செயற்கைக் கதிரியக்கம் புதிதாய் உருவாக்கி நோபெல் பரிசு பெற்ற ஐரீன் ஜோலியட் கியூரி

Irene and Joliot

 [ http://vimeo.com/52164776 ]

சி. ஜெயபாரதன், B.E. (Hons), P.Eng. (Nuclear) Canada

புகழ் பெற்ற மேரி கியூரியின் ஒப்பற்ற புதல்வி

1903 இல் விஞ்ஞான மேதைகள் தாய் மேரி கியூரி, தந்தையார் பியர் கியூரி இருவரும் ரேடியத்தில் இயற்கைக் கதிரியக்கத்தைக் கண்டு பிடித்ததற்கு, நோபெல் பரிசை பிரென்ச் விஞ்ஞானி ஹென்ரி பெக்குவரலுடன் பகிர்ந்து கொண்டனர்! அப்போது அவர்களின் புதல்வி ஐரீன் கியூரி ஆறு வயதுச் சிறுமியாக, அம்மாவின் அருகில் அமர்ந்திருந்தாள்! முப்பத்திரெண்டு ஆண்டுகளுக்கு பின்பு 1935 ஆம் ஆண்டு அதே இடத்தில் ஐரீன் கியூரி, அவரது கணவர் பிரடெரிக் ஜோலியட் இருவருக்கும் செயற்கைக் கதிரியக்கம் ஆக்கியதற்கு நோபெல் பரிசு அளிக்கப் பட்டது. அப்போது ஐரீன் அருகில் அவரது புகழ் பெற்ற தாய் மேரி கியூரி அமர்ந்திருக்க வில்லை! அவர் ரேடியத்தின் வீரியக் கதிரியக்கம் பல்லாண்டுகள் தாக்கி ஓராண்டுக்கு முன் இரத்த நோயில் இறந்து போனார்! பெளதிக விஞ்ஞானத்திற்கு நோபெல் பரிசு பெற்ற முதற் பெண்மணி, மேரி கியூரி! இரண்டாவது பெண்மணி புதல்வி ஐரீன் கியூரி! தாய் உயிரோடு இருந்திருந்தால், நோபெல் பரிசு கிடைத்த புதல்வியைப் பெற்றதற்கு எவ்வளவு மகிழ்ச்சி அடைந்திருப்பார் ?

சில விஞ்ஞானிகள் வெறும் தத்துவ வாதிகள்! சில விஞ்ஞானிகள் சோதனைகளைத் திறம்படச் செய்யும் திறமைசாலிகள்! சில விஞ்ஞானிகள் மேம்பட இயக்கும் நிர்வாகிகள்! ஐரீன் ஜோலியட் கியூரி மேற்கூறிய முத்திறமும் படைத்தவர்! ஐரீன் பாரிஸ் கியூரி ஆராய்ச்சிக் கூடத்தின் ஆணையாளர். அங்கே தனியாக ஐரீன் கணவருடன் ஆய்வுகள் செய்தும் வந்தார்! பிரென்ச் அணுசக்திப் பேரவையில் ஓர் உறுப்பினர். அத்துடன் பாரிஸ் பல்கலைக் கழகத்தின் ரசாயனத் துறைப் பேராசிரியர்! ஆய்வுக் கூடத்தில் ஐரீன் ஓர் யதேட்சை அதிகாரி! எதுவும் துப்புரவாகத், தூய்மையாகத், துல்லியதாக [Meticulous] இருக்க வேண்டுமென அவரது பதவி அதிகாரத்தைக் காட்டுவார்!

கதிரியக்கம் கண்டு பிடித்து, உலகப் பெயர் பெற்ற மேரி கியூரி, பியரிக் கியூரி ஆகிய விஞ்ஞானத் தம்பதிகளுக்குப் பிறந்த மூத்த புதல்வி ஐரீன் கியூரி! இதுவரை யாரும் அடையாத இரண்டு நோபெல் பரிசுகளைப் பெற்று, நவீன விஞ்ஞானத்துக்கு அடிகோலிய மேரி கியூரியின் அருமைப் புதல்வி, ஐரீன் கியூரி! ‘தாயைப் போல பிள்ளை’ என்ற முதுமொழியை மெய்ப்பித்து, முதன் முதல் செயற்கைக் கதிரியக்கத்தைச் [Artificial Radioactivity] செய்து காட்டி தாயைப் போல் தானும் தன் கணவருடன் 1935 இல் நோபெல் பரிசு பெற்றவர்! மூலக மாற்றத்தைப் [Transmutation of Elements] புரிந்து ஏராளமான கதிரியக்க ஏகமூலங்களைப் படைத்து [Radioactive Isotopes], மூலகங்களின் அணி அட்டவணையைப் [Periodic Table of Elements] பெரிது படுத்திய விஞ்ஞானப் பெண் மேதை, ஐரீன் ஜோலியட் கியூரி!

