विकिरण: Difference between revisions

भौतिकी में, विकिरण अंतरिक्ष या भौतिक माध्यम के माध्यम से तरंगों या [[ कण |कण]] के रूप में [[ ऊर्जा |ऊर्जा]] का उत्सर्जन या संचरण है। <ref>{{cite web |url=http://scienceworld.wolfram.com/physics/Radiation.html |title=Radiation |last=Weisstein |first=Eric W. |website=Eric Weisstein's World of Physics |publisher=Wolfram Research |access-date=2014-01-11}}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.thefreedictionary.com/radiation |title=Radiation |website=The free dictionary by Farlex |publisher=Farlex, Inc. |access-date=2014-01-11}}</ref> यह भी सम्मिलित है:

* [[ कण विकिरण ]], जैसे अल्फा विकिरण अल्फा विकिरण (α), बीटा विकिरण बीटा विकिरण (β), प्रोटॉन विकिरण और [[ न्यूट्रॉन |न्यूट्रॉन]] विकिरण (गैर-शून्य विश्राम ऊर्जा के कण) होती है |

* [[ ध्वनि ]]की विकिरण, जैसे कि [[ अल्ट्रासाउंड |अल्ट्रासाउंड]] , ध्वनि और भूकंपीय तरंगें (भौतिक [[ संचरण माध्यम |संचरण माध्यम]] पर निर्भर) है |

विकिरण को अधिकांशतः आयनकारी विकिरण या [[ गैर-आयनीकरण विकिरण |गैर-आयनीकरण विकिरण]] के रूप में वर्गीकृत किया जाता है | विकिरणित कणों की ऊर्जा के आधार पर गैर-आयनीकरण हो जाता है। आयनकारी विकिरण में 10 से अधिक [[ इलेक्ट्रॉन |इलेक्ट्रॉन]] वोल्ट होते हैं | जो परमाणुओं और अणुओं को [[ आयनित |आयनित]] करने और [[ रासायनिक बंध |रासायनिक बंध]] नों को तोड़ने के लिए पर्याप्त है। जीवों के लिए हानिकारकता में बड़े अंतर के कारण यह एक महत्वपूर्ण अंतर है। आयनकारी विकिरण का एक सामान्य स्रोत [[ रेडियोधर्मी क्षय |रेडियोधर्मी क्षय]] है जो क्रमशः [[ हीलियम नाभिक |हीलियम नाभिक]] [[ यह इलेक्ट्रॉनिक था |यह इलेक्ट्रॉनिक था]] पॉज़िट्रॉन और फोटॉन से मिलकर α, β, या गामा विकिरण | विकिरण उत्सर्जित करता है। अन्य स्रोतों में मेडिकल [[ रेडियोग्राफ़ |रेडियोग्राफ़]] परीक्षाओं से एक्स-रे और म्यूऑन, [[ मेसन |मेसन]] , पॉज़िट्रॉन, [[ न्यूट्रॉन विकिरण |न्यूट्रॉन विकिरण]] अन्य कण सम्मिलित हैं जो माध्यमिक ब्रह्मांडीय किरणों का निर्माण करते हैं जो प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणों के पृथ्वी के वायुमंडल के साथ पारस्परिक क्रिया के बाद उत्पन्न होते हैं।

गामा किरणें, एक्स-रे और पराबैंगनी प्रकाश की उच्च ऊर्जा सीमा [[ विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम |विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम]] के आयनकारी भाग का निर्माण करती है। आयनाइज शब्द एक परमाणु से दूर एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों के टूटने को संदर्भित करता है, एक क्रिया जिसके लिए अपेक्षाकृत उच्च ऊर्जा की आवश्यकता होती है जो इन विद्युत चुम्बकीय तरंगों की आपूर्ति करती है। आगे स्पेक्ट्रम के नीचे, निचले पराबैंगनी स्पेक्ट्रम की गैर-आयनीकरण कम ऊर्जा परमाणुओं को आयनित नहीं कर सकती है, किन्तु अणुओं को बनाने वाले अंतर-परमाणु बंधनों को बाधित कर सकती है, जिससे परमाणुओं के अतिरिक्त अणुओं को तोड़ दिया जा सकता है; इसका एक अच्छा उदाहरण लंबी-[[ तरंग दैर्ध्य | तरंग दैर्ध्य]] सौर पराबैंगनी के कारण होने वाली सनबर्न है। दृश्यमान प्रकाश, अवरक्त और माइक्रो तंरग [[ आवृत्ति |आवृत्ति]] यों में यूवी की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य की तरंगें बांड को नहीं तोड़ सकती हैं, किन्तु बांडों में कंपन उत्पन्न कर सकती हैं जिन्हें [[ गर्मी |गर्मी]] के रूप में अनुभूत किया जाता है। रेडियो तरंग दैर्ध्य और नीचे सामान्यतः जैविक प्रणालियों के लिए हानिकारक नहीं माना जाता है। ये ऊर्जाओं का तीक्ष्ण चित्रण नहीं हैं | विशिष्ट आवृत्ति के प्रभावों में कुछ ओवरलैप है।<ref>{{cite web| url=https://www.cdc.gov/nceh/radiation/nonionizing_radiation.html| title=The Electromagnetic Spectrum| publisher=Centers for Disease Control and Prevention| date=7 December 2015| access-date=29 August 2018}}</ref>

