एल्युमिनियम -26: Difference between revisions

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एल्युमिनियम -26, 26Al
General
Symbol26Al
Namesएल्युमिनियम -26, 26Al, Al-26
Protons (Z)13
Neutrons (N)13
Nuclide data
Natural abundanceट्रेस (ब्रह्माण्डजन्य)
Half-life (t1/2)7.17×105 years
Spin5+
Decay modes
Decay modeDecay energy (MeV)
β+4.00414
ε4.00414
Isotopes of aluminium
Complete table of nuclides

एल्यूमिनियम -26 (26Al, Al-26) रासायनिक तत्व एल्यूमिनियम का एक रेडियोधर्मी समस्थानिक है, जिसका क्षय या तो पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन या इलेक्ट्रॉन परिग्रहण द्वारा स्थिर मैग्नीशियम-26 में होता है। 26Al का अर्द्ध जीवनकाल 7.17×105 (717,000) वर्ष है। यह अर्द्ध जीवनकाल समस्थानिक के लिए मौलिक न्यूक्लाइड के रूप में जीवित रहने के लिए अत्यन्त कम है, लेकिन इसकी एक छोटी मात्रा परमाणुओं के ब्रह्मांडीय किरण प्रोटॉनों के साथ संघट्टन से उत्पन्न होती है।[1]

एल्यूमिनियम-26 के क्षय से गामा किरणें और एक्स-किरणें भी उत्पन्न होती हैं।[2] एक्स-रे और ओज़े इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन परिग्रहण के बाद विघटज 26Mg के उत्तेजित परमाणु कोश द्वारा उत्सर्जित किया जाता है जो सामान्यतः निचले उप-कोशों में से एक में एक होल (कोटर) छोड़ देता है।

चूँकि यह रेडियोधर्मी है, अतः यह सामान्यतः सीसे के कम से कम 5 centimetres (2 in) के पीछे संग्रहित होता है। 26Al के संपर्क में आने से रेडियोएक्टिव संदूषण हो सकता है, जिससे स्थानांतरण, उपयोग और भंडारण के लिए विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है।[3]

काल निर्धारण

उल्कापिंडों और धूमकेतुओं की भौमिक आयु की गणना के लिए एल्यूमिनियम-26 का उपयोग किया जा सकता है। यह बेरिलियम-10 के साथ-साथ सिलिकॉन के स्पालन के माध्यम से अलौकिक वस्तुओं में महत्वपूर्ण मात्रा में उत्पन्न होता है, हालाँकि पृथ्वी पर गिरने के बाद, 26Al का उत्पादन बंद हो जाता है और अन्य ब्रह्माण्डजन्य न्यूक्लाइडों के सापेक्ष इसकी बहुलता कम हो जाती है। पृथ्वी पर एल्युमीनियम-26 स्रोतों की अनुपस्थिति, पृथ्वी की वायुमंडलीय सतह पर सिलिकॉन को अवरोधित करने और निम्न क्षोभमंडल को ब्रह्मांडीय किरणों के साथ संपर्क करने का परिणाम है। परिणामस्वरूप, नमूने में 26Al की मात्रा का उपयोग उल्कापिंड के पृथ्वी पर गिरने की तारीख की गणना के लिए किया जा सकता है।[1]

इंटरस्टेलर माध्यम में घटना

आकाशगंगा में Al26 का वितरण

1809 केईवी पर Al-26 के क्षय से गामा किरण का उत्सर्जन, मंदाकिनीय केंद्र से प्रेक्षित सर्वप्रथम गामा उत्सर्जन था। यह प्रेक्षण वर्ष 1984 में उच्च ऊर्जा खगोलविज्ञान वेधशाला-3 (एचईएओ-3) उपग्रह द्वारा किया गया था।[4][5]

समस्थानिक मुख्य रूप से कई रेडियोधर्मी न्यूक्लाइडों को अन्तर्तारकीय माध्यम में निष्कासित करते हुए सुपरनोवा (अधिनव तारा) में निर्मित होता है। ऐसा माना जाता है कि समस्थानिक छोटे ग्रहों के पिंडों को उनके आंतरिक भागों को विभेदित करने के लिए पर्याप्त ऊष्मा प्रदान करता है, जैसा कि क्षुद्र ग्रह 1 सेरेस (बौना ग्रह) और 4 वेस्टा के प्रारंभिक इतिहास में हुआ है।[6][7][8] यह समस्थानिक शनि के चंद्रमा, आऐपिटस के विषुवतीय उभार सम्बन्धी परिकल्पनाओं में भी सम्मिलित है।[9]