தாய் மேரி கியூரியைத் தெரிந்த அளவுக்கு, தாயைப் போல் வாழ்வு முழுவதையும் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகளுக்கே அர்ப்பபணித்த ஐரீன் கியூரியைப் பற்றி, பலர் அறிய மாட்டார்கள்! புகழ் பெற்ற விஞ்ஞானப் பெற்றோர்களால் புதல்வி ஐரீன் மறைக்கப் பட்டாள்! அவளுடன் நோபெல் பரிசைப் பகிர்ந்து கொண்ட அவளது விஞ்ஞானக் கணவன், பிரடெரிக் ஜோலியட்டால் அவள் பெயர் மறைந்து போனது! விஞ்ஞானி யில்லாத அவரது தங்கை ஈவ் கியூரி 1937 இல் தாயின் சரிதையைப் புத்தகமாக எழுதி, பலரைக் கவர்ந்ததால் ஐரீன் புகழ் சிறிது மறைவு பட்டுப் போனது! கதிரியக்கத்தை விளக்கி, நவீன விஞ்ஞானத்திற்கு பாதை வகுத்த மேரி கியூரியின் கால் தடத்தைப் பின்பற்றிச், செயற்கைக் கதிரியக்கத்திற்கு வழி வகுத்துப், புதிய கதிரியக்க மூலகங்களை [Radioactive Elements] உண்டாக்கி, அணுவைப் பிளக்க அடிகோலிய ஐரீன் கியூரிக்கு நோபெல் பரிசு கிடைத்தாலும், மேரி கியூரியின் புகழ் பன்மடங்கு பெருகியதே தவிர, புதல்வியின் புகழ் உலகில் மறைந்தே கிடந்தது!

ஐரீன் பிரடெரிக் தம்பதிகளின் விஞ்ஞான வாழ்க்கை வரலாறு

1897 செப்டம்பர் 12 ஆம் தேதி பாரிஸில் மேரி கியூரி, பியரி கியூரி விஞ்ஞானத் தம்பதிகளுக்கு ஐரீன் மூத்த புதல்வியாய்ப் பிறந்தார். இரண்டாம் புதல்வி பெயர் ஈவ் கியூரி. தாய்மைப் பணிகளை ஒருபுறம் கவனித்துக் கொண்டே, மறுபுறம் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகளைக் கைவிடாது கண்காணித்து வந்தார், தாய் மேரி கியூரி. மேரியின் முக்கியப் பணி புதல்விகள் இருவருக்கும் உயர்ந்த கல்வியைப் புகட்ட ஆவன செய்வது.

சிறிய வயதிலிருந்தே, ஐரீன் எதிலும் மிகத் திறமைசாலியாக மிளிர்ந்தாள்! கணிதத்தில் அவள் மித மிஞ்சிய சாமர்த்தியசாலி! பத்து வயதிலேயே ஐரீன் கணக்கில் கொண்டிருந்த வலிமை பளிச்செனத் தெரிந்தது! வல்லுநர்களின் பிள்ளைகள் பத்துப் பேருடன் ஒருத்தியாக, தனியார் நடத்தும் சிறப்புப் பள்ளியில் ஐரீன் படிக்கத் தொடங்கினாள். அப்பள்ளியின் ஆசிரியர்கள்: மேரி கியூரி, பெளதிக விஞ்ஞானி பால் லாங்கிவின் [Paul Langevin], ஜீன் பெர்ரின் [Jean Perrin] ஆகியோர்.

செவைன் கல்லூரியில் [College of Sevigne] உயர்நிலைப் பள்ளிப் படிப்பை முடித்து விட்டு, ஐரீன் சார்போன் பல்கலைக் கழகத்தில் [Sorbonne, Now University of Paris] 1914 இல் கணிதமும், பெளதிகமும் பயின்றார். ஐரோப்பாவில் முதல் உலகப் போர் 1916 இல் துவங்கவே, ஐரீன் கல்லூரிப் படிப்புத் தடையுற்றது! அப்போது ஐரீன் தாய் மேரி கியூரியுடன் சேர்ந்து, போரில் காயப் பட்டவர்களுக்குப் பணி செய்ய, எக்ஸ்ரே சாதன வாகனத்தில் பயணம் செய்து முதல் உதவி செய்தாள். மேலும் ஐரீன் அப்பணியைப் பிரான்ஸ், பெல்ஜியம் ராணுவ மருத்துவக் கூடங்களில் நீடித்து, எக்ஸ்ரே ஆய்வுச் சாதனங்களை நிறுவ எற்பாடு செய்தாள். அவ்வரிய சமூக சேவை யானது பாராட்டப் பட்டு, ஐரீன் ராணுவப் பதக்கத்தைப் பெற்றாள்.

பிரடெரிக் ஜோலியட் 1900 ஆம் ஆண்டில் பாரிஸில் பிறந்தவர். சிறு வயதில் விளையாட்டுப் பிள்ளையாய்த் திரிந்து குடும்பத்தின் சொத்து, சுகங்கள் கரைந்து போகவே, பிரடெரிக் படிப்பில் அக்கறை காட்ட வேண்டிய தாயிற்று! பெளதிகத் தொழிற்துறைக் கல்லூரியில் பொறியியல் பயின்று, பட்டம் பெற்று முதல்வராகத் தேர்ச்சி அடைந்தார். ராணுவச் சேவை செய்த பிறகு, ஆராய்ச்சி செய்ய அவருக்கு உபகார நிதி வெகுமதி யாகக் கிடைத்தது.