पर्याप्त रूप से उच्च ऊर्जा वाले विकिरण परमाणुओं को आयनित कर सकते हैं | कहने का तात्पर्य यह है कि यह आयनों का निर्माण करते हुए, परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को हटा सकता है। आयनीकरण तब होता है जब परमाणु के एक इलेक्ट्रॉन खोल से एक इलेक्ट्रॉन छीन लिया जाता है | (या खटखटाया जाता है), जो परमाणु को शुद्ध सकारात्मक चार्ज के साथ छोड़ देता है। क्योंकि जीवित कोशिका (जीव विज्ञान) और, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि इस आयनीकरण से उन कोशिकाओं में डीएनए क्षतिग्रस्त हो सकता है, आयनकारी विकिरण के संपर्क में आने से [[ कैंसर |कैंसर]] का खतरा बढ़ जाता है। इस प्रकार आयनकारी विकिरण कुछ हद तक कृत्रिम रूप से कण विकिरण और विद्युत चुम्बकीय विकिरण से अलग हो जाता है, केवल जैविक क्षति के लिए इसकी महान क्षमता के कारण होता है। जबकि एक व्यक्तिगत सेल परमाणुओं के परिमाण (संख्या) 1012 के क्रम से बना होता है, उनमें से केवल एक छोटा अंश निम्न से मध्यम विकिरण शक्तियों पर आयनित होगा। कैंसर उत्पन्न करने वाले आयनकारी विकिरण की संभावना विकिरण की [[ अवशोषित खुराक |अवशोषित खुराक]] पर निर्भर है, और विकिरण के प्रकार (समतुल्य खुराक) की हानिकारक प्रवृत्ति और विकिरणित जीव या ऊतक की संवेदनशीलता ([[ प्रभावी खुराक (विकिरण सुरक्षा) | प्रभावी खुराक (विकिरण सुरक्षा)]] का कार्य है। )

अधिकांश आयनकारी विकिरण रेडियोधर्मी पदार्थों और अंतरिक्ष (कॉस्मिक किरणों) से उत्पन्न होते हैं, और इस तरह पर्यावरण में स्वाभाविक रूप से उपस्थित होते हैं, क्योंकि अधिकांश चट्टानों और मिट्टी में रेडियोधर्मी पदार्थ की छोटी सांद्रता होती है। चूंकि यह विकिरण अदृश्य है और मानव इंद्रियों द्वारा सीधे पता लगाने योग्य नहीं है, इसलिए सामान्यतः इसकी उपस्थिति का पता लगाने के लिए [[ गीगर काउंटर |गीगर काउंटर]] जैसे उपकरणों की आवश्यकता होती है। कुछ स्थितियों में, यह पदार्थ के साथ पारस्परिक क्रिया पर दृश्य प्रकाश के माध्यमिक उत्सर्जन को जन्म दे सकता है | जैसा कि [[ चेरेनकोव विकिरण |चेरेनकोव विकिरण]] और रेडियो-ल्यूमिनेसिसेंस के स्थितियों में होता है।

