహరణ చిత్రం. ఈ చిత్రంలో గామా కిరణాల చొచ్చుకుపోయే సామర్థ్యం ఎక్కువ. అవి కాగితం, అల్యూమినియం, సీసం గుండా కూడా చొచ్చుకొని పోయాయి. ఆల్ఫా కణాలు కాగితం గుండా చొచ్చుకొని పోలేక పోయాయి. బీటా కణాలు అల్యూమినియం పలక గుండా ప్రయాణించలేక పోయాయి.
భౌతిక శాస్త్రంలో, వికిరణం అనేది అంతరిక్షం ద్వారా లేదా పదార్థ మాధ్యమం ద్వారా తరంగాలు లేదా కణాల రూపంలో శక్తిని విడుదల చేయడం లేదా ప్రసారం చేయడం.

 రకాలు 
 విద్యుదయస్కాంత వికిరణం: రేడియో తరంగాలు, మైక్రోవేవ్‌లు, పరారుణ తరంగాలు, దృగ్గోచర కాంతి, అతినీలలోహిత కిరణాలు, ఎక్స్-కిరణాలు, గామా రేడియేషన్ (γ) వంటివి. విద్యుదయస్కాంత వికిరణం
 కణ వికిరణం : ఆల్ఫా వికిరణం (α), బీటా రేడియేషన్ (β), ప్రోటాన్ రేడియేషన్, న్యూట్రాన్ రేడియేషన్ (శూన్యం కాని మిగిలిన శక్తి కణాలు) వంటివి. 
 ధ్వని తరంగ వికిరణం: అతిధ్వనులు, ధ్వని, భూకంప తరంగాలు (భౌతిక ప్రసార మాధ్యమంపై ఆధారపడి) వంటివి. 
 గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్ : ఇది గురుత్వాకర్షణ తరంగాల రూపాన్ని తీసుకుంటుంది లేదా స్పేస్ టైమ్ యొక్క వక్రతలో అలలు

రేడియేషన్ 
గాలి వీచని రాత్రి బోగి మంట దగ్గర కూర్చున్నప్పుడు మనకి తగిలే వేడి, వెలుతురు “రేడియేషన్” అనే ప్రక్రియకి ఉదాహరణలు. ఉష్ణ ప్రసరణకి మూడు మార్గాలు ఉన్నాయి. అవి ఉష్ణ వహనం, ఉష్ణ సంవహనం, ఉష్ణ వికిరణం. ఇందులో ఉష్ణ వహనం అంటే ఒక ఘన పదార్థం ఉష్ణం ప్రయాణించడానికి మాధ్యమంగా ఉండాలి. ఉష్ణ సంవహనం అంటే ద్రవ పదార్థం కాని, వాయు పదార్థం కాని ఉష్ణ ప్రసరణకి మాధ్యమంగా ఉంటుంది. ఈ మాధ్యమాల ప్రసక్తి లేకుండా ప్రయాణం చేస్తే అది వికిరణం అవుతుంది.

రేణువుల రూపంలో కాని, కిరణాల రూపంలో కాని, కెరటాల రూపంలో కాని ప్రసరించి ప్రయాణం చేసే శక్తి వికిరణానికి మరొక ఉదాహరణ. నీళ్లల్లో వచ్చే తరంగాలు, గాలిలో ప్రవహించే శబ్ద తరంగాలు రేడియేషన్ కావు.

రేడియేషన్ అనేది కంటికి కనిపించే వెలుగు రూపంలో ఉండవచ్చు, కంటికి కనిపించని ఉష్ణ రూపంలో ఉండవచ్చు, కంటికి కనిపించని ఆల్ఫా రేణువులులా ఉండొచ్చు. నిజానికి కంటికి కనిపించే వెలుగుతో పోల్చి చూస్తే కంటికి కనిపించని రేడియేషన్ కొన్ని కోట్ల రెట్లు ఎక్కువ. మరొక విధంగా చెప్పాలంటే కంటికి కనిపించే రేడియేషన్ ని “కాంతి” అనీ ‘వెలుగు” అనీ అంటాం.

విశ్వమంతా శక్తి మయం కనుక ఈ విశ్వంలో రేడియేషన్ లేని స్థలం అనే ప్రసక్తి లేదు. అది సర్వవ్యాప్తం.

రేడియేషన్ అనే పద వ్యుత్పత్తి 

 ఆంగ్లంలో 
ఈ దృశ్యాదృశ్య శక్తి స్వరూపాలన్నిటికి రేడియేషన్ అన్న పేరు పెట్టడానికి కారణం ఉంది.

