রেডিওনিউক্লাইড

রেডিওনিউক্লাইড (তেজস্ক্রিয় নিউক্লাইড, রেডিওআইসোটোপ বা তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ) হল এমন একটি নিউক্লাইড যার অতিরিক্ত সংখ্যক নিউট্রন বা প্রোটন থাকে, যা এটিকে অতিরিক্ত পারমাণবিক শক্তি দেয় এবং এটিকে অস্থিতিশীল করে তোলে। এই অতিরিক্ত শক্তি তিনটি উপায়ের যেকোনো একটিতে ব্যবহার করা যেতে পারে: নিউক্লিয়াস থেকে গামা বিকিরণ হিসেবে বিকীর্ণ; রূপান্তর ইলেকট্রন হিসেবে মুক্ত করার জন্য এর একটি ইলেকট্রনে স্থানান্তরিত; অথবা নিউক্লিয়াস থেকে একটি নতুন কণা (আলফা কণা বা বিটা কণা) তৈরি এবং বিকীর্ণ করতে ব্যবহৃত হয়। এই প্রক্রিয়াগুলির সময় রেডিওনিউক্লাইড তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের মধ্য দিয়ে যায় বলে জানা যায়। এইসব নির্গমনকে আয়নাইজিং বিকিরণ হিসাবে বিবেচনা করা হয় কারণ এগুলি অন্য একটি পরমাণু থেকে একটি ইলেকট্রন মুক্ত করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী। তেজস্ক্রিয় ক্ষয় একটি স্থিতিশীল নিউক্লাইড তৈরি করতে পারে অথব কখনও একটি নতুন অস্থিতিশীল রেডিওনিউক্লাইড তৈরি করবে যা আরও ক্ষয় হতে পারে। তেজস্ক্রিয় ক্ষয় একক পরমাণুর স্তরে একটি এলোমেলো প্রক্রিয়া: একটি নির্দিষ্ট পরমাণু কখন ক্ষয়প্রাপ্ত হবে তা ভবিষ্যদ্বাণী করা অসম্ভব। তবে, একটি একক নিউক্লিয়াসাইডের পরমাণুর সংগ্রহের জন্য ক্ষয় হার এবং এইভাবে সেই সংগ্রহের অর্ধায়ু ("t" ) তাদের পরিমাপিত ধ্রুবক থেকে গণনা করা যেতে পারে। তেজস্ক্রিয় পরমাণুর অর্ধায়ুর পরিসরের কোন পরিচিত সীমা নেই এবং এটি ৫৫টিরও বেশি মাত্রার সময়সীমায় বিস্তৃত।
রেডিওনিউক্লাইড প্রাকৃতিকভাবে ঘটে অথবা কৃত্রিমভাবে পারমাণবিক চুল্লি, সাইক্লোট্রন, কণা ত্বরণকারী বা রেডিওনিউক্লাইড উৎপাদনযন্ত্রে উৎপাদিত হয়। প্রায় ৭৩০টি রেডিওনিউক্লাইড আছে যাদের অর্ধায়ু ৬০ মিনিটের বেশি (নিউক্লাইডের তালিকা দেখুন)। এর মধ্যে বত্রিশটি আদি রেডিওনিউক্লাইড যা পৃথিবী সৃষ্টির আগে তৈরি হয়েছিল বলে ধারণা করা হয়। প্রকৃতিতে কমপক্ষে আরও ৬০টি রেডিওনিউক্লাইড সনাক্ত করা যায়, হয় আদিম রেডিওনিউক্লাইডের তনয়া হিসেবে অথবা মহাজাগতিক বিকিরণের মাধ্যমে পৃথিবীতে প্রাকৃতিক উৎপাদনের মাধ্যমে উৎপাদিত রেডিওনিউক্লাইড হিসেবে। ২৪০০টিরও বেশি রেডিওনিউক্লাইডের অর্ধায়ু ৬০ মিনিটেরও কম। এগুলোর বেশিরভাগই কেবল কৃত্রিমভাবে উৎপাদিত হয় এবং এদের অর্ধায়ু খুব কম। তুলনা করার জন্য প্রায় ২৫১টি স্থিতিশীল নিউক্লাইড রয়েছে।