इतिहास

वर्ष 1954 से पहले, एल्यूमिनियम-26 का अर्द्ध जीवनकाल 6.3 सेकंड मापा जाता था।[10] यह एल्यूमिनियम -26 की मितस्थायी अवस्था (समभारिक) का अर्द्ध जीवनकाल हो सकता है, इस सिद्धांत के बाद पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय के साइक्लोट्रॉन में मैग्नीशियम -26 और मैग्नीशियम -25 की बमबारी से इसकी भौमिक अवस्था का उत्पादन किया गया था।[11] प्रथम अर्द्ध जीवनकाल 106 वर्ष की सीमा में निर्धारित किया गया था।

एल्युमीनियम-26 की मितस्थायी अवस्था का फर्मी बीटा क्षय अर्द्ध जीवनकाल संरक्षित-सदिश-धारा परिकल्पना और कैबिबो-कोबायाशी-मास्कवा मैट्रिक्स के आवश्यक केन्द्रीकरण नामक मानक मॉडल के दो घटकों के प्रायोगिक परीक्षण में रुचि रखता है। [12] यह क्षय अधिअनुमत है। 26mAl के अर्द्ध जीवनकाल के वर्ष 2011 की माप 6346.54 ± 0.46(सांख्यिकीय) ± 0.60 (प्रणाली) मिलीसेकंड है।[13] प्रारंभिक सौर मंडल में छोटे ग्रहों के पिंडों की ज्ञात गलन पर विचार करते हुए, एच. सी. यूरे ने ध्यान दिया कि प्राकृतिक रूप से दीर्घ-जीवी रेडियोधर्मी नाभिक (40K, 238U, 235U और 232Th) अपर्याप्त ऊष्मा स्रोत थे। इन्होंने प्रस्तावित किया कि नवगठित तारों के अल्पकालिक नाभिकों के ऊष्मा स्रोत, ऊष्मा स्रोत हो सकते हैं और 26Al को सबसे संभावित विकल्प के रूप में पहचाना।[14][15] यह प्रस्ताव नाभिक के तारकीय नाभिक-संश्लेषण की सामान्य समस्याओं को जानने या समझने से पहले निर्मित किया गया था। यह अनुमान सिमेंटन, राइटमायर, लॉन्ग और कोहमैन द्वारा एक Mg लक्ष्य में 26Al की खोज पर आधारित था।[11]

इनकी खोज इसलिए की गई क्योंकि अभी तक Al का ऐसा कोई ज्ञात रेडियोधर्मी समस्थानिक उपलब्ध नहीं था, जो अनुरेखक के रूप में उपयोगी हो। सैद्धांतिक विचारों ने सुझाव दिया कि 26Al की अवस्था का अस्तित्व होना चाहिए। 26Al का जीवनकाल तब ज्ञात नहीं था; यह केवल 104 और 106 वर्षों के बीच अनुमानित था। 26Al की खोज विलुप्त रेडियोन्यूक्लाइड 129I (रेनॉल्ड द्वारा (1960, भौतिक पुनरावलोकन वर्ण वी 4, पी 8)) की खोज के लंबे समय बाद कई वर्षों में हुई, जिसने दर्शाया कि तारकीय स्रोतों से योगदान सूर्य के सौर प्रणाली मिश्रण के लिए योगदान से लगभग ~108 वर्ष पहले किया गया था।[how?] उल्कापिंड के नमूने प्रदान करने वाली क्षुद्रग्रह सामग्री प्रारंभिक सौर मंडल से अधिक लंबे समय से जानी जाती थी।[16]