1918 இல் 21 வயதாகும் போது, ஐரீன் பாரிஸ் பல்கலைக் கழகத்தின் கியூரி ரேடிய ஆய்வுக் கூடத்தில் [Curie Radium Institute], தாயின் துணையாளி ஆகப் பணிபுரியச் சென்றாள். அங்கே நடக்கும் ஆராய்ச்சியில் பங்கெடுத்து ‘போலோனியத்தின் ஆல்ஃபாக் கதிர்கள் ‘ [Alpha Rays of Polonium] என்னும் விஞ்ஞானக் கோட்பாடை எழுதி, 1925 இல் டாக்டர் [Doctor of Science] பட்டத்தைப் பெற்றார். அதே ஆண்டு பெளதிக விஞ்ஞானி பால் லாங்ஜிவின் சிபாரிசின் பேரில் மேரி கியூரியிடம், உதவி விஞ்ஞானியாய் ஆராய்ச்சி புரிய வந்தார், பிரடெரிக் ஜோலியட் [Frederick Joliot]. ஆய்வுக் கூடத்தில் கதிரியக்கச் சூழ்நிலையில் பணி செய்ய, அவருக்கு முன்னறிவிப்பாய் சோதன முறைகளைச் சொல்லிக் கொடுக்கும் முதல் வேலை ஐரீனுக்குத் தரப்பட்டது! ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரும் விஞ்ஞானம், கலைத்துவம், மனிதத்துவம், விளையாட்டு, பொழுது போக்கு ஆகியவற்றில் ஒரே மாதிரி ஆர்வத்தைக் கொண்டிருந்ததால், அவர்கள் காதல் வயப்பட்டு 1926 அக்டோபர் 28 இல் மணம் புரிந்து, தாய் தந்தையரைப் போன்று விஞ்ஞானத் தம்பதிகள் ஆயினர்! 1928 முதல் ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரும் ஒன்றாய் இணைந்து நீண்ட நேரம் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகள் புரிந்தனர்! 1930 இல் பிரடெரிக் ஜோலியட் எழுதியக் கதிர் மூலகங்களின் மின்னியல் ரசாயனக் [Electrochemistry of Radio Elements] கோட்பாடுக்கு டாக்டர் [Doctor of Science] பட்டத்தைப் பெற்றார். ஐரீன் பிரடெரிக் தம்பதிகளுக்கு ஹெலென் [1927] என்ற புதல்வியும், பியர் [1932] என்ற புதல்வனும் பிறந்தனர்.

ஐரீன், பிரடெரிக் தம்பதிகள் ஆக்கிய செயற்கை மூலகங்கள்

பிரென்ச் விஞ்ஞானி ஹென்ரி பெக்குவரல் 1896 இல் யுரேனிய உப்பு எக்ஸ்ரே போல் கதிர்வீசுவதை முதலில் ஆராய்ச்சியின் போது கண்டார். அதைத் தொடர்ந்து மற்ற தாதுக்களை ஆய்வு செய்த மேரி, பியர் கியூரித் தம்பதிகள் 1898 இல் ஆல்ஃபாத் துகள், பீட்டாத் துகள், காமாக் கதிர்கள் வீசும் [Alpha Particle, Beta Particle, Gamma Rays] ரேடியம், போலோனியம் ஆகிய இரண்டு கதிரியக்க மூலகங்களை முதலில் கண்டு பிடித்தார்கள். ஆல்ஃபாத் துகள் ஓர் ஹீலிய அணு. பீட்டாத் துகள் எதிர்மின் கொடை [Negative Charge] உள்ள ஓர் எலக்டிரான். காமாக் கதிர்களுக்கு எக்ஸ்ரே [X-Rays] போன்று எந்த வித மின்கொடையும் கிடையாது. அடுத்து 1932 இல் பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி ஜேம்ஸ் சாட்விக் [James Chadwick] அணுக்கருவுள் இருக்கும் நியூட்ரான் என்னும் புதிய துகளைக் கண்டு பிடித்தார். நியூட்ரான் துகளுக்கும் எந்த வித மின் கொடையும் இல்லை! அதே ஆண்டில் அமெரிக்க விஞ்ஞானி கார்ல் டேவிட் ஆன்டர்ஸன் நேர்மின் கொடை யுடைய பாஸிட்ரான் துகளைக் [Positron] கண்டு பிடித்தார். அதன் இருக்கையை ஐரீன் பிரடெரிக் தம்பதிகளும் சோதனை மூலம் நிரூபித்து உறுதிப் படுத்தினர்.

இங்கிலாந்து கேம்பிரிட்ஜ் காவென்டிஷ் ஆய்வுக் கூடத்தில் அணுவியல் மேதை ஏர்னஸ்ட் ரூதர்ஃபோர்டு [Ernest Rutherford (1871-1937)] மூலக மாற்றம் புரிய ஆராய்ச்சிகள் செய்தார். அப்பணியில் அவருக்கு 1929 இல் உதவி செய்த ரஷ்ய விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow], விரைவாக்கிய புரோட்டான் கணைகளைப் [Accelerated Protons] பயன்படுத்தி அணுவைப் பிளக்க எவ்வளவு சக்தி தேவைப்படும் என்று கணித்தார். அப்போதுதான் முதன் முதலாக காமாவ் மூலகங்களின் ரசவாதம் அல்லது மூலக மாற்ற முறைகளுக்கு [Artificial Transmutation of Elements] அடிப்படைக் கோட்பாடுகளை அமைத்தார். 1932 இல் அவற்றைப் பயன்படுத்திப் பின்னால் ஜான் காக்கிராஃப்ட் [John Cockcroft (1897-1967)] தனது நேரடி விரைவாக்கியில் [Linear Accelerator], போரான், லிதியம் [Boron & Lithium] ஆகிய இரண்டையும் புரோட்டான் கணைகளால் தாக்கி ஹீலியத்தை வெற்றிகரமாய் உண்டாக்கினார்! அதுவே முதன் முதல் செய்யப் பட்ட மூலக மாற்றம் அல்லது ரசவாதம் [Artificial Transmutation].