সকল রাসায়নিক উপাদানই রেডিওনিউক্লাইড হিসেবে বিদ্যমান থাকতে পারে। এমনকি সবচেয়ে হালকা মৌল হাইড্রোজেনেরও ট্রিটিয়াম নামে একটি সুপরিচিত রেডিওনিউক্লাইড রয়েছে। সীসার চেয়ে ভারী মৌল এবং টেকনেটিয়াম ও প্রোমিথিয়াম মৌলগুলি কেবল রেডিওনিউক্লাইড হিসাবে বিদ্যমান।
অপরিকল্পিতভাবে রেডিওনিউক্লাইডের সংস্পর্শে আসলে মানুষ সহ জীবন্ত প্রাণীর উপর ক্ষতিকর প্রভাব পড়ে, যদিও কম মাত্রার সংস্পর্শে আসলে কোনও ক্ষতি হয় না। ক্ষতির মাত্রা নির্ভর করবে উৎপাদিত বিকিরণের প্রকৃতি ও পরিমাণ, আবরণমোচনের পরিমাণ ও প্রকৃতি (ঘনিষ্ঠ সংস্পর্শ, শ্বাস-প্রশ্বাস বা গ্রহণ), এবং উপাদানটির জৈব রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের উপর; সবচেয়ে সাধারণ পরিণতি হিসেবে ক্যান্সারের ঝুঁকি বেড়ে যায়। তবে, উপযুক্ত বৈশিষ্ট্যযুক্ত রেডিওনিউক্লাইডগুলি রোগ নির্ণয় এবং চিকিৎসা উভয়ের জন্যই নিউক্লিয়ার মেডিসিনে ব্যবহৃত হয়। রেডিওনিউক্লাইড দিয়ে তৈরি একটি ইমেজিং ট্রেসারকে তেজস্ক্রিয় ট্রেসার বলা হয়। রেডিওনিউক্লাইড দিয়ে তৈরি একটি ঔষধকে রেডিওফার্মাসিউটিক্যাল বলা হয়।
পৃথিবীতে প্রাকৃতিকভাবে উৎপন্ন রেডিওনিউক্লাইডগুলি তিনটি শ্রেণীতে বিভক্ত: আদি রেডিওনিউক্লাইড, গৌণ রেডিওনিউক্লাইড এবং মহাজাগতিক রেডিওনিউক্লাইড।
এইসব রেডিওনিউক্লাইডের অনেক প্রকৃতিতে কেবলমাত্র অল্প পরিমাণে বিদ্যমান, যার মধ্যে সমস্ত মহাজাগতিক নিউক্লাইডও রয়েছে। গৌণ রেডিওনিউক্লাইডগুলি তাদের অর্ধায়ু অনুপাতে ঘটবে, তাই স্বল্পস্থায়ীগুলি খুব বিরল হবে। উদাহরণস্বরূপ, পোলোনিয়াম ইউরেনিয়াম আকরিকে  প্রতি মেট্রিক টনে প্রায় ০.১ মিলিগ্রাম (১০ এর ১ অংশ) পাওয়া যায় স্বতঃস্ফূর্ত বিদারণ বা অস্বাভাবিক মহাজাগতিক রশ্মির মিথস্ক্রিয়ার মতো বিরল ঘটনার ফলে প্রকৃতিতে আরও রেডিওনিউক্লাইড কার্যত অদৃশ্য পরিমাণে ঘটতে পারে।
পারমাণবিক বিভাজন ও তাপ-নিউক্লিয়ার বিস্ফোরণের অনিবার্য ফলাফল হিসেবে রেডিওনিউক্লাইড উৎপন্ন হয়। নিউক্লিয়ার বিদারণ প্রক্রিয়া বিস্তৃত পরিসরের বিদারণ পণ্য তৈরি করে, যার বেশিরভাগই রেডিওনিউক্লাইড। পারমাণবিক জ্বালানির বিকিরণ (অ্যাক্টিনাইডের একটি পরিসর তৈরি করে) এবং আশেপাশের কাঠামো থেকে আরও রেডিওনিউক্লাইড তৈরি করা যেতে পারে, যা সক্রিয়করণ পণ্য তৈরি করে। বিভিন্ন রসায়ন এবং তেজস্ক্রিয়তার সাথে রেডিওনিউক্লাইডের এই জটিল মিশ্রণ পারমাণবিক বর্জ্য পরিচালনা ও পারমাণবিক বিপর্যয় মোকাবেলা বিশেষভাবে সমস্যাযুক্ত করে তোলে।
