আদিম নিউক্লাইড

From LTRC
পৃথিবীর উপরের মহাদেশীয় ভূত্বকে রাসায়নিক উপাদানগুলোর আপেক্ষিক প্রাচুর্য, প্রতি-পরমাণু ভিত্তিতে

ভূ-রসায়ন, ভূ-পদার্থবিজ্ঞান এবং নিউক্লীয় পদার্থবিজ্ঞানে, আদিম নিউক্লাইড (primordial nuclides) বা আদিম আইসোটোপ (primordial isotopes) বলতে এমন সব নিউক্লাইডকে বোঝায়, যেগুলো পৃথিবী সৃষ্টির আগে থেকেই তাদের বর্তমান রূপে বিদ্যমান। আদিম নিউক্লাইডগুলো সেই আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যমে উপস্থিত ছিল, যা থেকে সৌরজগৎ গঠিত হয়েছে। এগুলো বিগ ব্যাং-এর সময়, নক্ষত্র ও সুপারনোভাতে নিউক্লিওসিন্থেসিস এবং পরবর্তীকালে ভর নির্গমন, মহাজাগতিক রশ্মি স্প্যালেশন বা মহাবিশ্বের ইতিহাসের অন্যান্য প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি হয়েছে। এগুলো হলো সেই সব স্থিতিশীল নিউক্লাইড এবং দীর্ঘজীবী রেডিওনিউক্লাইড, যেগুলো আদিম সৌর নীহারিকা থেকে গ্রহের অ্যাক্রিশন বা সংযোজন প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে টিকে আছে; বর্তমানে এ ধরনের ২৮৬টি নিউক্লাইড সম্পর্কে জানা গেছে।

স্থিতিশীলতা

জানা থাকা ২৫১টি স্থিতিশীল নিউক্লাইড এবং আরও ৩৫টি নিউক্লাইড, যাদের অর্ধায়ু পৃথিবী সৃষ্টির পর থেকে টিকে থাকার মতো যথেষ্ট দীর্ঘ, সেগুলো আদিম নিউক্লাইড হিসেবে বিদ্যমান। এই ৩৫টি আদিম রেডিওনিউক্লাইড ২৮টি পৃথক রাসায়নিক উপাদানের আইসোটোপ হিসেবে থাকে। ক্যাডমিয়াম, টেলুরিয়াম, জেনন, নিওডিমিয়াম, সামারিয়াম, অসমিয়াম এবং ইউরেনিয়াম—প্রতিটির দুটি করে আদিম রেডিওআইসোটোপ রয়েছে (113, 116; 128, 130; 124, 136; 144, 150; 147, 148; 184, 186; এবং 235, 238)।

যেহেতু পৃথিবীর বয়স 4.58×10^9 years (৪.৫৮ বিলিয়ন বছর), তাই ব্যবহারিক শনাক্তযোগ্যতার জন্য এই নিউক্লাইডগুলোর অর্ধায়ু প্রায় ×10^8 years (১০০ মিলিয়ন বছর)-এর বেশি হতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, ৬০ মিলিয়ন বছর অর্ধায়ুবিশিষ্ট একটি নিউক্লাইডের ক্ষেত্রে ৭৭টি অর্ধায়ু অতিবাহিত হয়েছে, যার অর্থ হলো পৃথিবী সৃষ্টির সময় প্রতি মোল (6.02×10^23 atoms) নিউক্লাইডের বিপরীতে আজ মাত্র ৪টি পরমাণু অবশিষ্ট রয়েছে।

আদিম হিসেবে শনাক্তকৃত সাতটি স্বল্পায়ুবিশিষ্ট আদিম নিউক্লাইড হলো 87 (4.92×10^10 years), 187 (4.12×10^10 years), 176 (3.70×10^10 years), 232 (1.40×10^10 years), 238 (4.46×10^9 years), 40 (1.25×10^9 years), এবং 235 (7.04×10^8 years)।

