రేడియేషన్

Question: కిరణజన్య సంయోగక్రియలో వెలువడే వాయువు ఏది?

మాటలలో పోలికలు
ఇంగ్లీషులో రేడియేషన్ (radiation), రేడియో ఏక్టివిటీ (radioactivity), రేడియం (radium), రేడియో తరంగాలు (radio waves), రేడియో (radio), అన్న మాటలలో పోలికలు ఉన్నా వాటి అర్థాలలో తేడాలు ఉన్నాయి.
రేడియేషన్ అంటే ఏమిటి?
గాలి వీచని రాత్రి బోగి మంట దగ్గర కూర్చున్నప్పుడు మనకి తగిలే వేడి, వెలుతురు “రేడియేషన్” అనే ప్రక్రియకి ఉదాహరణలు. ఉష్ణ ప్రసరణకి మూడు మార్గాలు ఉన్నాయని కళాశాలలో చెబుతారు: కండక్షన్ (conduction), కన్‌వెక్షన్ (convection), రేడియేషన్ (radiation). కండక్షన్ అంటే ఒక ఘన పదార్థం వేడి ప్రయాణించడానికి మాధ్యమంగా ఉండాలి. కన్‌వెక్షన్ అంటే ద్రవ పదార్థం కాని, వాయు పదార్థం కాని ఉష్ణ ప్రసరణకి మాధ్యమంగా ఉంటుంది. ఈ మాధ్యమాల ప్రసక్తి లేకుండా ప్రయాణం చేస్తే అది రేడియేషన్‌.
రేణువుల రూపంలో కాని, కిరణాల రూపంలో కాని, కెరటాల రూపంలో కాని ప్రసరించి ప్రయాణం చేసే శక్తి (energy) రేడియేషన్‌కి మరొక ఉదాహరణ. నీళ్లల్లో వచ్చే కెరటాలు, గాలిలో ప్రవహించే శబ్ద తరంగాలు రేడియేషన్ కావు.
రేడియేషన్ అనేది కంటికి కనిపించే వెలుగు రూపంలో ఉండవచ్చు, కంటికి కనిపించని వేడి 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 అన్న పేరు ఎలా వచ్చింది?
ఈ దృశ్యాదృశ్య శక్తి స్వరూపాలన్నిటికి రేడియేషన్ అన్న పేరు ఎందుకు పెట్టేరు?
ఒక కేద్రం నుండి “రేడియల్” (radial) దిశలలో ప్రవహిస్తుంది కనుక దీనిని “రేడియేషన్” అన్నారు. కేంద్రం నుండి పరిధికి గీసిన ఏ గీత అయినా సరే ఇంగ్లీషులో “రేడియస్” (radius) అనే పిలవబడుతుంది. ఈ నామవాచకం నుండి వచ్చిన విశేషణమే “రేడియల్”. కనుక ఒక కేంద్రం నుండి అన్ని దిశల వైపు ప్రయాణించేది “రేడియేషన్”.
తెలుగులో “రేడియస్”ని వ్యాసార్ధం అంటాం. కాని ఈ మాట పైన చెప్పిన విధంగా రకరకాలుగా మలచటానికి లొంగదు. వ్యాసం (diameter) 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: జయం అంటే గెలుపు, విజయం అంటే గొప్ప గెలుపు. చలనం అంటే కదలిక, విచలనం అంటే మిక్కిలి కదలిక. జ్ఞానం అంటే బ్రహ్మజ్ఞానం, విజ్ఞానం అంటే మరొక రకమయిన బ్రహ్మజ్ఞానం – సైన్సు. ఇదే ధోరణిలో వికిరణం అన్నా వికీర్ణం అన్నా మిక్కిలి వ్యాప్తి చెందేది – రేడియేషన్. అన్ని పక్కలకి ప్రసరించేది కనుక దీన్ని “ప్రసారం” అని కూడా అనొచ్చు. కాని “ప్రసారం” అన్న మాటని బ్రాడ్‌కేస్టింగ్ (broadcasting) కి కేటాయించేసేరు కనుక మనం రేడియేషన్ ని వికీర్ణం అందాం. దీనికి మరొక రూపం వికిరణం.
“రేడియేషన్” అన్న మాటని భౌతిక శాస్త్రంలో వాడినప్పుడు ఈ ప్రవహించేది “శక్తి” అవుతుంది. ఈ శక్తి వేడి రూపంలో ఉంటే ఈ ప్రవాహం “హీట్ రేడియేషన్” లేదా “ఉష్ణ వికీర్ణం" (heat radiation). ఈ ప్రవహించేది కాంతి అయితే అది “కాంతి వికీర్ణం” (light radiation). ఈ ప్రవహించేది “సూక్ష్మ తరంగాలు” అయితే ఇది “సూక్ష్మతరంగ వికీర్ణం” (microwave radiation).