সাংশ্লেষিক রেডিওনিউক্লাই ইচ্ছাকৃতভাবে পারমাণবিক চুল্লি, কণা ত্বরণকারী বা রেডিওনিউক্লাইড উৎপাদক ব্যবহার করে সংশ্লেষিত করা হয়:
রেডিওনিউক্লাইড দুটি প্রধান উপায়ে ব্যবহৃত হয়: হয় শুধুমাত্র তাদের বিকিরণের জন্য (বিকিরণ, পারমাণবিক ব্যাটারি) অথবা রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং তাদের বিকিরণের সংমিশ্রণের জন্য (রেখক, জৈব-ঔষধ)।
নিম্নলিখিত সারণীতে নির্বাচিত রেডিওনিউক্লাইডের বৈশিষ্ট্যগুলি তালিকাভুক্ত করা হয়েছে যা বৈশিষ্ট্য ও ব্যবহারের পরিসর চিত্রিত করে।
কী: "Z" = পারমাণবিক সংখ্যা ; "N" = নিউট্রন সংখ্যা ; DM = ক্ষয় মোড; DE = ক্ষয় শক্তি; EC = ইলেকট্রন ক্যাপচার
অনেক বাড়িতেই রেডিওনিউক্লাইড থাকে কারণ এগুলি সবচেয়ে সাধারণ গৃহস্থালির ধোঁয়া সনাক্তকারী যন্ত্রের ভিতরে ব্যবহৃত হয়। ব্যবহৃত রেডিওনিউক্লাইড হল আমেরিসিয়াম-২৪১, যা পারমাণবিক চুল্লিতে নিউট্রন দিয়ে প্লুটোনিয়াম বোমাবর্ষণ করে তৈরি করা হয়। এটি আলফা কণা এবং গামা বিকিরণ নির্গত করে নেপচুনিয়াম-২৩৭-তে পরিণত হয়। ধোঁয়া সনাক্তকারী খুব কম পরিমাণে Am (প্রতি ধোঁয়া সনাক্তকারীতে প্রায় ০.২৯ মাইক্রোগ্রাম) আমেরিসিয়াম ডাই অক্সাইড আকারে ব্যবহার করে। Am ব্যবহার করা হয় কারণ এটি আলফা কণা নির্গত করে যা সনাক্তকারীর আয়নীকরণ কক্ষে বাতাসকে আয়নিত করে। আয়নিত বাতাসে একটি ছোট বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় যা একটি ছোট বৈদ্যুতিক প্রবাহের জন্ম দেয়। ধোঁয়ার উপস্থিতিতে কিছু আয়ন নিরপেক্ষ হয়ে যায়, যার ফলে বিদ্যুৎ কমে যায়, যা সনাক্তকারীর সংকেত সক্রিয় করে।
পরিবেশে প্রবেশকারী রেডিওনিউক্লাইড তেজস্ক্রিয় দূষণের মতো ক্ষতিকারক প্রভাব ফেলতে পারে। চিকিৎসার সময় অতিরিক্ত ব্যবহার করা হলে অথবা জীবন্ত প্রাণীর সংস্পর্শে আসা অন্য কোনও উপায়ে, বিকিরণজনিত বিষক্রিয়ার মাধ্যমে এগুলি ক্ষতির কারণ হতে পারে। রেডিওনিউক্লাইডের সংস্পর্শে আসার ফলে স্বাস্থ্যের সম্ভাব্য ক্ষতি বিভিন্ন কারণের উপর নির্ভর করে এবং "সুস্থ টিস্যু/অঙ্গের কার্যকারিতা ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে। বিকিরণের সংস্পর্শে ত্বকের লালভাব এবং চুল পড়া থেকে শুরু করে বিকিরণজনিত দগ্ধ এবং প্রকট বিকিরণজনিত সংলক্ষণ পর্যন্ত প্রভাব ফেলতে পারে। দীর্ঘক্ষণ সংস্পর্শের ফলে কোষ ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে এবং ফলস্বরূপ ক্যান্সার হতে পারে। সংস্পর্শের পরেও কয়েক বছর এমনকি কয়েক দশক পর্যন্ত ক্যান্সার কোষের লক্ষণ দেখা নাও দিতে পারে।"
