கார்பனின் ஐசோடோப்புகள்

கார்பனின் ஐசோடோப்புகள் பற்றி பார்ப்பதற்கு முன் ஐசோடோப்புகள் என்றால் என்ன? என்பதைப் பார்ப்போம்.

ஐசோடோப்பு என்பது ஒரு வேதித்தனிமத்தின் வேறுபட்ட நியூட்ரான் எண்ணிக்கை கொண்ட உறுப்புக்களாகும்.

ஒரு தனிமத்தில் புரோட்டான், எலக்ட்ரான், நியூட்ரான் ஆகிய மூன்று வகையான துகள்கள் இருப்பது எல்லோரும் அறிந்ததே. எந்த ஒரு தனிமத்திலும் புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரான் எண்ணிக்கை சமமாக இருக்கும்.

மேலும் புரோட்டான் அல்லது எலக்ட்ரான் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து அது எவ்வகைத் தனிமம் என்பதையும் கூறலாம்.

உதாரணமாக ஹைட்ரஜன் தனிமத்தைக் கருதுவோம். ஹைட்ரஜன் தனிமத்தில் ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றும் ஒரு புரோட்டான் துகள்கள் காணப்படுகின்றன. ஆனால் நியூட்ரான் எண்ணிக்கையில் மாற்றம் இருக்கிறது.

நியூட்ரான் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து இயற்கையாகவே மூன்று வகையான ஹைட்ரஜன் தனிமம் இருக்கிறது. அவையாவன புரோட்டியம், டியூட்ரியம் மற்றும் டிரிட்டியம் என்பவையாகும்.

இம்மூன்றுவகை ஹைட்ரஜன் தனிமத்திலும் ஒரு புரோட்டான் மற்றும் ஒரு எலக்ட்ரான் காணப்படுகிறது.

புரோட்டியத்தில் நியூட்ரான் கிடையாது. டியூட்ரியத்தில் ஒரு நியூட்ரானும், டிரிட்டியத்தில் இரண்டு நியூட்ரானும் காணப்படுகின்றன.

ஒரே எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரானும், வேறுபட்ட எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரானும் கொண்ட இவ்வுறுப்புக்களே ஐசோடோப்புகள் எனப்படுகின்றன.

 

இனி கார்பனின் ஐசோடோப்புகள் பற்றி பார்க்கலாம்.

கார்பன் ஆறு எலக்ட்ரான் மற்றும் ஆறு புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது. ஆனால் நியூட்ரானின் எண்ணிக்கையோ இரண்டிலிருந்து பதினாறுவரை வேறுபடும். எனவே கார்பன் பதினைந்து ஐசோடோப்புக்களைப் பெற்றுள்ளது.

இவற்றில் ஆறு (கார்பன்-12) மற்றும் ஏழு (கார்பன்-13) நியூட்ரான்களைக் கொண்ட கார்பனின் ஐசோடோப்புகளே நிலைப்புத் தன்மை கொண்டவை.

கார்பன்-14 ஒரு கதிரியக்க ஐசோடோப்பு ஆகும். ஏனைய கார்பனின் ஐசோடோப்புகள் நிலைப்பு தன்மை அற்றவை அல்லது மிகமிகக் குறைந்த வாழ்நாள் கொண்டவை.

 

இனி கார்பனின் மூன்று முக்கிய ஐசோடோப்புகளைப் பற்றி பார்ப்போம்.

 

கார்பன் -12

கார்பன் -12
கார்பன் -12

 

கார்பன்-12 –ல் 12 என்பது ஆறு புரோட்டான் மற்றும் ஆறு நியூட்ரானின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. கார்பனின் ஐசோப்புகளில் கார்பன்-12 அதிக நிலைப்புத் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.

மேலும் இருக்கக்கூடிய கார்பனில் 98.9 சதவீதம் இந்த ஐசோடோப்பே பங்கு வகிக்கிறது.

இம்மிகுதியான அளவிற்கு காரணம் நட்சத்திரங்களில் மும்மை ஆல்பா முறையின் மூலம் (மூன்று ஹீலியம் அணுக்கள் ஒன்றிணைந்து ஒரு கார்பன் அணுவினைத் தரும் வினை)  உண்டாக்கப்படும் கார்பன் அனைத்துமே கார்பன் -12 வகை ஐசோடோப்புகளே.