அணுவின் மையமான அணுக்கருவில் புரோட்டான், நியூட்ரான் உள்ளன. சூரியனை மையமாகக் கொண்டு, அண்ட கோளங்கள் சுற்றி வருவதைப் போல், அணுக்கரு நடுவை எலக்டிரான்கள் சுழல்வீதியில் [Orbits] சுற்றி வருகின்றன. புரோட்டான் நேர்மின் கொடையும் [Positive Charge], எலக்டிரான் எதிர்மின் கொடையும் [Negative Charge] கொண்டவை.

நியூட்ரானுக்கு எவ்வித மின் கொடையும் [Neutral Charge] இல்லை! ஓர் மூலகத்தின் புரோட்டான் எண்ணிக்கை அணு எண் [Atomic Number] என்றும், புரோட்டான் நியூட்ரான் ஆகியவற்றின் கூட்டு எண்ணிக்கை நிறை எண் அல்லது பளு எண் [Mass Numer] என்றும் குறிப்பிடப் படுகின்றன. இரண்டு அல்லது இரண்டுக்கு மேற்பட்ட மூலகங்களின் அணுக்கருவில் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஒன்றாக இருந்து, நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை வேறுபட்டிருந்தால், அவற்றை ஏகமூலங்கள் [Isotopes] என்று குறிப்பிடுகிறார்கள். அதாவது ஒரே அணு எண்ணைக் கொண்டு வேறுபட்ட நிறை எண்களைப் பெற்ற மூலகங்களை நிலையான மூலகத்தின் ஏகமூலங்கள் என்று சொல்கிறார்கள்.

ஐரீன் கியூரியும் பிரடெரிக் ஜோலியட்டும் மூலக மாற்றத்தில் [Transmutation of Elements] புரிந்த அரும் பெரும் விஞ்ஞானச் சாதனைகள் என்ன ? அவர்கள் இருவரும் மேரி கியூரி, பியர் கியூரித் தம்பதிகள் போல் நோபெல் பரிசு பெறும் அளவுக்கு, ரசாயனத்தில் ஆக்கிய தென்ன ? ஐரீனுடைய பெற்றோர்கள் தனித்தெடுத்த ரேடியம், போலோனியம் என்னும் இரண்டு சுயமாய்த் தேயும் மூலகங்களில் [Spontaneous Decay of Elements], ரேடியத்தை விடப் போலோனியம் பதினாறு மடங்கு மித மிஞ்சி நிலையற்று [Highly Unstable], அதன் அணுக்கரு வேகமாய்த் தேய்வடைகிறது! அதாவது ஒரே அளவு எடை எடுத்துக் கொண்டால் போலோனியம், ரேடியத்தை விட அதி வேக முள்ள ஆல்ஃபாத் துகளை அதிக எண்ணிக்கையில் வெளியாக்குகிறது! ஆல்ஃபாத் துகள் என்பது ஹீலிய அணுவைத் தவிர வேறு ஒன்றும் இல்லை!

1934 ஆம் ஆண்டில் ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரும் செய்து காட்டிய ‘செயற்கைக் கதிரியக்கம் ‘ [Artificial Radioactivity] என்பது என்ன ? தம்பதிகள் தமது ஆராய்ச்சியின் போது போரான், அலுமினியம், மக்னீஷியம் ஆகியவற்றைத் தனித் தனியாக [Boron, Aluminium, Magnesium], அதி வேக ஆல்ஃபாத் துகளைக் கணையாகக் கொண்டு தாக்கிய போது இதுவரை யாரும் அறியாத விந்தை விளைவுகளைக் கண்டார்கள்! முதல் இயக்க முடிவில் கதிர்வீசும் புதிதான நைட்ரஜன் மூலகம் [Radioactive Nitrogen] உண்டானது! அதாவது போரான் மூலகம் நைட்ரஜனாக மாறி விட்டது! இது ஓர் மூலக மாற்றம் [Transmutation of Element], அல்லது ரசவாதம் [Alchemy] என்று சொல்லப் படுகிறது. இந்த அணுக்கரு இயக்கத்தின் சிறப்பு என்ன வென்றால், நைட்ரஜன் கதிரியக்கம் கொண்டிருந்தது! ரேடியம், போலோனியம் போல் அணுக்கருச் சிதைவு அடைந்து தேய்ந்தது! அதன் அரை ஆயுள் [Half Life], அதாவது பாதி நிறை யாகும் காலம் சுமார் 10 நிமிடம்! மேலும் அக்கதிரியக்கம் செயற்கை முறையில் ஆக்கப் பட்டது! முதல் இயக்க விளைவில் உண்டான நைட்ரஜன்13, நிலையற்றுத் தேய்ந்து கதிர் வீசியது! நிலையற்ற நைட்ரஜன்13 நிலையான நைட்ரஜன்14 மூலகத்தின் ஓர் ஏகமூலம் [Unstable Nitrogen13 is an isotope of the stable Nitrogen14].