दवा, अनुसंधान और निर्माण में आयनकारी विकिरण के कई व्यावहारिक उपयोग हैं | किन्तु यदि अनुचित तरीके से उपयोग किया जाता है तो यह स्वास्थ्य के लिए खतरा उत्पन्न करता है। विकिरण के संपर्क में आने से जीवित ऊतकों को हानि होता है | उच्च खुराक के परिणामस्वरूप [[ तीव्र विकिरण सिंड्रोम |तीव्र विकिरण सिंड्रोम]] (एआरएस) होता है, जिसमें त्वचा जल जाती है, बालों का झड़ना, आंतरिक अंग विफलता और मृत्यु हो जाती है, जबकि किसी भी खुराक के परिणामस्वरूप कैंसर और [[ आनुवंशिक क्षति |आनुवंशिक क्षति]] की संभावना बढ़ सकती है; कैंसर का एक विशेष रूप, [[ थायराइड कैंसर |थायराइड कैंसर]] , अधिकांशतः तब होता है जब रेडियोधर्मी आयोडीन विखंडन उत्पाद, [[ आयोडीन -131 |आयोडीन -131]] की जैविक प्रवृत्ति के कारण परमाणु हथियार और रिएक्टर विकिरण स्रोत होते हैं। <ref name="ICNIR2003" /> चूंकि, आयनकारी विकिरण के कारण कोशिकाओं में कैंसर के बनने के सटीक कठिन परिस्थिति और संभावना की गणना अभी भी अच्छी तरह से समझ में नहीं आई है और वर्तमान में अनुमान हिरोशिमा और नागासाकी के परमाणु बम विस्फोटों से जनसंख्या आधारित डेटा और रिएक्टर दुर्घटनाओं के अनुवर्ती से निर्धारित होते हैं | जैसे [[ चेरनोबिल आपदा |चेरनोबिल आपदा]] के रूप में। रेडियोलॉजिकल प्रोटेक्शन पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग कहता है कि आयोग अनिश्चितताओं और मॉडल और पैरामीटर मूल्यों की स्पष्टता की कमी से अवगत है | सामूहिक प्रभावी खुराक महामारी विज्ञान कठिन परिस्थिति मूल्यांकन के लिए एक उपकरण के रूप में अभिप्रेत नहीं है, और कठिन परिस्थिति अनुमानों में इसका उपयोग करना अनुचित है और विशेष रूप से, तुच्छ व्यक्तिगत खुराक से सामूहिक प्रभावी खुराक के आधार पर कैंसर से होने वाली मौतों की संख्या की गणना से बचा जाना चाहिए। <ref>{{cite web|title=ICRP Publication 103 The 2007 Recommendations of the International Commission on Protection|url=http://www.icrp.org/docs/ICRP_Publication_103-Annals_of_the_ICRP_37(2-4)-Free_extract.pdf|publisher=ICRP|access-date=12 December 2013}}</ref>

वायुमंडल का एक क्षेत्र है जिसमें ओजोन लगभग 98% गैर-आयनीकरण किन्तु खतरनाक यूवी-सी और यूवी-बी को अवशोषित करता है। यह तथाकथित [[ ओजोन परत |ओजोन परत]] लगभग से प्रारंभिकू होती है {{convert|20|miles}} और ऊपर की ओर फैला हुआ है। कुछ पराबैंगनी स्पेक्ट्रम जो जमीन तक पहुंचते हैं, गैर-आयनीकरण होते हैं, किन्तु जैविक अणुओं में इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना उत्पन्न करने के लिए इस ऊर्जा के एकल फोटॉन की क्षमता के कारण अभी भी जैविक रूप से खतरनाक है, और इस तरह अवांछित प्रतिक्रियाओं के माध्यम से उन्हें हानि पहुंचाते हैं। एक उदाहरण डीएनए में [[ पाइरीमिडीन डिमर |पाइरीमिडीन डिमर]] का बनना है, जो 365 एनएम (3.4 ईवी) से कम तरंग दैर्ध्य पर प्रारंभिकू होता है, जो आयनीकरण ऊर्जा से अधिक नीचे है। यह गुण पराबैंगनी स्पेक्ट्रम को वास्तविक आयनीकरण के बिना जैविक प्रणालियों में आयनकारी विकिरण के कुछ खतरों को देता है। इसके विपरीत, दृश्यमान प्रकाश और लंबी-तरंग दैर्ध्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण, जैसे कि अवरक्त, माइक्रो तंरग और रेडियो तरंगों में बहुत कम ऊर्जा वाले फोटॉन होते हैं | जो हानिकारक आणविक उत्तेजना का कारण बनते हैं, और इस प्रकार यह विकिरण ऊर्जा की प्रति यूनिट बहुत कम खतरनाक होता है।