ఒక కేంద్రం నుండి “రేడియల్” (radial) దిశలలో ప్రవహిస్తుంది కనుక దీనిని “రేడియేషన్” అన్నారు. ఒక వృత్త కేంద్రం నుండి పరిధికి గీసిన ఏ రేఖాఖండం అయినా సరే ఇంగ్లీషులో “రేడియస్” (వ్యాసార్థం) అనే పిలవబడుతుంది. ఈ నామవాచకం నుండి వచ్చిన విశేషణమే “రేడియల్”. కనుక ఒక కేంద్రం నుండి అన్ని దిశల వైపు ప్రయాణించేది “రేడియేషన్”.

 తెలుగులో 
తెలుగులో “రేడియస్”ని వ్యాసార్ధం అంటాం. కాని ఈ మాట పైన చెప్పిన విధంగా రకరకాలుగా మలచటానికి లొంగదు. వ్యాసం  అనే మాట కొంచెం లొంగుతుంది. వ్యాప్తి చెందేది వ్యాసం కనుక, అన్ని దిశలలోకీ కిరణాలలా వ్యాప్తి చెందే ఈ రేడియేషన్ అన్న మాటని తెలుగులో "వ్యాప్తి చెందే కిరణం" లేదా “వ్యాకిరణం” అనొచ్చు. కాని మనకి సంస్కృతంలో “వి” అనే ఉపసర్గ “మిక్కిలి” అనే అర్థాన్ని సూచిస్తుంది. ఉదా: జయం అంటే గెలుపు, విజయం అంటే గొప్ప గెలుపు. ఇదే ధోరణిలో వికిరణం అన్నా వికీర్ణం అన్నా మిక్కిలి వ్యాప్తి చెందేది – రేడియేషన్. కనుక మనం రేడియేషన్ ని వికీర్ణం అనవచ్చును. దీనికి మరొక రూపం వికిరణం.

“రేడియేషన్” అన్న మాటని భౌతిక శాస్త్రంలో వాడినప్పుడు ఈ ప్రవహించేది “శక్తి” అవుతుంది. ఈ శక్తి ఉష్ణ రూపంలో ఉంటే ఈ ప్రవాహం “హీట్ రేడియేషన్” లేదా “ఉష్ణ వికీర్ణం" . ఈ ప్రవహించేది కాంతి అయితే అది “కాంతి వికీర్ణం” (లైట్ రేడియేషన్) . ఈ ప్రవహించేది “సూక్ష్మ తరంగాలు” అయితే ఇది “సూక్ష్మతరంగ వికీర్ణం” (మైక్రో వేవ్ రేడియేషన్).

మన ఆకాశవాణి వంటి కేంద్రాలు, దూరదర్శని వంటి కేంద్రాలు, సెల్ ఫోనులు, ఇళ్లల్లో కంప్యూటర్లలోని "వై-ఫై" - అన్నీ కూడా, విద్యుదయస్కాంత తరంగాల వికీర్ణం మీదనే ఆధారపడి ఉంటాయి. ఆ తరంగాల తరచుదనం అవసరాన్ని బట్టి మారుతూ ఉంటుంది కనుక పేరులో మార్పు కనిపిస్తుంది. పూర్వం ఈ తరంగాలని వైర్‌లెస్ (నిస్తంత్రీ) అనేవారు. వాటినే ఈ రోజుల్లో "రేడియో జాతి" తరంగాలు అని కొన్ని సందర్భాలలోను, "మైక్రో తరంగాలు" అని కొన్ని సందర్భాలలోను అంటున్నారు.

రేడియేషన్ అన్న మాటని సాధారణమైన అర్థంతో కూడా వాడవచ్చు. ఆత్మవిశ్వాసంతో పిటపిటలాడుతూన్న వ్యక్తిని ఇంగ్లీషులో “హి ఈస్ రేడియేటింగ్ కాన్‌ఫిడెన్స్” అంటాం.