[போரான்10] + [ஹீலியம்4] –>[நைட்ரஜன்13]* + [நியூட்ரான்1]

[அலுமினியம்27] + [ஹீலியம்4] –>[ஃபாஸ்ஃபரஸ்30]* + [நியூட்ரான்1]

[மக்னீஷியம்24] + [ஹீலியம்4] –>[சிலிகான்27]* + [நியூட்ரான்1]

[எண்கள் நிறை எண்ணைக் (Mass Number) குறிப்பன. (*) குறியிட்டவை கதிர் வீசும் மூலகங்கள்]

அடுத்து அலுமினியம், மக்னீஷியம் ஆகிய உலோகங்களைத் தனியே வைத்து ஆல்ஃபா கணைகளைக் கொண்டு தாக்கியதில், அவையும் மாற்றப்பட்டு புதிய செயற்கை மூலகங்கள் அணுக்கரு இயக்கங்களில் விளைந்தன! அவை முறையே ஃபாஸ்ஃபரஸ்31, சிலிகான்28 நிலையான மூலகங்களின் ஏகமூலங்கள். அத்துடன் ஃபாஸ்ஃபரஸ்30, சிலிகான்27 ஆகிய இரண்டு புது மூலகங்களும் கதிரியக்கம் உள்ளவை! ஜோலியட் தம்பதிகள் ஆக்கிய அவ்வரிய மூலக மாற்றங்களைப் பின் தொடர்ந்து, சுமார் 700 மேற்பட்ட கதிர் ஏகமூலகங்கள் [Radio Isotopes] உண்டாக்கப் பட்டு, மூலகங்களின் அணி அட்டவணையில் [Periodic Table of Elements] பின்னால் சேர்க்கப் பட்டன!

செயற்கை மூலக மாற்றக் கண்டுபிடிப்பின் முக்கியத்துவம்

இரண்டாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பிருந்தே ரசவாதிகள் [Alchemists] தாமிரம், பித்தளை போன்ற அடித்தள உலோகங்களை மாய மந்திரம், போலி ரசாயன முறைகளைக் கையாண்டு, அவற்றைத் தங்கமாக மாற்றப் பல முறை முயற்சி செய்தார்கள்! ஐரீன், பிரடெரிக் பழைய ரசவாத முயற்சிகளுக்குப் புத்துயிர் அளித்து, செயற்கை விஞ்ஞான முறையில், மூலக மாற்றத்தைச் [Transmutation of Elements] செய்து காட்டினர்! ரேடியம், போலோனியம், யுரேனியம், தோரியம் போன்ற கன உலோகங்கள் இயற்கையில் தாமாகவே சிதைந்து தேய்ந்து கதிர்களைக் கக்கி, வேறுவித உலோகங்களை விளைவித்தன! அந்த அணுக்கரு இயக்கங்களை விஞ்ஞான மேதைகள் பெக்குவரல், மேரி கியூரி, பியர் கியூரி ஆகியோர் ஆராய்ச்சியின் போது கண்டு பிடித்தனர்! இப்போது ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரும் செயற்கை முறையிலும் புது மூலகத்தை, கதிர்வீசும் மூலகத்தை உண்டாக்கலாம் என்று நிரூபித்துக் காட்டினர்! அவ்வரியச் செயற்கைக் கதிரியக்கத்திற்கு ரசாயன விஞ்ஞானத்தின் நோபெல் பரிசையும் 1935 இல் பெற்றார்கள்.

Carbon Isotopes

அடுத்து நேர்மின் கொடையுள்ள புரோட்டான்களை [Positively Charged Protons] மின்காந்தத் தளங்களில் கணைகளாய்த் துகள் விரைவாக்கிகளில் [Particle Accelerators] வேகப் படுத்தி, குறியாக மற்ற உலோகங்களை வைத்துப் புது மூலகங்களை விஞ்ஞானிகள் உண்டாக்க ஆரம்பித்தனர். அப்பணியில் கணைகளை வேகப் படுத்த ‘நேரடி விரைவாக்கிகள் ‘ [Linear Accelerators], ‘சுழல் விரைவாக்கிகள் ‘ [Cyclotrons] என்னும் பூத மின் யந்திரங்கள் அமைக்கப் பட்டன. உதாரணமாக கீழே காணப்படும், விரைவாக்கிய புரோட்டான் லிதிய மூலகத்தைத் தாக்கும் போது, அணுக்கரு இயக்கத்தில் புதிய மூலகம் பெரிலியம் விளைகிறது.