மேலும் மற்ற எல்லா தனிமங்களின் நிறையைக் கணக்கிட அடிப்படையாகவும் கார்பன் -12-ன் நிறை பயன்படுத்தப்படுகிறது.

 

கார்பன் -13

கார்பன் -13-ல் 13 என்பது ஆறு புரோட்டான் மற்றும் ஏழு எலக்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. கார்பன் -13 ஒரு இயற்கையான கார்பன் ஐசோடோப்பு ஆகும்.

சூழ்நிலையில் இருக்கும் கார்பனில் சுமார் 1.1 சதவீதம் கார்பன் -13 ஐசோடோப்பு காணப்படுகிறது. கார்பன் -12னுடன் கார்பன்-13ம் சேர்ந்தே இயற்கையில் இருக்கிறது.

 

கார்பன் -14

கார்பன் -14-ல் 14 என்பது ஆறு புரோட்டான் மற்றும் எட்டு நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. கார்பன் -14 ஒரு கதிரியக்க ஐசோடோப்பு ஆகும்.

கதிரியக்கம் என்பது தன்னிச்சையாக அதிக ஆற்றல் கொண்ட ஆல்பா, பீட்டா மற்றும் காமா கதிர்களை உமிழும் நிகழ்வு ஆகும்.

இந்த ஐசோடோப்பானது 1940-ஆம் ஆண்டு பிப்ரவரி 27-ல் கலிபோர்னியா பல்கலைக் கழகத்தைச் சார்ந்த மார்டின் கமேன் மற்றும் சாம் ரூபன் ஆகிய விஞ்ஞானிகளால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. ஆயினும் 1934-ல் ஃப்ரான்ஸ் குரி என்பவர் கார்பன்-14 பற்றிய கருத்துக்களை வெளியிட்டிருந்தார்.

இயற்கையில் கார்பன்-14 ஐசோடோப்பு குறைந்தளவே இருக்கிறது. இதனால் உயிரினங்களுக்கு தீங்கு ஏதும் ஏற்படுவதில்லை. பொதுவாக கதிரிக்க ஐசோடோப்புகள் நிலைப்பு தன்மை அற்றவையாக இருக்கும்.

ஆனால் கார்பன் -14 அரைவாழ் ஆயுட்காலம் (எடுத்துக் கொண்ட நிறையில் பாதியாக குறைவதற்கு எடுத்துக் கொள்ளும் நேரம்) ஏறத்தாழ 5700 ஆண்டுகள்.

கதிரியக்கத் தன்மையால் கார்பன் -14 சிதைவுற்று நைட்ரஜனைத் தருகிறது.

பூமியில் கார்பன்- 14 இயற்கையாகவே இருப்பதற்கு காஸ்மிக் கதிர்கள் காரணம் ஆகும். அண்டவெளியில் இருந்து வரும் காஸ்மிக் கதிர்கள் வளிமண்டலத்தில் இருக்கும் நைட்ரஜனைத் தாக்கி கார்பன்-14 ஐசோடோப்பை உருவாக்குவதாக விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார்கள்.

 

ஒரு தனிமத்தின் வேதிப்பண்புகள் தனிமத்தில் உள்ள எலக்ட்ரானைப் பொறுத்து மாறுபடுகின்றது. ஐசோடோப்புகளில் எலக்ட்ரானின் எண்ணிக்கையில் மாற்றங்கள் இல்லை. எனவே ஐசோடோப்புகளின் வேதிப்பண்புகளில் மாற்றம் ஏற்படுவதில்லை.

அதாவது கார்பனின் ஐசோடோப்புகள் ஒரே மாதிரியான வேதிப்பண்புகளைப் பெற்றுள்ளன. ஐசோடோப்புகளின் நிறை மாறுபடுவதால் அதன் இயற்பண்புகள் மாறுபடலாம்.

– முனைவர்.ஆர்.சுரேஷ்
ஆராய்ச்சியாளர்
பகுப்பாய்வு மற்றும் க‌னிம வேதியியல் துறை
கன்செப்ஷன் ப‌ல்கலைக்கழகம், சிலி
sureshinorg@gmail.com
கைபேசி: +91 9941633807

 

தங்கள் கருத்துக்களைப் பகிரலாமே

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.