రేడియో ధార్మికత

కొన్ని అణువులు, ప్రత్యేకించి వాటి అణు కేంద్రకంలో అస్థిర నిశ్చలత ఉన్నవి, అకస్మాత్తుగా బాహ్య శక్తుల ప్రోద్బలం లేకుండా వికిరణాన్ని విడుదల చేస్తాయి. ఇలా విడుదల చెయ్యబడ్డ వికిరణంలో సర్వసాధారణంగా ఆల్ఫా కణాలు, ఎలక్ట్రానులు, అణు కేంద్రకంలో ఉండే న్యూట్రానుల వంటి కణాలు, గామా కిరణాలు వంటివి ఉంటాయి. ఈ జాతి పదార్థాలని “వికీర్ణతలో చలాకీ తనం చూపించేవి” అని అంటారు. “వికీర్ణతలో చలాకీతనం” అంటే ఏమిటి? బాహ్య శక్తుల ప్రమేయం లేకుండా, కొన్ని అణువులు వాటంతట అవి విచ్ఛిన్నం అయిపోయి, ఆ విచ్ఛిత్తిలో కొన్ని అణుశకలాలు బయట పడి అన్ని దిశలలోకీ వ్యాప్తి చెందటం. ఈ రకం పదార్థాలని ఇంగ్లీషులో “రేడియోఏక్టివ్” (radioactive) అంటారు. అంటే, 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. ఈ విషయాన్ని 1896లో హెన్రీ బెకెరల్‌ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు. తరువాత ఈ లక్షణం ప్రదర్శించిన ఒక రసాయన మూలకానికి రేడియం అని పేరు పెట్టేరు. అణు విద్యుత్‌ ఉత్పాదనలోను, వైద్య రంగంలోను, పంటల రోగ నిరోధక శక్తిని పెంచే ప్రక్రియల్లోను రేడియో ధార్మికత ఎంతో ఉపయోగపడుతోంది.

వికిరణ స్వభావం

“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. మితిమీరితే అన్ని రకాల వికీర్ణాలూ ప్రమాదమే.

వికీర్ణం మన ఆరోగ్యానికి ప్రమాదమా, కాదా అన్న ప్రసక్తి వచ్చినప్పుడు ఆ వికిరణం ఎంత శక్తిమంతమైనదో చూడాలి. ఒక వికిరణం ఒక పరమాణువు లోని ఎకల్ట్రాన్ చుట్టూ పరిభ్రమిస్తూన్న ఎలక్ట్రాన్ గతిని తప్పించగలిగే టంత శక్తితో ఉన్నదయితే దానిని అయనీకరణ వికిరణం (ionizing radiation) అంటారు. ఇటువంటి శక్తితో కూడిన వికిరణం మన శరీరాన్ని తాకితే మన ఆరోగ్యం భంగపడే అవకాశం ఉంది. ఈ తాకిడి దెబ్బకి మన డి.ఎన్.ఎ.లో ఉన్న అణువుల అమరిక దెబ్బతిని ప్రతివర్తితలు (mutations) పుట్టి, తద్వారా కేన్సరు వంటి రోగాలు పుట్టుకురావచ్చు.

విద్యుదయస్కాంత తరంగాల తరంగ దైర్ఘ్యం (wavelength) తగ్గిన కొద్దీ (లేదా, తరచుదనం (frequency) పెరిగిన కొద్దీ) వాటీ శక్తి పెరుగుతుంది. కనుక దైర్ఘ్య తరంగాలు శరీరాన్ని తాకితే ప్రమాదం లేదు, పొట్టివి తగిలితేనే ప్రమాదం. ఆకాశవాణి కేంద్రాల నుండి, దూరదర్శని కేంద్రాల నుండి, సెల్ ఫోను టవర్ల నుండి, మైక్రో తరంగపు ఓవెన్ల నుండి వెలువడే తరంగాలు పొడుగు జాతివి కనుక వాటి తాకిడి అంత ప్రమాదకరం కాదు. అతినీలలోహిత తరంగాలు, ఎక్స్-తరంగాలు, గామా తరంగాలు శక్తిమంతమైనవి కనుక వాటి తాకిడి మంచిది కాదు.

వికిరణ కర్బనం
నిజానికి మన చుట్టూ ఉన్న వాతావరణం అంతా వికిరణ 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. అందుకనే దీనిని ఇంగ్లీషులో “రేడియో కార్బన్” అని కూడా 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 కూడా పిలుస్తారు.

మన వాతావరణంలో బొగ్గుపులుసు వాయువు (కార్బన్ డై ఆక్సైడ్) కూడా 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 కూడా పీల్చుకుంటాయి. కనుక చెట్లన్నీ వికీర్ణ ఉత్తేజితాలే! (“రేడియోఏక్టివ్”). ఆ చెట్లని మేసిన జంతువులు కూడా వికీర్ణ ఉత్తేజితాలే! ఆ చెట్లని కాని, జంతువులని కాని తిన్న మానవులూ వికీర్ణ ఉత్తేజితానికి నిత్యం గురి అవుతూనే ఉంటున్నారు. దీనిని మనం నేపథ్య వికీర్ణం (background radiation) అనొచ్చు.