புரோட்டான் கணை, லிதியம் குறி மூலக அணுக்கரு இயக்கம்:-

லிதியம்7 + புரோட்டான்1 –>பெரிலியம்7 + நியூட்ரான்1

ஐரீன், பிரடெரிக் தம்பதிகளின் படைப்பான ‘செயற்கைக் கதிரியக்கம் ‘ நவீன அணுக்கரு விஞ்ஞானத்தை [Modern Nuclear Physics] வளர்த்தது! மேலும் மேலும் விருத்தி செய்தது! முதன் முதல் அணுவைப் பிளக்க வழி வகுத்து, அதன் உள்ளிருந்த அளவற்ற சக்தியை வெளியேற்றத் தூண்டியது! மனித இனத்தை அழிக்க உலகில் ராட்சத அணு ஆயுதங்கள் உண்டாக்கப் பாதை இட்டது! ஆக்க வினையாய் மின்சக்தி நிலையங்கள் தோன்ற உதவியது! புதுப்புது மூலகங்கள் ஆக்கிட வழி திறந்தது! விஞ்ஞானிகள் ஆய்வு அணு உலைகளை [Atomic Reactors] அமைத்து, மின்கொடை யற்ற நியூட்ரான் [Neutrons] கணைகளைப் பயன்படுத்தி யுரேனியம், தோரியம் போன்ற கன உலோகங்களைத் தாக்கும்படி செய்து ஆராய்ச்சிகள் செய்தனர்! நீர் அல்லது கனநீர் மிதவாக்கித் திரவம் [Heavy Water Moderator], அல்லது கரித்திரள் மிதவாக்கி [Graphite Moderator] ஆகியவற்றால் நியூட்ரான்கள் வேகத்தைக் கட்டுப் படுத்தி அணு உலைகளில் ஆய்வுகள் செய்தனர். மித வேக நியூட்ரான்கள், சிலவற்றை யுரேனியம் [Uranium238] விழுங்கியது! சில மித வேக நியூட்ரான்கள் யுரேனிய அணுவை இரு கூறாய்ப் பிளந்தன! அதி வேக நியூட்ரன்கள் சில சமயம் யுரேனியம்238 தாக்கிப் புது மூலகம் புளுடோனியத்தை [Plutonium239] முதன் முதலாகப் படைத்தன! பிளவுப் பிண்டமான [Fissile Material] புளுடோனியம்239 அணு ஆயுதங்களுக்குப் பயன் பட்டது!

மித வேக நியூட்ரான், யுரேனியம்235 அணுப்பிளவு இயக்கம்:-

யுரேனியம்235 + நியூட்ரான்1 –>யுரேனியம்236* (தேய்ந்து) –>

–>மாலிப்டினம்95* + லாந்தனம்139* + 2 புது நியூட்ரான்1 + 200 MeV சக்தி

மாலிப்டினம், லாந்தனம் இரு பிளவான சிறு துணுக்குகள்!

ஒவ்வோர் அணுப்பிளவிலும் புது நியூட்ரான்கள் இரண்டு விளையும்!

அளவற்ற சக்தி அணு ஆயுதத்தில் வெடிக்கிறது! அல்லது

மின்சக்தி யாக மாற்றி மின்சாரம் பரிமாறுகிறது!

அதிவேக நியூட்ரான், யுரேனியம்238 அணுக்கரு இயக்கம்:-

புது மூலகம் புளுடோனியம்239 விளைவு.

யுரேனியம்238 + நியூட்ரான்1 –>யுரேனியம்239*

யுரேனியம்239* (தேய்ந்து) –>நெப்டினியம்239* + பீட்டாத் துகள்

நெப்டினியம்239* (தேய்ந்து) –>புளுடோனியம்239* + பீட்டாத் துகள்

[(*) குறியிட்டவை கதிர் வீசும் மூலகங்கள் (Radioactive Elements)]

பிரான்ஸில் முதல் அணுக்கருத் தொடரியக்கம் ஆக்கிய தம்பதிகள்

1934 ஆம் ஆண்டு முதன் முதலில் இத்தாலிய விஞ்ஞான மேதை என்ரிகோ ஃபெர்மி நியூட்ரான் கணைகளால் யுரேனிய அணுவைத் தாக்கி, அணுக்கருவை இருகூறாகப் பிளந்தார்! ஆனால் அவ்வரிய விஞ்ஞான சாதனை அவருக்கு அப்போது தெரியாமலே போயிற்று! அணுக்கருவைப் பிளக்க முதலில் ஆலோசனை கூறியவர் ஐரீன் கியூரி! அதன் விளைவைப் புரிந்து கொண்டு ‘அணுப்பிளவு ‘ என்று விளக்கம் தந்த பெண் மேதை, ஆஸ்டிரியப் பெண் விஞ்ஞானி லிஸ் மெயிட்னர்! ஜெர்மன் விஞ்ஞானி ஆட்டோ ஹானிடம் [Otto Hahn] முப்பது ஆண்டுகள் துணையாளி ஆகப் பணி ஆற்றியவர், லிஸ் மெயிட்னர்!

ஐரீன் கியூரி செயற்கைக் கதிர் ஊட்டம் [Irradiation] சம்பந்தமாக உரையாற்றிய சமயம், நியூட்ரான்களை கணையாய் ஏவி, யுரேனிய அணுவைப் பிளக்க முடியும் என்று கூறியதைப் பின்பற்றி, ஜெர்மனியில் ஆட்டோ ஹான், அவரது தோழர் ஸ்டிராஸ்மன் இருவரும் 1938 இல் யுரேனிய நியூட்ரான் அணுக்கரு இயக்கத்தை உண்டாக்கினார்கள்! ஆனால் அந்த இயக்க விளைவில் உண்டான சிறு கதிர்த் துணுக்குகளைக் கண்டு வியந்ததைத் தவிர, அதன் முக்கியத்துவத்தை அவர்களால் விளக்க முடியவில்லை!

அந்த ஆண்டு செப்டம்பரில் ஐரீன் கியூரியும், அவரது துணையாளி ஸாவிட்ச்சும் [P. Savitch] ஆட்டோ ஹான், ஸ்டிராஸ்மன் செய்த யுரேனிய நியூட்ரான் அணுக்கரு இயக்கத்தைத் திருப்பிச் செய்தார்கள். அப்போது அணுப்பிளவின் ஒரு சிறு துணுக்கான லாந்தனம் [Lanthanam] மூலகத்தின் கதிர்வீச்சைக் கண்டார்கள். ஆனால் லிஸ் மெயிட்னர் அவரது நண்பர் ஆட்டோ பிரிஷ் [Otto Frisch] இருவரும்தான் ஆட்டோ ஹான், ஸ்டிராஸ்மன் புரிந்த அணுக்கரு இயக்க நிகழ்ச்சியை, ‘அணுப்பிளவு ‘ [Fission] என்று முதன் முதலில் விளக்கப் படுத்தி விஞ்ஞான வெளியீட்டில் உலகுக்குப் பறைசாற்றினர்.