এগুলো হলো সেই সাতটি নিউক্লাইড যাদের অর্ধায়ু মহাবিশ্বের আনুমানিক বয়সের সমান বা কিছুটা কম। (87Rb, 187Re, 176Lu এবং 232Th-এর অর্ধায়ু মহাবিশ্বের বয়সের চেয়ে কিছুটা বেশি।) ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে, মহাবিশ্বের বয়সের চেয়ে অনেক বেশি অর্ধায়ুবিশিষ্ট নিউক্লাইডগুলোকে স্থিতিশীল হিসেবে গণ্য করা যেতে পারে। 87Rb, 187Re, 176Lu, 232Th এবং 238U-এর অর্ধায়ু এত দীর্ঘ যে ভূতাত্ত্বিক সময়কালে তাদের ক্ষয় সীমিত; 40K এবং 235U-এর অর্ধায়ু কম হওয়ায় এগুলো ব্যাপকভাবে হ্রাস পেয়েছে, তবে পৃথিবীতে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে টিকে থাকার মতো যথেষ্ট দীর্ঘায়ু তাদের রয়েছে।

আদিম হিসেবে প্রমাণিত নয় এমন দীর্ঘজীবী আইসোটোপগুলোর মধ্যে সবচেয়ে দীর্ঘজীবী হলো 146[1], যার অর্ধায়ু 9.20×10^7 years, এরপর রয়েছে 244 (8.13×10^7 years) এবং 92 (3.47×10^7 years)। ১৯৭১ সালে 244Pu-কে প্রকৃতিতে আদিম নিউক্লাইড হিসেবে অস্তিত্বের কথা জানানো হয়েছিল,[2] কিন্তু ২০১২ এবং ২০২২ সালের পরবর্তী গবেষণায় এই শনাক্তকরণ নিশ্চিত করা যায়নি।[3][4]

এই নিউক্লাইডগুলোর অন্তত 4.58×10^9 years ধরে টিকে থাকার বিষয়টি বিবেচনা করলে, 146Sm-কে ৫০টি অর্ধায়ু পার করতে হয় (এবং তাই এটি ২৫০ ≈ 1×10^15 গুণ হ্রাস পায়), 244Pu-কে ৫৭টি (২৫৭ ≈ 1×10^17 গুণ হ্রাস পায়) এবং 92Nb-কে ১৩০টি (২১৩০ ≈ 1×10^39 গুণ হ্রাস পায়) অর্ধায়ু পার করতে হয়। গাণিতিকভাবে, এই নিউক্লাইডগুলোর প্রাথমিক প্রাচুর্য বিবেচনা করলে, আদিম 146Sm এবং 244Pu আজও পৃথিবীর কোথাও না কোথাও টিকে থাকার কথা, যদিও মানুষের পরীক্ষার জন্য উপলব্ধ পৃথিবীর ভূত্বকের ক্ষুদ্র অংশে এগুলো শনাক্তযোগ্য নাও হতে পারে। অন্যদিকে, 92Nb এবং এর চেয়ে স্বল্পায়ুবিশিষ্ট নিউক্লাইডগুলো সম্পূর্ণ ক্ষয় হয়ে যাওয়ার কথা। 92Nb-এর মতো নিউক্লাইডগুলো, যেগুলো আদিম সৌর নীহারিকায় উপস্থিত ছিল কিন্তু অনেক আগেই সম্পূর্ণ ক্ষয় হয়ে গেছে, সেগুলোকে বিলুপ্ত রেডিওনিউক্লাইড বলা হয় যদি তাদের পুনরুৎপাদনের অন্য কোনো উপায় না থাকে।[5] 244Pu-এর ক্ষেত্রে, ২০২২ সালের হিসাব অনুযায়ী, আদিম নিউক্লাইড হিসেবে এটিকে শনাক্ত করার সংবেদনশীলতা সীমা থেকে এটি প্রায় এক অর্ডার অফ ম্যাগনিটিউড দূরে ছিল।[4]

যেহেতু আদিম রাসায়নিক উপাদানগুলো প্রায়শই একাধিক আদিম আইসোটোপ নিয়ে গঠিত, তাই মাত্র ৮৩টি স্বতন্ত্র আদিম রাসায়নিক উপাদান রয়েছে। এর মধ্যে ৮০টির অন্তত একটি পর্যবেক্ষণযোগ্য স্থিতিশীল আইসোটোপ রয়েছে এবং তিনটি অতিরিক্ত আদিম উপাদানের কেবল তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ রয়েছে (বিসমাথ, থোরিয়াম এবং ইউরেনিয়াম)।