এক ঘণ্টার বেশি অর্ধায়ু সম্পন্ন ৯৮৯টি নিউক্লাইডের তালিকার একটি সারসংক্ষেপ নিচে দেওয়া হল। মোট ২৫১টি নিউক্লাইড কখনও ক্ষয়প্রাপ্ত হতে দেখা যায়নি এবং ধ্রুপদীভাবে এগুলিকে স্থিতিশীল বলে মনে করা হয়। এর মধ্যে প্রোটন ক্ষয় ছাড়া (যা কখনও পর্যবেক্ষণ করা হয়নি) ৯০টি সম্পূর্ণ স্থিতিশীল বলে মনে করা হয়, বাকিগুলি "পর্যবেক্ষণীয়ভাবে স্থিতিশীল" এবং তাত্ত্বিকভাবে অত্যন্ত দীর্ঘ অর্ধায়ু সহ তেজস্ক্রিয় ক্ষয় সহ্য করতে পারে।
বাকি সারসংক্ষেপিত রেডিওনিউক্লাইডের অর্ধায়ু ১ ঘন্টারও বেশি এবং এগুলি সুনির্দিষ্টভাবে চিহ্নিত (সম্পূর্ণ তালিকাভুক্ত করণের জন্য নিউক্লাইডের তালিকা দেখুন)। এর মধ্যে ৩০টি নিউক্লাইড রয়েছে যাদের অর্ধায়ু মহাবিশ্বের আনুমানিক বয়সের চেয়ে বেশি (১৩.৮  বিলিয়ন বছর), এবং আরও চারটি নিউক্লাইড যাদের অর্ধেক জীবনকাল যথেষ্ট দীর্ঘ (> ১০০ মিলিয়ন বছর) যে তারা তেজস্ক্রিয় আদি নিউক্লাইড, এবং পৃথিবীতে তাদের সনাক্ত করা যেতে পারে, সৌরজগৎ গঠনের আগে থেকে প্রায় ৪.৬ বিলিয়ন বছর আগে থেকে আন্তঃনাক্ষত্রিক ধুলোয় তাদের উপস্থিতি থেকে টিকে ছিল। আরও ৬০+ স্বল্পস্থায়ী নিউক্লাইড প্রাকৃতিকভাবে দীর্ঘস্থায়ী নিউক্লাইড বা মহাজাগতিক-রশ্মি পণ্যের তনয়া হিসেবে সনাক্ত করা যেতে পারে। অবশিষ্ট পরিচিত নিউক্লাইড শুধুমাত্র কৃত্রিম পারমাণবিক রূপান্তর থেকে জানা যায়।
সংখ্যাগুলি যথাযথ নয় এবং ভবিষ্যতে সামান্য পরিবর্তিত হতে পারে, কারণ "স্থিতিশীল নিউক্লাইড" তেজস্ক্রিয় ও খুব দীর্ঘ অর্ধায়ুর সাথে পরিলক্ষিত হয়।
এটি নিউক্লাইডের তালিকায় প্রদত্ত এক ঘন্টার চেয়ে বেশি অর্ধায়ু সহ ৯৮৯টি নিউক্লাইডের জন্য একটি সংক্ষিপ্ত সারণী (স্থিতিশীলগুলি সহ)।
এই তালিকায় সাধারণ আইসোটোপগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যার অধিকাংশই বেশিরভাগ দেশে সাধারণ জনগণের কাছে খুব অল্প পরিমাণে পাওয়া যায়। অন্য যেগুলো জনসাধারণের জন্য উন্মুক্ত নয়, সেগুলো শিল্প, চিকিৎসা ও বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্রে বাণিজ্যিকভাবে বিক্রি হয় এবং সরকারি নিয়ন্ত্রণের অধীনে থাকে।