विकिरण ऊर्जा है जो तरंगों या कणों के रूप में यात्रा करती है और हमारे दैनिक वातावरण का हिस्सा है। लोग ब्रह्मांडीय किरणों से विकिरण के साथ-साथ मिट्टी, पानी, भोजन, वायु और शरीर के अंदर पाए जाने वाले रेडियोधर्मी पदार्थों के संपर्क में आते हैं। मानव निर्मित विकिरण स्रोतों का व्यापक रूप से चिकित्सा, उद्योग और अनुसंधान में उपयोग किया जाता है।
सीखने के मकसद:
विकिरण ऊर्जा है जो एक स्रोत से आती है और तरंगों, किरणों या कणों के रूप में अंतरिक्ष में यात्रा करती है। इस ऊर्जा में एक विद्युत क्षेत्र और इससे जुड़ा एक चुंबकीय क्षेत्र होता है और इसमें तरंग जैसे गुण होते हैं। आप विकिरण को "विद्युत चुम्बकीय तरंगें" भी कह सकते हैं।
ऊर्जा हस्तांतरण की यह विधि ऊर्जा स्रोत और वस्तु के बीच किसी भी संपर्क पर निर्भर नहीं करती है जैसा कि चालन और संवहन के मामले में होता है। साथ ही, जब विकिरण द्वारा ऊर्जा का स्थानांतरण होता है, तो कोई प्रवाहकीय माध्यम नहीं होता है (जैसे अंतरिक्ष में)। उस माध्यम की कमी का मतलब है कि गर्मी के गुजरने की कोई बात नहीं है। विकिरण की प्रक्रिया में किसी द्रव्यमान का आदान-प्रदान नहीं होता है और न ही किसी माध्यम की आवश्यकता होती है।
विकिरण गति में ऊर्जा है।
विकिरण के दो मुख्य प्रकार हैं: गैर-आयनीकरण विकिरण और आयनकारी विकिरण
गैर-आयनीकरण विकिरण विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के उस भाग में विकिरण है जहाँ आयनीकरण करने के लिए अपर्याप्त ऊर्जा होती है। इसमें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र, रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव और ऑप्टिकल विकिरण शामिल हैं, जिसमें अवरक्त, दृश्य और पराबैंगनी विकिरण शामिल हैं।
गैर-आयनीकरण विकिरण लंबी तरंग दैर्ध्य/कम आवृत्ति कम ऊर्जा है।
आयनकारी विकिरण परमाणुओं द्वारा जारी एक प्रकार की ऊर्जा है जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों (गामा या एक्स-रे) या कणों (न्यूट्रॉन, बीटा या अल्फा) के रूप में यात्रा करती है। आयनकारी विकिरण परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को हटा सकता है, अर्थात वे परमाणुओं को आयनित कर सकते हैं।
आयनकारी विकिरण लघु-तरंग दैर्ध्य/उच्च आवृत्ति उच्च ऊर्जा है।
प्राकृतिक विकिरण स्रोतों के संदर्भ में, वातावरण में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले 60 से अधिक विभिन्न रेडियोधर्मी पदार्थ मौजूद हैं, जिसमें रेडॉन गैस लोगों के संपर्क में सबसे अधिक योगदानकर्ता है।
आयनकारी विकिरण तीन प्रकार के होते हैं:
| अल्फा (α) विकिरण | ये धनावेशित होते हैं और परमाणु के नाभिक से दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन से बने होते हैं। हालांकि अल्फा कण बहुत ऊर्जावान होते हैं, वे इतने भारी होते हैं कि वे कम दूरी पर अपनी ऊर्जा का उपयोग करते हैं और परमाणु से बहुत दूर यात्रा करने में असमर्थ होते हैं। उन्हें त्वचा से रोका जा सकता है। भोजन या फेफड़ों के माध्यम से शरीर में प्रवेश करने वाले कण खतरनाक हो सकते हैं। |