প্রাকৃতিকভাবে বিদ্যমান নিউক্লাইড যা আদিম নয়

কিছু অস্থিতিশীল আইসোটোপ যা প্রাকৃতিকভাবে ঘটে (যেমন 14, 3 এবং 239) সেগুলো আদিম নয়, কারণ সেগুলোকে ক্রমাগত পুনরুৎপাদন করতে হয়। এটি মহাজাগতিক বিকিরণ (যেমন 14 এবং 3-এর মতো কসমোজেনিক নিউক্লাইড-এর ক্ষেত্রে) অথবা (বিরল ক্ষেত্রে) ভূ-নিউক্লীয় রূপান্তর প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে (যেমন 237 এবং 239-এর ক্ষেত্রে ইউরেনিয়াম দ্বারা নিউট্রন ক্যাপচার)। প্রাকৃতিকভাবে বিদ্যমান কিন্তু আদিম নয় এমন নিউক্লাইডের অন্যান্য উদাহরণ হলো রেডন, পোলোনিয়াম এবং রেডিয়াম-এর আইসোটোপ, যেগুলো ইউরেনিয়াম ক্ষয়ের রেডিওজেনিক কন্যা নিউক্লাইড এবং ইউরেনিয়াম আকরিকগুলোতে পাওয়া যায়। স্থিতিশীল আর্গন আইসোটোপ 40Ar আসলে আদিম নিউক্লাইডের চেয়ে রেডিওজেনিক নিউক্লাইড হিসেবে বেশি সাধারণ, যা পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের প্রায় ১% গঠন করে। এটি অত্যন্ত দীর্ঘজীবী তেজস্ক্রিয় আদিম আইসোটোপ 40K-এর ইলেকট্রন ক্যাপচার ক্ষয়ের মাধ্যমে উৎপন্ন হয়, যার অর্ধায়ু প্রায় এক বিলিয়ন বছর এবং তাই এটি পৃথিবী সৃষ্টির শুরু থেকেই আর্গন তৈরি করে আসছে। (আদিম আর্গনে আলফা প্রক্রিয়া নিউক্লাইড 36Ar-এর আধিপত্য ছিল, যা পৃথিবীতে 40Ar-এর তুলনায় অনেক বিরল।) এবং রেডিওজেনিক উপাদানগুলোর ধ্রুপদী ক্ষয় শৃঙ্খল দীর্ঘজীবী তেজস্ক্রিয় আদিম নিউক্লাইড 232Th, 235U এবং 238U থেকে উদ্ভূত।

এই নিউক্লাইডগুলোকে জিওজেনিক হিসেবে বর্ণনা করা হয়, যার অর্থ হলো এগুলো ভূগর্ভস্থ শিলায় ইউরেনিয়াম বা অন্যান্য অ্যাক্টিনাইডের ক্ষয় বা বিভাজন পণ্য।[6] এই ধরনের সব নিউক্লাইডের অর্ধায়ু তাদের মূল তেজস্ক্রিয় আদিম নিউক্লাইডের চেয়ে কম। কিছু অন্যান্য জিওজেনিক নিউক্লাইড প্রাকৃতিকভাবে এই তিনটি দীর্ঘজীবী নিউক্লাইডের একটির স্বতঃস্ফূর্ত বিভাজন পণ্য হিসেবে ঘটে, যেমন 126Sn, যা সমস্ত প্রাকৃতিক টিনের প্রায় ×10^-12 শতাংশ গঠন করে।[7] আরেকটি, 99Tc-ও শনাক্ত করা হয়েছে,[8] এবং আরও পাঁচটি দীর্ঘজীবী বিভাজন পণ্য সম্পর্কে জানা গেছে।

আদিম উপাদান

একটি আদিম উপাদান হলো এমন একটি রাসায়নিক উপাদান যার অন্তত একটি আদিম নিউক্লাইড রয়েছে। ২৫১টি স্থিতিশীল আদিম নিউক্লাইড এবং ৩৫টি তেজস্ক্রিয় আদিম নিউক্লাইড রয়েছে, কিন্তু মাত্র ৮০টি আদিম স্থিতিশীল 'উপাদান'—হাইড্রোজেন থেকে সীসা, পারমাণবিক সংখ্যা ১ থেকে ৮২, টেকনেশিয়াম (৪৩) এবং প্রমিথিয়াম (৬১) বাদে—এবং তিনটি তেজস্ক্রিয় আদিম 'উপাদান'—বিসমাথ (৮৩), থোরিয়াম (৯০) এবং ইউরেনিয়াম (৯২) রয়েছে। যদি প্লুটোনিয়াম (৯৪) আদিম হিসেবে প্রমাণিত হয় (বিশেষত, দীর্ঘজীবী আইসোটোপ 244Pu), তবে এটি চতুর্থ তেজস্ক্রিয় আদিম উপাদান হবে, যদিও ব্যবহারিক দিক থেকে এটি কৃত্রিমভাবে উৎপাদন করাই সুবিধাজনক। বিসমাথের অর্ধায়ু এত দীর্ঘ যে এটিকে প্রায়শই ৮০টি স্থিতিশীল উপাদানের সাথে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, কারণ এর তেজস্ক্রিয়তা উদ্বেগের কারণ নয়। উপাদানের সংখ্যা নিউক্লাইডের সংখ্যার চেয়ে কম, কারণ অনেক আদিম উপাদান একাধিক আইসোটোপ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করে। আরও তথ্যের জন্য রাসায়নিক উপাদান দেখুন।