वर्ष 1969 में गिरने वाले एलेंडे उल्कापिंड में प्रचुर मात्रा में कैल्शियम-एल्यूमिनियम युक्त समावेशन (CAIs) था। ये अतिउच्च्तापसह सामग्रियाँ हैं और इसकी व्याख्या एक तप्त सौर निहारिका से संघनित होने के रूप में की गई थी।[17][18] तब यह पता चला कि ये वस्तुएँ ऑक्सीजन 16O में ~5% तक उन्नत हो गई थीं जबकि 17O/18O भौमिक के समान ही थे। यह स्पष्ट रूप से एक प्रचुर मात्रा के तत्व में एक बड़ा प्रभाव दर्शाता है जो संभवतः एक तारकीय स्रोत से परमाण्विक हो सकता है। तब इन वस्तुओं में अत्यंत कम 87Sr/86Sr के साथ स्ट्रॉन्शियम पाया गया था जो यह दर्शाता है कि ये पूर्व में विश्लेषित उल्कापिंड सामग्रियों की तुलना में कुछ मिलियन वर्ष पुराने थे और इस प्रकार की सामग्री 26Al की खोज के योग्य होगी।[19] 26Al वर्तमान में केवल सौर मंडल की सामग्रियों में अत्यंत[quantify] निम्न स्तर पर अनारक्षित सामग्रियों पर ब्रह्मांडीय प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप उपलब्ध है। इस प्रकार, प्रारंभिक सौर मंडल में कोई भी मूल 26Al अब विलुप्त हो गया है।

अत्यंत प्राचीन सामग्रियों में 26Al की उपस्थिति स्थापित करने के लिए यह प्रदर्शित करने की आवश्यकता होती है कि नमूनों में ऐसे 26Mg/24Mg की स्पष्ट अधिकता होनी चाहिए जो 27Al/24Mg के अनुपात से सहसंबंधित है। स्थिर 27Al, तब विलुप्त 26Al के लिए स्थानापन्न है। विभिन्न 27Al/24Mg अनुपात एक नमूने में विभिन्न रासायनिक चरणों से जुड़े होते हैं और कैल्शियम-एल्यूमिनियम समावेशन में क्रिस्टल के विकास से जुड़ी सामान्य रासायनिक पृथक्करण प्रक्रियाओं का परिणाम होते हैं। 5×10−5 के बहुलता अनुपात में 26Al की उपस्थिति का स्पष्ट प्रमाण ली, एट अल द्वारा दर्शाया गया था।[20][21] (26Al/27Al ~ 5×10−5) मान अब सामान्यतः प्रारंभिक सौर प्रणाली के नमूनों में उच्च मान के रूप में स्थापित किया गया है और इसका उपयोग सामान्यतः प्रारंभिक सौर प्रणाली के लिए एक परिष्कृत काल पैमाने कालमापी के रूप में किया जाता है। निम्न मान निर्माण के आधुनिक समय का संकेत देते हैं। यदि यह 26Al पूर्व-सौर तारकीय स्रोतों का परिणाम है, तो इसका अर्थ है कि सौर मंडल के गठन और कुछ विस्फोटक तारों के उत्पादन के बीच समय में घनिष्ठ संबंध है। अत्यंत पहले परिकल्पित कई सामग्रियाँ (उदाहरण के लिए चोंड्रोल्स) कुछ मिलियन वर्षों बाद निर्मित प्रतीत होती हैं (हचिसन और हचिसन)।[citation needed] अन्य ऐसे विलुप्त रेडियोधर्मी नाभिकों की खोज की जा रही थी, जिनकी उत्पत्ति स्पष्ट रूप से एक तारकीय थी।[22]

उच्च-ऊर्जा खगोलीय वेधशाला कार्यक्रम के विकास तक यह 26Al, अन्तर्तारकीय माध्यम में एक प्रमुख गामा किरण स्रोत के रूप में उपस्थित था। शीतल जर्मेनियम (Ge) संसूचकों वाले एचईएओ-3 अंतरिक्ष यान ने 26Al स्रोत के वितरण से आकाशगंगा के मध्य भाग से 1.808 एमईवी गामा किरणों का स्पष्ट पता लगाने की सुविधा प्रदान की।[4] यह वितरित किए गए 26Al के दो सौर द्रव्यमानों के संगत अर्ध स्थिर अवस्था विवरण को निरूपित करता है[clarification needed]। स खोज का विस्तारआ काशगंगा में कॉम्पटेल दूरदर्शी का उपयोग करते हुए कॉम्पटन गामा किरण वेधशाला के अवलोकनों द्वारा किया गया था।[23] इसके बाद, 60Fe रेखाओं (1.173 और 1.333 एमईवी) का भी पता लगाया गया, जो 60Fe से 26Al तक क्षय की सापेक्ष दर को 60Fe/26AL~0.11 दर्शाती हैं।[24]