एक्स-रे विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं जिनकी तरंग दैर्ध्य लगभग 10⁻⁹ .मी (3x10¹⁷ . से अधिक) Hz और 1,240 eV) से कम होती है । एक छोटा तरंगदैर्घ्य समीकरण के अनुसार उच्च ऊर्जा से मेल खाता है | ऊर्जा = प्लैंक प्रकाश/तरंग दैर्ध्य की निरंतर गति।λ। (ई ऊर्जा है; एच [[ प्लैंक स्थिरांक |प्लैंक स्थिरांक]] है; सी प्रकाश की गति है | λ तरंग दैर्ध्य है।) जब एक एक्स-रे फोटॉन एक परमाणु से टकराता है, तो परमाणु फोटॉन की ऊर्जा को अवशोषित कर सकता है और एक इलेक्ट्रॉन को उच्च कक्षीय तक बढ़ा सकता है। स्तर या यदि फोटॉन अत्यंत ऊर्जावान है, तो यह परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को पूरी तरह से टकरा सकता है, जिससे परमाणु आयनित हो सकता है। सामान्यतः, बड़े परमाणु एक्स-रे फोटॉन को अवशोषित करने की अधिक संभावना रखते हैं क्योंकि उनके कक्षीय इलेक्ट्रॉनों के बीच अधिक ऊर्जा अंतर होता है। मानव निकाय में नरम ऊतक हड्डी बनाने वाले कैल्शियम परमाणुओं की तुलना में छोटे परमाणुओं से बना होता है, इसलिए एक्स-रे के अवशोषण में एक विपरीतता होती है। एक्स-रे मशीनों को विशेष रूप से हड्डी और कोमल ऊतकों के बीच अवशोषण अंतर का लाभ उठाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे चिकित्सकों को मानव निकाय में संरचना की जांच करने की अनुमति मिलती है।

गामा (γ) विकिरण में 3x10⁻¹¹ मीटर (10¹⁹ . से अधिक) हर्ट्ज और 41.4 केवी). से कम तरंग दैर्ध्य वाले फोटॉन होते हैं ।<ref name="ICNIR2003">{{cite journal|url=https://www.who.int/peh-emf/meetings/archive/en/keynote3ng.pdf| title=Non-Ionizing Radiations – Sources, Biological Effects, Emissions and Exposures|journal= Proceedings of the International Conference on Non-Ionizing Radiation at UNITEN ICNIR2003 Electromagnetic Fields and Our Health|date=20–22 October 2003|author= Kwan-Hoong Ng}}</ref> गामा विकिरण उत्सर्जन एक परमाणु प्रक्रिया है जो अधिकांश परमाणु प्रतिक्रियाओं के बाद अस्थिर [[ परमाणु नाभिक |परमाणु नाभिक]] को अतिरिक्त ऊर्जा से मुक्त करने के लिए होती है। अल्फा और बीटा दोनों कणों में एक विद्युत आवेश और द्रव्यमान होता है, और इस प्रकार उनके रास्ते में अन्य परमाणुओं के साथ पारस्परिक क्रिया करने की अधिक संभावना होती है। गामा विकिरण, चूंकि, फोटॉन से बना होता है, जिसमें न तो द्रव्यमान होता है और न ही विद्युत आवेश होता है और परिणामस्वरूप, अल्फा या बीटा विकिरण की तुलना में पदार्थ के माध्यम से बहुत आगे तक प्रवेश करता है।

इसके अतिरिक्त, उच्च-ऊर्जा (उच्च गति) न्यूट्रॉन में परमाणुओं को सीधे आयनित करने की क्षमता होती है। एक तंत्र जिसके द्वारा उच्च ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन परमाणुओं को आयनित करते हैं, एक परमाणु के नाभिक पर प्रहार करना और एक अणु से परमाणु को बाहर निकालना है | एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों को पीछे छोड़ देना क्योंकि रासायनिक बंधन टूट जाता है। इससे रासायनिक मुक्त कणों का उत्पादन होता है। इसके अतिरिक्त, बहुत अधिक ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन न्यूट्रॉन स्पैलेशन या नॉकआउट द्वारा आयनकारी विकिरण का कारण बन सकते हैं, जिसमें न्यूट्रॉन प्रभाव पर परमाणु नाभिक (विशेष रूप से हाइड्रोजन नाभिक) से उच्च ऊर्जा वाले प्रोटॉन का उत्सर्जन करते हैं। अंतिम प्रक्रिया न्यूट्रॉन की अधिकांश ऊर्जा प्रोटॉन को प्रदान करती है, ठीक उसी तरह जैसे एक [[ बिलियर्ड गेंद |बिलियर्ड गेंद]] दूसरे से टकराती है। ऐसी प्रतिक्रियाओं से आवेशित प्रोटॉन और अन्य उत्पाद सीधे आयनीकृत होते हैं।

बाहरी अंतरिक्ष से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उच्च ऊर्जा कणों के दो स्रोत सूर्य और गहरा अंतरिक्ष हैं। सूर्य लगातार सौर हवा में कणों का उत्सर्जन करता है | मुख्य रूप से मुक्त प्रोटॉन, और कभी-कभी [[ कोरोनल मास इजेक्शन |कोरोनल मास इजेक्शन]] (सीएमई) के साथ प्रवाह को अत्यधिक बढ़ा देता है।

गहरे अंतरिक्ष (इंटर- औ