প্রাকৃতিকভাবে বিদ্যমান স্থিতিশীল নিউক্লাইড

যেমনটি উল্লেখ করা হয়েছে, এই সংখ্যাটি প্রায় ২৫১। তালিকার জন্য, আইসোটোপের স্থিতিশীলতা অনুযায়ী উপাদানের তালিকা দেখুন। ২৫১টি "স্থিতিশীল" নিউক্লাইডের মধ্যে কোনটি কোনো দিক থেকে অস্থিতিশীল হতে পারে তার সম্পূর্ণ তালিকার জন্য, নিউক্লাইডের তালিকা এবং স্থিতিশীল নিউক্লাইড দেখুন। এই প্রশ্নগুলো কোনো নিউক্লাইড আদিম কি না তা প্রভাবিত করে না, কারণ মহাবিশ্বের বয়সের চেয়ে বেশি অর্ধায়ুবিশিষ্ট সমস্ত "প্রায় স্থিতিশীল" নিউক্লাইডও আদিম।

তেজস্ক্রিয় আদিম নিউক্লাইড

যদিও এটি অনুমান করা হয় যে প্রায় ৩৫টি আদিম নিউক্লাইড তেজস্ক্রিয় (দেখুন নিউক্লাইডের তালিকা), তেজস্ক্রিয় আদিম নিউক্লাইডের সঠিক সংখ্যা নির্ধারণ করা খুব কঠিন, কারণ অনেক অত্যন্ত দীর্ঘজীবী নিউক্লাইড রয়েছে যাদের অর্ধায়ু এখনও অজানা; প্রকৃতপক্ষে, ডিসপ্রোসিয়াম-১৬৪-এর চেয়ে ভারী সমস্ত নিউক্লাইড তাত্ত্বিকভাবে তেজস্ক্রিয়।[9] উদাহরণস্বরূপ, তাত্ত্বিকভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করা হয়েছে যে টাংস্টেনের সমস্ত আইসোটোপ, এমনকি আধুনিক অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতিতে স্থিতিশীল হিসেবে নির্দেশিতগুলোও, আলফা ক্ষয়ের জন্য তেজস্ক্রিয় হতে হবে, কিন্তু এটি কেবল 180W-এর জন্য পরীক্ষামূলকভাবে শনাক্ত করা সম্ভব হয়েছে। একইভাবে, সীসার চারটি আদিম আইসোটোপই পারদে ক্ষয় হবে বলে আশা করা হয়, কিন্তু ভবিষ্যদ্বাণীকৃত অর্ধায়ু এত দীর্ঘ (কিছু ১০১০০ বছরের বেশি) যে নিকট ভবিষ্যতে এই ধরনের ক্ষয় পর্যবেক্ষণ করা প্রায় অসম্ভব। তবুও, এমন নিউক্লাইডের সংখ্যা যাদের অর্ধায়ু এত দীর্ঘ যে বর্তমান যন্ত্র দিয়ে পরিমাপ করা যায় না—এবং এই দৃষ্টিকোণ থেকে সেগুলোকে স্থিতিশীল নিউক্লাইড হিসেবে বিবেচনা করা হয়—তা সীমিত। এমনকি যখন একটি "স্থিতিশীল" নিউক্লাইড তেজস্ক্রিয় হিসেবে পাওয়া যায়, তখন এটি কেবল 'স্থিতিশীল' তালিকা থেকে 'অস্থিতিশীল' আদিম তালিকায় চলে যায় এবং আদিম নিউক্লাইডের মোট সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে। ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে, এই ধরনের নিউক্লাইডগুলোকে, যাদের তেজস্ক্রিয়তা সাধারণ উপায়ে শনাক্তযোগ্য নয়, বিশেষায়িত গবেষণার বাইরে সব উদ্দেশ্যে স্থিতিশীল হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে।