చెట్లు, జంతువులు, మనుష్యులు మరణించినప్పుడు, గాలి పీల్చటం మానెస్తాము కనుక, ఈ వికీర్ణ ఉత్తేజితం ఆయా జీవుల 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 ఎన్నాళ్ల క్రితం చచ్చిపోయిందో లెక్క కట్టి చెప్పొచ్చు. ఉదాహరణకి కర్బనం-14 లో ఉన్న వికీర్ణ ఉత్తేజితం పరిపూర్ణంగా నశించిపోవటానికి 50 అర్ధాయుష్షుల కాలం పడుతుంది. అంటే, ఒక ప్రాణి చచ్చిపోయిన తరువాత ఆ ప్రాణి అవశేషాలలో 3,00,000 సంవత్సరాలపాటు ఈ వికీర్ణ ఉత్తేజితం ఉంటుంది.

రేడియో
ట్రాన్సిస్టర్ రేడియో అన్న మాటని బద్ధకించి “ట్రాన్సిస్టర్” అనటం లేదూ? అలాగే “రేడియో రిసీవర్” అన్న మాటని పూర్తిగా అనటానికి బద్దకించి కుదించగా రేడియో వచ్చింది. రేడియో రిసీవర్ దేనిని “రిసీవ్” చేసుకుంటుంది? రేడియో తరంగాలు అనే ఒక జాతి విద్యుదయస్కాంత తరంగాలని. అందుకే దానికి ఆ పేరు వచ్చింది.

రేడియో తరంగాలు అంటే ఏమిటి? టూకీగా చెప్పాలంటే ఇవి రేడియో కేంద్రం నుండి ప్రసారితమయే, కంటికి కనబడని, విద్యుదయస్కాంత కెరటాలు.

ఈ రేడియో తరంగాల సంగతి భౌతిక శాస్త్రపు దృష్టితో చూద్దాం. సూర్య రస్మిని పట్టకం (prism) ద్వారా పోనిస్తే ఆ వెలుగులోని రంగులన్నీ విడిపోయి సప్త వర్ణాలతో ఒక వర్ణమాల మన కంటికి కనిపిస్తుంది కదా. ఈ వర్ణమాలలో మనకి కనిపించే ఒకొక్క రంగు ఒకొక్క విద్యుదయస్కాంత తరంగం అన్న మాట! ఈ సందర్భంలో “రంగు” అన్నా తరంగం అన్నా ఒక్కటే! ఆ వర్ణమాలకి ఇటూ, అటూ కంటికి కనిపించని “రంగులు” చాలా ఉన్నాయి. కనిపించే రంగులని, కనిపించని “రంగు”లని, అన్నిటిని కలగలిపి విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు అంటారు. కనబడే వర్ణమాలకి ఒక పక్క పరారుణ తరంగాలు, రేడియో తరంగాలు, రెండవ వైపున అతి నీలలోహిత, సూక్ష్మ, x-, గామా తరంగాలు ఉన్నాయి. ఈ పేర్లు అన్నీ తర్కబద్ధంగా పెట్టిన పేర్లు కావు. వీటికి క, చ, ట, త, ప, అని ఒక పక్కా, గ, జ, డ, ద, బ అని రెండవ పక్కా పేర్లు పెట్టేసి ఉంటే సుఖపడి పోయేవాళ్లం. ఆకాశవాణి వారు వారి ప్రసారాల కోసం ఈ రేడియో తరంగాలని వాడతారు కనుక ఈ తరంగాలని గ్రహించే పరికరాన్ని మొదట్లో “రేడియో తరంగ గ్రాహిణి” అనేవారు. క్రమేణా, బద్ధకించి, రేడియో గ్రాహిణి, ఇంకా బద్ధకించి "రేడియో" అనెస్తున్నారు.

మూలాలు

 http://www.airplaycafe.com/etymology-of-radio-describing-the-origin.html 
 వేమూరి నిఘంటువు (ఇంగ్లీషు-తెలుగు)

వర్గం:భౌతిక శాస్త్రం
వర్గం:రసాయన శాస్త్రం
వర్గం:వాతావరణ శాస్త్రము