| बीटा (β) विकिरण | एक नकारात्मक विद्युत आवेश वाले छोटे, तेज गति वाले कण होते हैं जो रेडियोधर्मी क्षय के दौरान परमाणु के नाभिक से उत्सर्जित होते हैं। बीटा कण अल्फा कणों की तुलना में अधिक मर्मज्ञ होते हैं, लेकिन जीवित ऊतक और डीएनए के लिए कम हानिकारक होते हैं क्योंकि वे जो आयनीकरण पैदा करते हैं वे अधिक व्यापक रूप से दूरी पर होते हैं। वे अल्फा कणों की तुलना में हवा में अधिक दूर तक जाते हैं, लेकिन कपड़ों की एक परत या एल्यूमीनियम जैसे पदार्थ की एक पतली परत द्वारा रोका जा सकता है। |
| गामा (γ) विकिरण | ये ऊर्जा के भारहीन पैकेट होते हैं जिन्हें फोटॉन कहा जाता है। अल्फा और बीटा कणों के विपरीत, जिनमें ऊर्जा और द्रव्यमान दोनों होते हैं, गामा किरणें शुद्ध ऊर्जा होती हैं। गामा किरणें दृश्य प्रकाश के समान होती हैं, लेकिन उनमें बहुत अधिक ऊर्जा होती है। वे मानव शरीर के लिए एक विकिरण खतरा हैं। गामा किरणें पूरी तरह से मानव शरीर से गुजर सकती हैं; जैसे ही वे गुजरते हैं, वे आयनीकरण का कारण बन सकते हैं जो ऊतक और डीएनए को नुकसान पहुंचाते हैं। |
आयनकारी विकिरण में आणविक स्तर पर पदार्थ में आयन उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। यदि वह मामला मानव है तो डीएनए को नुकसान और प्रोटीन के विकृतीकरण सहित महत्वपूर्ण क्षति हो सकती है। यह कहना नहीं है कि गैर-आयनीकरण विकिरण मनुष्यों को चोट नहीं पहुंचा सकता है, लेकिन चोट आम तौर पर थर्मल क्षति यानी जलने तक सीमित होती है।
निम्नलिखित चित्रण दिखाता है कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण शरीर के साथ कैसे संपर्क करता है:
क्या आप जानते हैं कि हम अपने दैनिक जीवन में विभिन्न स्रोतों के माध्यम से लगातार विकिरण के संपर्क में रहते हैं?
एक ब्लैकबॉडी को विकिरण के एक पूर्ण उत्सर्जक और अवशोषक के रूप में परिभाषित किया गया है। एक निर्दिष्ट तापमान और तरंग दैर्ध्य पर, कोई भी सतह एक ब्लैकबॉडी से अधिक ऊर्जा का उत्सर्जन नहीं कर सकती है। एक ब्लैकबॉडी एक फैलाना उत्सर्जक है जिसका अर्थ है कि यह सभी दिशाओं में समान रूप से विकिरण उत्सर्जित करता है। इसके अलावा, एक ब्लैकबॉडी तरंग दैर्ध्य और दिशा की परवाह किए बिना सभी घटना विकिरण को अवशोषित करता है।
विकिरण ऊर्जा की रिहाई है, चाहे वह तरंगों या कणों का रूप ले ले। रेडियोधर्मिता एक परमाणु नाभिक के क्षय या विभाजन को संदर्भित करता है। एक रेडियोधर्मी पदार्थ क्षय होने पर विकिरण छोड़ता है। क्षय के उदाहरणों में अल्फा क्षय, बीटा क्षय, गामा क्षय, न्यूट्रॉन रिलीज और सहज विखंडन शामिल हैं। सभी रेडियोधर्मी समस्थानिक विकिरण छोड़ते हैं, लेकिन सभी विकिरण रेडियोधर्मिता से नहीं आते हैं।