அவ்வெளியீட்டைப் படித்தபின் உடனே பிரடெரிக் ஜோலியட், அணுப்பிளவைப் பற்றி ஆராய்ச்சி செய்து, ஒவ்வொரு பிளவும் வெளியாக்கும் பிளவு சக்தி 200 MeV என்றும், பிளவு விளைவுத் துணுக்குகள் புரோமின் [Bromine, Atomic Number 35] முதல் சீரியம் [Cerium, Atomic Number 58] வரையுள்ள மூலகங்களுக்கு இடைப்பட்டவை என்றும் முதலில் அறிவித்தார்! அத்துடன் நிகழும் ஒவ்வொரு யுரேனிய, நியூட்ரான் அணுக்கரு இயக்கத்தின் விளைவில் புதிதாக இரண்டு அல்லது மூன்று நியூட்ரான்கள் உண்டாகின்றன என்றும், அவற்றைக் கட்டுப்படுத்தி அணுக்கருத் தொடரியக்கம் [Nuclear Chain Reaction] ஏற்படுத்தி, அளவற்ற சக்தியை வெளிப்படுத்தலாம் என்றும் முதன் முதல் உலக விஞ்ஞானிகளுக்கு முன்னறிவித்தார்!

1940 இல் ஹிட்லர் பிரான்ஸை கைப்பற்றவே ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரது அணுப்பிளவு ஆராய்ச்சிகள் மூடப் பட்டன! ஐரீன் தன்னிரு பிள்ளைகளைத் தூக்கிக் கொண்டு சுவிட்ஜர்லாந்துக்கு ஓடி அங்கே சரண் புகுந்தார்! பெயரை மாற்றிக் கொண்டு, தனியாக பிரடெரிக் மட்டும் பாரிஸில் காலம் தள்ளினார்! 1944 இல் நேச நாடுகள் போரிட்டுப் பிரான்ஸை விடுவித்ததும், பிரசிடென்ட் சார்ல்ஸ் டிகாலே [Charles de Gaulle] நாட்டைச் சீர்ப்படுத்தினார். பிரடெரிக் பிரான்ஸின் அணு ஆராய்ச்சித் துறைகளை ஒழுங்கு படுத்தி, பிரான்ஸில் அணுசக்திப் பேரவை [French Atomic Energy Commission] நிறுவ ஏற்பாடுகள் செய்தார்! 1946 இல் டிகாலே பிரான்ஸ் அணுசக்திப் பேரவையைத் திறந்து வைத்து, பிரடெரிக் ஜோலியட் அதிபதியாக நியமிக்கப் பட்டார்!

1942 இல் இத்தாலிய அமெரிக்க விஞ்ஞான மேதை என்ரிகோ ஃபெர்மி, அணு ஆயுதத்தைப் படைக்கச் சிகாகோவில் முதன் முதல் அணுக்கருத் தொடரியக் கத்தைச் செய்து காட்டி, அணுயுகத்தின் பிரம்மாண்டமான நுழை வாயிலைத் திறந்து வைத்தார்! 1948 பிரான்ஸின் முதல் ஆராய்ச்சி அணு உலை பிரடெரிக் மேற்பார்வையில் சான்டில்லன் கோட்டையில் [Fort de Chantillon] இயங்க ஆரம்பித்தது! பிரான்ஸில் 1948 ஆம் ஆண்டு பிப்ரவரி 15 ஆம் தேதி ஐரீன் கியூரியும், அவரது கணவர் பிரடெரிக் ஜோலியட்டும் அணுக்கருத் தொடரியக்கம் செய்து காட்டி, அணுசக்தி ஆக்க வரலாற்றில் முதல்வர் வரிசையில் அவர்களும் நின்று உலகப் புகழ் பெற்றார்கள்! 1960 பிப்ரவரி 13 இல் பிரான்ஸ் தனது முதல் அணுகுண்டை ஸகாரா பாலை வனத்தில் வெடித்துச் சோதனை செய்து அமெரிக்கா, ரஷ்யா, பிரிட்டன் ஆகிய அணு ஆயுத வல்லரசு நாடுகளுடன் சேர்ந்து கொண்டது!

Natural Isotopic Abundances of light stable isotopes.

Hydrogen                Carbon                 Nitrogen                     Oxygen

1H – 99.984%     12C – 98.89%      14N – 99.64%        16O – 99.763%

2D – 0.0156%      13C – 1.11%         15N – 0.36%           17O – 0.0375%

+++++++             ++++++               ++++++              18O – 0.1995%

மனித இனத்திற்குப் பயன்படும் கதிரியக்க ஏகமூலங்கள்

கதிரியக்க ஏகமூலங்கள் [Radioactive Isotopes] மனித இனத்துக்குப் பயன் படாத துறையே இல்லை! உலகெங்கும் மருத்துவம், தொழிற்துறை, பொறியியல், வேளாண்மை, விஞ்ஞானம் மற்றும் பல ஆராய்ச்சிகள் செய்ய நூற்றுக் கணக்கான கதிர் மூலகங்கள் உபயோகம் ஆகின்றன! நேரடி, சுழல் விரைவாக்கி யந்திரங்கள் [Linear, Cyclotron Accelerators], அணு உலைகள் ஆகியவற்றில் கதிர் ஏகமூலங்கள் தயாரிக்கப் படுகின்றன. இதுவரை ஆயிரத்துக்கும் மேற்பட்ட ஏகமூலங்கள் விஞ்ஞானிகளால் குறிப்பிடப் பட்டுள்ளன! அவற்றில் இயற்கையாகக் கிடைப்பவை 276. கதிரியக்கம் கொண்டவை 740.