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 (నిస్తంతి) అనేవారు. వాటినే ఈ రోజుల్లో "రేడియో జాతి" తరంగాలు అని కొన్ని సందర్భాలలోను, "సూక్ష్మ తరంగాలు" అని కొన్ని సందర్భాలలోను అంటున్నారు.
రేడియేషన్ అన్న మాటని సాధారణమైన అర్థంతో కూడా వాడవచ్చు. ఆత్మవిశ్వాసంతో పిటపిటలాడుతూన్న వ్యక్తిని ఇంగ్లీషులో “హి ఈస్ రేడియేటింగ్ కాన్‌ఫిడెన్స్” అంటాం.
రేడియో ఏక్టివిటీ అంటే ఏమిటి?
ఇప్పుడు రేడియోఏక్టివ్‌ (radioactive) అన్న మాటకి అర్థం ఏమిటో చూద్దాం. ముందుగా మనం వార్తలు వినే “రేడియో”కి మనం ఇక్కడ మాట్లాడుతూన్న “రేడియోఏక్టివిటీ”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, 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. “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.
వికీర్ణం ప్రమాదమా?
“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. బోగి మంటకి మరీ దగ్గరగా వెళితే ఒళ్లు కాలదూ?
వికీర్ణం మన ఆరోగ్యానికి ప్రమాదమా, కాదా అన్న ప్రసక్తి వచ్చినప్పుడు ఆ వికీర్ణం ఎంత శక్తిమంతమైనదో చూడాలి. ఒక వికీర్ణం ఒక అణువు (atom) చుట్టూ పరిభ్రమిస్తూన్న ఎలక్ట్రాన్ గతిని తప్పించగలిగే అంట శకితో ఉన్నదయితే దానిని అయనైజింగ్ వికీర్ణం (ionizing radiation) అంటారు. ఇటువంటి శక్తితో కూడిన వికీర్ణం మన శరీరాన్ని తాకితే మన ఆరోగ్యం భంగపడే సావకాశం ఉంది. ఎందువల్ల? ఈ తాకిడి దెబ్బకి మన డి.ఎన్.ఎ. లో ఉన్న అణువుల అమరిక దెబ్బతిని ప్రతివర్తితలు (mutations) పుట్టి, తద్వారా కేన్సరు వంటి రోగాలు పుట్టుకురావచ్చు.
విద్యుదయస్కాంత తరంగాల పొడుగు (wavelength) తగ్గిన కొద్దీ (లేదా, తరచుదనం (frequency) పెరిగిన కొద్దీ) వాటీ శక్తి పెరుగుతుంది. కనుక పొడుగాటి తరంగాలు శరీరాన్ని తాకితే ప్రమాదం లేదు, పొట్టివి తగిలితేనే ప్రమాదం. ఆకాశవాణి కేంద్రాల నుండి, దూరదర్శని కేంద్రాల నుండి, సెల్ ఫోను బురుజుల నుండి, సూక్ష్మ తరంగపు ఆవాల నుండి వెలువడే తరంగాలు పొడుగు జాతివి కనుక వాటీ తాకిడి అంత ప్రమాదకరం కాదు. అతినీలలోహిత తరంగాలు, ఎక్స్-తరంగాలు, గామా తరంగాలు శక్తిమంతమైనవి కనుక వాటి తాకిడి మంచిది కాదు.
వికీర్ణ కర్బనం
నిజానికి మన చుట్టూ ఉన్న వాతావరణం అంతా వికీర్ణ 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 అంటే ఏమిటి?
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.
పరారుణ తరంగాల పక్కన ఉన్న తరంగాలకి “రేడియో తరంగాలు” అన్న పేరు పెట్టకుండా మరేదయినా పేరు పెట్టి ఉంటే మన ప్రాణం సుఖాన్న పడి ఉండేది. ఉదాహరణకి “దీర్ఘ తరంగాలు” అనో “భారీ తరంగాలు” అనో పేరు పెట్టి ఉంటే బాగుండిపోయేది; అప్పుడు మన రేడియోకి ఏ భారవి అనో పేరు పెట్టుకుని ఉండేవాళ్లం!
మూలాలు


వేమూరి నిఘంటువు (ఇంగ్లీషు-తెలుగు)
వర్గం:భౌతిక శాస్త్రము
వర్గం:రసాయన శాస్త్రము
వర్గం:వాతావరణ శాస్త్రము