कुछ उल्कापिंडों के रासायनिक भंजन से उत्पन्न अपशिष्ट में 22Ne के वाहक की खोज में ई. एंडर्स और शिकागो समूह द्वारा माइक्रोन आकार में वाहक कण, अम्ल-प्रतिरोधी अधि-उच्चतापसह सामग्रियाँ (जैसे कार्बन, सिलिकन कार्बाइड) पाए गए। वाहक कण स्पष्ट रूप से पहले के सितारों से परितारकीय संघनित होने के रूप में दर्शाए गए थे और प्रायः 26Al/27Al के साथ 26Al के क्षय से 26Mg/24Mg में अत्यधिक वृद्धि हुई थी, जो कभी-कभी 0.2 तक पहुँच जाती है।[25][26] माइक्रोन पैमाने के कणों पर ये अध्ययन कैमेका कंपनी के जी. स्लोज़ियन और आर. कास्टेइंग द्वारा विकसित एक केंद्रित बीम के साथ उच्च द्रव्यमान रिज़ॉल्यूशन पर सतह आयन द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमिति के विकास के परिणामस्वरूप संभव थे।

अनारक्षित सामग्रियों में ब्रह्मांडीय किरणों की अंतःक्रियाओं द्वारा 26Al के उत्पादन का उपयोग ब्रह्मांडीय किरणों के संपर्क में आने के समय की निगरानी के रूप में किया जाता है। यह मात्रा उस प्रारंभिक वस्तु से बहुत कम है जो अत्यन्त प्रारंभिक सौर प्रणाली के मलबे में पाई जाती है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Overholt, A.C.; Melott, A.L. (2013). "Cosmogenic nuclide enhancement via deposition from long-period comets as a test of the Younger Dryas impact hypothesis". Earth and Planetary Letters. 377–378: 55–61. arXiv:1307.6557. Bibcode:2013E&PSL.377...55O. doi:10.1016/j.epsl.2013.07.029. S2CID 119291750.
  2. ↑ "Nuclide Safety Data Sheet Aluminum-26" (PDF). www.nchps.org.
  3. ↑ "Nuclide Safety Data Sheet Aluminum-26" (PDF). National Health& Physics Society. Retrieved 2009-04-13.
  4. ↑ 4.0 4.1 Mahoney, W. A.; Ling, J. C.; Wheaton, W. A.; Jacobson, A. S. (1984). "HEAO 3 discovery of Al-26 in the interstellar medium". The Astrophysical Journal. 286: 578. Bibcode:1984ApJ...286..578M. doi:10.1086/162632.
  5. ↑ Kohman, T. P. (1997). "Aluminum-26: A nuclide for all seasons". Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 219 (2): 165–176. doi:10.1007/BF02038496. S2CID 96683475.
  6. ↑ Moskovitz, Nicholas; Gaidos, Eric (2011). "Differentiation of planetesimals and the thermal consequences of melt migration". Meteoritics & Planetary Science. 46 (6): 903–918. arXiv:1101.4165. Bibcode:2011M&PS...46..903M. doi:10.1111/j.1945-5100.2011.01201.x. S2CID 45803132.
  7. ↑ Zolotov, M. Yu. (2009). "On the Composition and Differentiation of Ceres". Icarus. 204 (1): 183–193. Bibcode:2009Icar..204..183Z. doi:10.1016/j.icarus.2009.06.011.
  8. ↑ Zuber, Maria T.; McSween, Harry Y.; Binzel, Richard P.; Elkins-Tanton, Linda T.; Konopliv, Alexander S.; Pieters, Carle M.; Smith, David E. (2011). "Origin, Internal Structure and Evolution of 4 Vesta". Space Science Reviews. 163 (1–4): 77–93.