அமெரிக்காவில் டென்னஸி மாநிலத்தின் ஓக் ரிட்ஜ் அணு உலைகளில் [Oak Ridge Atomic Reactors] நூற்றுக் கணக்கான கதிர் ஏகமூலங்கள் உற்பத்தியாகி, உலகம் எங்கும் அனுப்பப் படுகின்றன. அவற்றில் 78% மருத்துவ ஆய்வுகளுக்கும் [Medical Diagnosis], புற்று நோய் குணப்பாடுக்கும் [Cancer Treatment] பயன் படுகின்றன! 12% ஏகமூலங்கள் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகளுக்கும், 6% தொழிற்துறைப் பணிகளுக்கும், 4% வேளாண்மை விருத்திக்கும் உபயோக மாகின்றன. மருத்துவ, உயிரியல் பணிகளுக்கு ஹைடிரஜன், கரி, ஸல்ஃபர், ஃபாஸ்ஃபரஸ், குளோரின், கால்ஸியம், ஆர்செனிக், ஐயோடின், வெள்ளி, தங்கம் ஆகியவற்றின் ஏகமூலங்கள் தயாரிக்கப் படுகின்றன. இப்போது அகில நாடுகளும் தமது அணு உலைகளில் எண்ணற்ற கதிர் ஏகமூலங்களை ஆக்கி வருகின்றன.

ஐரீன் பிரடெரிக் தம்பதிகளின் இறுதிக் காலம்

முதல் உலகப் போரின் சமயத்தில் காயப் பட்டோர்களுக்குச் சிகிட்சை செய்ய எக்ஸ்ரே கதிர்ப்பட [Nurse Radiographer] பணிப் பெண்ணாக ஐரீன் கியூரி, தாயுடன் சேர்ந்து சேவை செய்தார். பிரென்ச் விஞ்ஞானக் கழகம், [French Academy of Science] பிரென்ச் மருத்துவப் பேரவை இரண்டும் நோபெல் பரிசு பெற்ற பிரடெரிக் ஜோலியட்டுக்குச் சிறப்புநர் தகுதியை அளித்தது. ஆனால் நோபெல் பரிசு பெற்ற பெண்மணி ஐரீன் கியூரிக்கு பிரென்ச் விஞ்ஞானக் கழகம் சிறப்புநர் மதிப்பைத் தர, பிரென்ச் ஆடவர் குழு மறுத்தது! அதே போல் இரட்டை நோபெல் பரிசு பெற்ற மேரி கியூரிக்கும் பிரென்ச் விஞ்ஞானக் கழகம் அங்கத்தினர் பதவி கூடத் தர எதிர்த்தது! ‘சுதந்திரம், சமத்துவம், சகோதரத்துவம் ‘ [Liberty, Equality & Fraternity] என்று பிரென்ச் புரட்சியின் போது முழக்கிய பிரான்ஸ், விஞ்ஞானக் கழகத்தில் சமத்துவத்தைப் பெண்ணினத் திற்கு அளிக்காமல் அவர்களை இரண்டாம் தரக் குடியினராகத் தாழ்த்தியது, வருந்தத்தக்க செய்தி!

1956 ஆம் ஆண்டு மார்ச் 17 ஆம் நாள் ஐரீன் ஜோலியட் கியூரி கதிரியக்கச் சூழ்நிலையில் நீண்ட காலம் பாதிக்கப் பட்டு, இரத்த நோயில் [Leukemia] தாய் மேரி கியூரி போல் தானும் அவதியுற்று, பாரிஸில் 59 ஆவது வயதில் காலமானார்! பிரிட்டானியில் [Brittany] ஓய்வெடுக்கச் சென்ற போது விபத்தில் காயமுற்று, சில நாட்கள் கழித்துப், பிரடெரிக் 1958 ஆகஸ்டு 14 ஆம் தேதி தனது 58 ஆவது வயதில் காலமானார். தாய் ஐரீன் கியூரி, தந்தை பிரடெரிக் ஜோலியட் இருவரும் விட்டுச் சென்ற விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகளைப் புதல்வி ஹெலனும், புதல்வன் பியரும், தன் பெற்றோர் கடைப்பிடித்தது போலப் பரம்பரையான குல வித்தையைப் பின்தொடர்ந்தனர்!

***************

Information :

1.  http://www.answers.com/topic/irene-joliot-curie (Biography: Irene Joliot-Curie)

2.  http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1935/joliot-curie-bio.html

3.  http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1353203/Frederic-and-Irene-Joliot-Curie

++++++++++++++++++

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com)  April 5, 2013 [R2]

https://jayabarathan.wordpress.com/

2 thoughts on “செயற்கைக் கதிரியக்கம் புதிதாய் உருவாக்கி நோபெல் பரிசு பெற்ற ஐரீன் ஜோலியட் கியூரி

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s