এই ৩৫টি আদিম রেডিওনিউক্লাইড ২৮টি উপাদানের আইসোটোপ (ক্যাডমিয়াম, নিওডিমিয়াম, অসমিয়াম, সামারিয়াম, টেলুরিয়াম, ইউরেনিয়াম এবং জেনন প্রতিটির দুটি করে আদিম রেডিওআইসোটোপ রয়েছে)। এই নিউক্লাইডগুলো স্থিতিশীলতার ক্রম অনুসারে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে। এদের মধ্যে অনেকগুলো এতই প্রায় স্থিতিশীল যে তারা তাদের নিজ নিজ উপাদানের স্থিতিশীল আইসোটোপের সাথে প্রাচুর্যের জন্য প্রতিযোগিতা করে; প্রকৃতপক্ষে, তিনটি উপাদানের (ইন্ডিয়াম, টেলুরিয়াম এবং রেনিয়াম) ক্ষেত্রে একটি অত্যন্ত দীর্ঘজীবী তেজস্ক্রিয় আদিম নিউক্লাইড একটি স্থিতিশীল নিউক্লাইডের চেয়ে বেশি প্রচুর।

সবচেয়ে দীর্ঘজীবী রেডিওনিউক্লাইড, 128Te-এর অর্ধায়ু 7.5×10^24 years: এটি মহাবিশ্বের বয়সের 5.5×10^14 গুণ। এই ৩৫টি নিউক্লাইডের মধ্যে মাত্র চারটির অর্ধায়ু মহাবিশ্বের বয়সের চেয়ে কম বা প্রায় সমান। অন্য ৩০টির বেশিরভাগেরই অর্ধায়ু অনেক বেশি। সবচেয়ে স্বল্পায়ুবিশিষ্ট আদিম নিউক্লাইড, 235U-এর অর্ধায়ু ৭০৪ মিলিয়ন বছর, যা পৃথিবী এবং সৌরজগতের বয়সের প্রায় ১৫%। এই নিউক্লাইডগুলোর অনেকগুলোই ডাবল বিটা ক্ষয়ের মাধ্যমে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, যদিও 209Bi-এর মতো কিছু নিউক্লাইড আলফা ক্ষয়ের মতো অন্যান্য উপায়ে ক্ষয় হয়।

আরও দেখুন

তথ্যসূত্র

  1. ↑ Samir Maji. (2006). "Separation of samarium and neodymium: a prerequisite for getting signals from nuclear synthesis". Analyst. 131 (12) 1332–1334. doi:10.1039/b608157f.
  2. ↑ (1971). "Detection of Plutonium-244 in Nature". Nature. 234 (5325) 132–134. doi:10.1038/234132a0.
  3. ↑ Lachner, J.. (2012). "Attempt to detect primordial 244Pu on Earth". Physical Review C. 85 (1). doi:10.1103/PhysRevC.85.015801.
  4. ↑ 4.0 4.1 (2022). Direct search for primordial 244Pu in Bayan Obo bastnaesite. Chinese Chemical Letters. 33 (7) 3522–3526. doi:10.1016/j.cclet.2022.03.036.
  5. ↑ P. K. Kuroda. (1979). "Origin of the elements: pre-Fermi reactor and plutonium-244 in nature". Accounts of Chemical Research. 12 (2) 73–78. doi:10.1021/ar50134a005.
  6. ↑ (2015). Groundwater geochemistry and isotopes. 118. CRC Press. ISBN 978-1-4665-9174-5.
  7. ↑ H.-T. Shen. Research on measurement of 126Sn by AMS. accelconf.web.cern.ch.
  8. ↑ David Curtis, June Fabryka-Martin, Paul Dixon, Jan Cramer. (1999). "Nature's uncommon elements: plutonium and technetium". Geochimica et Cosmochimica Acta. 63 (2) 275–285. doi:10.1016/S0016-7037(98)00282-8.
  9. ↑ arXiv:1908.11458

উৎস: ইংরেজি উইকিপিডিয়ার “Primordial nuclide” নিবন্ধের অনুবাদ। মূল নিবন্ধ: https://en.wikipedia.org/wiki/Primordial_nuclide এই অনুবাদটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্রস্তুত করা হয়েছে।

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=আদিম_নিউক্লাইড&oldid=12236"