নিউক্লিয়ার তেজস্ক্রিয়তা (Radioactivity)

সংজ্ঞা:
নিউক্লিয়ার তেজস্ক্রিয়তা হলো এমন একটি স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়া, যেখানে কোনো অস্থিতিশীল পরমাণুর নিউক্লিয়াস অধিক স্থিতিশীল হওয়ার জন্য নিজে থেকেই α (আলফা), β (বিটা) বা γ (গামা) রশ্মি নির্গত করে। এই প্রক্রিয়ায় নিউক্লিয়াসের গঠন পরিবর্তিত হয় এবং নতুন মৌল বা সমস্থানিক সৃষ্টি হতে পারে।

তেজস্ক্রিয়তার আবিষ্কার

Henri Becquerel ১৮৯৬ সালে ইউরেনিয়াম লবণ নিয়ে গবেষণা করতে গিয়ে তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কার করেন। পরবর্তীতে Marie Curie এবং Pierre Curie এ বিষয়ে গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা করেন।

তেজস্ক্রিয় রশ্মির প্রকারভেদ

আলফা ক্ষয় (Alpha Decay)

উদাহরণ:

92238U→90234Th+24He{}^{238}_{92}\mathrm{U} \rightarrow {}^{234}_{90}\mathrm{Th} + {}^{4}_{2}\mathrm{He}92238​U→90234​Th+24​He

• ভর সংখ্যা ৪ কমে।
• পারমাণবিক সংখ্যা ২ কমে।

বিটা ক্ষয় (Beta Decay)

উদাহরণ:

614C→714N+−10e{}^{14}_{6}\mathrm{C} \rightarrow {}^{14}_{7}\mathrm{N} + {}^{0}_{-1}\mathrm{e}614​C→714​N+−10​e

• ভর সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে।
• পারমাণবিক সংখ্যা ১ বৃদ্ধি পায়।

গামা ক্ষয় (Gamma Decay)

উদাহরণ:

4399mTc→4399Tc+γ{}^{99m}_{43}\mathrm{Tc} \rightarrow {}^{99}_{43}\mathrm{Tc} + \gamma4399m​Tc→4399​Tc+γ

• ভর সংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে।
• কেবল অতিরিক্ত শক্তি গামা রশ্মি হিসেবে নির্গত হয়।

তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সূত্র

N=N0e−λtN = N_0 e^{-\lambda t}N=N0​e−λt

যেখানে,

• N0N_0N0​ = প্রাথমিক নিউক্লিয়াসের সংখ্যা
• $N$ = সময় $t$ পরে অবশিষ্ট নিউক্লিয়াসের সংখ্যা
• $\lambda$ = ক্ষয় ধ্রুবক
• $t$ = সময়

অর্ধায়ু (Half-life)

অর্ধায়ু (T1/2T_{1/2}T1/2​) হলো কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধেক নিউক্লিয়াস ক্ষয় হতে যে সময় লাগে।

T1/2=0.693λT_{1/2}=\frac{0.693}{\lambda}T1/2​=λ0.693​

তেজস্ক্রিয়তার ব্যবহার

1. ক্যান্সার চিকিৎসায় (রেডিওথেরাপি)
2. রোগ নির্ণয়ে (নিউক্লিয়ার মেডিসিন)
3. বিদ্যুৎ উৎপাদনে (পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র)
4. প্রত্নতাত্ত্বিক নিদর্শনের বয়স নির্ণয়ে (কার্বন-১৪ ডেটিং)
5. শিল্পকারখানায় ত্রুটি শনাক্তকরণ
6. কৃষিতে উন্নত জাত উদ্ভাবন ও খাদ্য সংরক্ষণ

তেজস্ক্রিয়তার ক্ষতিকর প্রভাব

• ক্যান্সারের ঝুঁকি বৃদ্ধি
• কোষ ও DNA-এর ক্ষতি
• জিনগত পরিবর্তন (Mutation)
• বন্ধ্যাত্বের ঝুঁকি
• অতিমাত্রায় বিকিরণে মৃত্যু পর্যন্ত হতে পারে

তেজস্ক্রিয়তা থেকে সুরক্ষার উপায়

• সময় (Time): বিকিরণের সংস্পর্শে কম সময় থাকা।
• দূরত্ব (Distance): বিকিরণ উৎস থেকে নিরাপদ দূরত্ব বজায় রাখা।
• প্রতিরোধক (Shielding): সীসা, কংক্রিট বা পুরু দেয়ালের মতো উপযুক্ত প্রতিরোধক ব্যবহার করা।

পরীক্ষার জন্য গুরুত্বপূর্ণ তথ্য

• তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কার: অঁরি বেকেরেল (১৮৯৬)
• আলফা কণা: হিলিয়াম নিউক্লিয়াস
• সবচেয়ে বেশি ভেদন ক্ষমতা: γ-রশ্মি
• সবচেয়ে বেশি আয়নীকরণ ক্ষমতা: α-রশ্মি
• অর্ধায়ুর সূত্র: T1/2=0.693/λT_{1/2}=0.693/\lambdaT1/2​=0.693/λ