13. పరమాణువులో కేంద్రకం
పరమాణు సంఖ్య
యురేనియమ్, థోరియమ్ లు వెలువరించిన
వికిరణాలు చాలా బలహీనంగా ఉంటాయి. వాటితో పని చెయ్యడంలో ఇబ్బందులు ఉన్నాయి. ఈ పరిస్థితిని మాదామ్ క్యూరీ సవరించింది. ఎన్నో యురేనియమ్ ఖనిజాలని పరీక్షించిన మీదట ఆమె యురేనియమ్ పాలు కాస్త తక్కువగా వున్నా, తీక్షణమైన రేడియోధార్మిక లక్షణాలు గల కొన్ని యురేనియమ్ ఖనిజాలని కనుక్కుంది. శుద్ధ యురేనియమ్ కన్నా ఈ ఖనిజాలకి మరింత శక్తి వుంది.
ఈ ప్రత్యేక
ఖనిజాలలో యురేనియమ్ కాకుండా మరేదో కొత్త మూలకం ఉండి వుండాలని నిశ్చయించింది మాదామ్ క్యూరీ. తను పరీక్షించిన ఖనిజాలలో గణనీయమైన మొత్తాల్లో వున్న మూలకాలు అన్నీ తనకి సంపూర్ణంగా తెలుసు. అవేవీ రేడియోధార్మికమైనవి కావని కూడా తెలుసు. కనుక ఈ కొత్త మూలకం ఏదో చాలా సూక్ష్మమైన మొత్తాల్లో ఉండి వుండాలని, అంతేకాక దానికి ప్రబలమైన రేడియోధార్మికత ఉండి ఉండాలని ఆమె ఊహించింది.
1898లో ఆమె తన భర్త పియర్ తో కలిసి పెద్ద మొత్తాల్లో ముడి ఖనిజాన్ని శుద్ధి చేసింది. అందులోంచి కొత్త మూలకాన్ని శుద్ధ రూపంలో వెలికి తీసే ప్రయత్నం చేసింది. జులై నెలలో ఓ కొత్త మూలకం దొరికింది. పోలాండ్ లో పుట్టిన మాదామ్ క్యూరీ తన స్వదేశం గౌరవార్థం ఆ మూలకానికి పోలోనియమ్ అని పేరు పెట్టింది. డిసెంబర్ నెలలో మరో కొత్త మూలకం దొరికింది. దీనికి రేడియమ్ అని పేరు పెట్టారు.
రేడియమ్ కి విపరీతమైన
రేడియోధార్మిక లక్షణాలు ఉన్నాయి. ఒకే బరువు ఉన్న యురేనియమ్ కన్నా దీని నుండి వెలువడే వికిరణాలు 300,000 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటాయి. పైగా ఇది చాలా అరుదైన మూలకం. టన్నుల కొద్ది ముడి పదార్థాన్ని శుద్ధి చేస్తే అందులోంచి ఒక ఔన్సు లో 1/300 వంతు రేడియం మాత్రమే లభ్యమయ్యింది.
అలాగే సూక్ష్మమైన మొత్తాల్లో మరెన్నో ఇతర శక్తివంతమైన రేడియోధార్మిక మూలకాలు కనుక్కోబడ్డాయి. 1899 లో ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత ఆంద్రె లూయీ దోబియర్న్ (1874-1949) ఆక్టీనియమ్ (actinium) అనే మూలకాన్ని కనుక్కున్నాడు. 1900 లో జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఫ్రెడెరిక్ ఎర్నెస్ట్ డోర్న్ (1848-1916) ఓ
కొత్త రేడియోధార్మిక
వాయువుని కనుక్కున్నాడు. దానికి తదనంతరం రేడాన్ (radon) అని పేరు పెట్టారు. ఇది జడవాయువుల్లో ఒకటి. ఆవర్తన పట్టికలో దీని స్థానం గ్సెనాన్ కిందకి వస్తుంది. చివరికి 1917లో జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు ఆటో
హాన్ (1879-), లీజి మీట్నర్ లు (1978-) ప్రోటాక్టినియమ్
(protactinium) ని కనుక్కున్నారు.
ప్రాయోగికులు ఈ కొత్త
అరుదైన, అతి శక్తివంతమైన రేడియోధార్మికత గల మూలకాలతో ‘particle guns’ (కణధార తుపాకీలు) చేసి వినియోగించేవారు. సీసానికి వికిరణాలని లోనికి గ్రహించే లక్షణం వుంది. ఈ కొత్త మూలకాలని సీసపు పూత కలిగి, ఒక చిన్న కన్నం వున్న పెట్టెలో ఉంచేవారు. సీసపు పూత వికిరణాలని అడ్డుకున్నా, పెట్టెలోని రంధ్రం లోంచి రేణువులు పైకి ఓ సన్నని ధారగా వచ్చేవి. ఆ ధారని తమకి నచ్చిన లక్ష్యం వైపుగా సారించేవారు.
ఈ కణధార
తుపాకీలని సమర్ధవంతంగా వాడుకున్నవారిలో రూథర్ఫర్డ్ ఒకడు. 1906 లో అతడు సన్నని లోహపు (బంగారం వంటివి) తెరల మీదకి అతి వేగంతో కదిలే ఆల్ఫా రేణువుల ధారలని సారించాడు. అధిక శాతం ఆల్ఫా రేణువులు ఆ తెర లోంచి సునాయాసంగా దాటిపోయేవి. వాటి ఆనవాళ్లు తెర వెనుక ఉన్న ఫొటోగ్రాఫిక్ ప్లేట్ మీద నిలిచేవి. కొన్ని సందర్భాల్లో మాత్రం ఆల్ఫా రేణువులు చెల్లాచెదురు (scatter) అయ్యేవి. కొన్ని సార్లు పెద్ద పెద్ద కోణాల వద్ద కూడా రేణువులు చెల్లాచెదురు అయ్యేవి.
రూథర్ఫర్డ్ చేసిన బంగారు తెర ప్రయోగం
ఈ ప్రయోగాల్లో
వాడిన బంగరు తెరలు రెండు వేల పరమాణువులు పట్టేటంత
మందం గలవి. అలాంటి తెరను ఛేదించుకుని ఆల్ఫా రేణువులు ముందుకు పోగలుగుతున్నాయి అంటే పరమాణువులో అధిక శాతం ఖాళీ ప్రదేశం అయ్యుండాలని అనుకున్నాడు రూథర్ఫర్డ్. కాని కొన్ని సందర్భాల్లో మాత్రం ఆల్ఫా రేణువులు వెనక్కి తుళ్లుతున్నాయి కనుక పరమాణువు కేంద్రంలో ఎక్కడో చాలా కఠినమైన, ధన విద్యుదావేశం గల భారీ కేంద్రం కలిగి ఉండాలని ఊహించాడు.
(ఇంకా వుంది)
