logo3.gif (702 bytes)

arrow7.gif (1098 bytes)


ක්‌වොන්ටාවේ කතාව 11
පරමාණුව වත් පරම නැත


අයින්ස්‌ටයින් ගේ බ්‍රවුනීය සංචරණය පැහැදිලි කිරීමට පෙර ම පරමාණුව ගැන විශ්වාස තැබූ ඡේ. ඡේ. තොම්සන් ඒ සඳහා ආකෘතියක්‌ 1904 දී යෝජනා කළේ ය. ඩිමොක්‍රිටස්‌ හා ඩෝල්ටන් කී ලෙස පරමාණුව හුදු දෘඪ, බෙදිය නොහැකි අංශුවක්‌ නො ව එයට යම් ව්‍යqහයක්‌ ඇති බව තොම්සන්ගේ අදහස විය. ඔහු ඔහු ගේ ඉලෙක්‌ට්‍රොaනය සියලු පදාර්ථයට පොදු යෑයි නිරීක්‌ෂණය කළ බැවින් එය පරමාණුව තුළ තිබිය යුතු ය. පරමාණු මූලද්‍රව්‍යයයෙන් මූලද්‍රව්‍යයට වෙනස්‌ ය.

දැන් ප්‍රශ්නය මෙයයි. ඉලෙක්‌ට්‍රොaන Rණ ආරෝපිත වුවත් සාමාන්‍ය පදාර්ථයට කිසිදු ආරෝපණයක්‌ නොමැත. මේ සඳහා ඉලෙක්‌ට්‍රොaනවල ආරෝපණයට සමාන ධන ආරෝපණයක්‌ ද පරමාණුවට තිබිය යුතු යෑයි තොම්සන් සිතුවේ ය. ඔහු කීවේ පරමාණුව ධන ආරෝපිත ගෝලයක්‌ බවත් Rණ ආරෝපිත ඉලෙක්‌ට්‍රොaන එතුළ ගිලී ඇති බවත් ය. එය හරියට කොමඩු ගෙඩියක්‌ වැනි ය. ඉලෙක්‌ට්‍රොaන එහි ගිලී ඇති බීජ මෙනි (රූපය 01). තොම්සන්ට අනුව පරමාණුවේ ස්‌කන්ධයට හේතු වන්නේ මේ ඉලෙක්‌ට්‍රොaන වන අතර, ධන ආරෝපණය හුදෙක්‌ ම වලාවක්‌ සේ පැතිරී ගිය ගෝලයක්‌ මෙනි. පසු ව තොම්සන් කීවේ ඉලෙක්‌ට්‍රොaනවලින් නො ව ස්‌කන්ධය තීරණය වන්නේ අර ධන ආරෝපිත විසිරුණු ගෝලයෙන් බවයි. ධන ආරෝපිත වලා ගෝලයේ ගිලී ඇති ඉලෙක්‌ට්‍රොaන ඒ අතර ඇති විකර්ෂණ බලයන් ගේත් ඉලෙක්‌ට්‍රොaන සහ ධන ආරෝපිත වලාව අතර ඇති ආකර්ෂණ බලයන් ගේත් සමතුලිතතාව නිසා විසිරී නො යා පවතී. එතැන් සිට එම ආකෘතිය පරමාණුව ලෙස පිළිගන්නට විය.

රූපය 1( තොම්සන් ගේ පරමාණුව

1895 සැප්තැම්බරයේ නවසීලන්තයේ ගොවියකු ගේ පුතෙක්‌ වූ අර්නස්‌ට්‌ රදර්ෆර්ඩ් (Ernest Rutherford) ශිෂ්‍යත්වයක්‌ ලබා කේම්බ්‍රිඡ් සරසවියේ කැවෙන්ඩිෂ් විද්‍යාගාරයට ආවේ තොම්සන් ගේ ගෝලයකු ලෙස ය. තොම්සන් ගේ පරමාණු ආකෘතිය පිළිගත් ඔහුට එය පරීක්‌ෂණාත්මක ව තහවුරු කිරීමට අවශ්‍ය විය. ඒ සඳහා ඔහු සුප්‍රසිද්ධ රන්පත් පරීක්‌ෂණය කළ අතර, රදර්ෆර්ඩ් එහි දී ඇල්ෆා අංශුවල විසිරීම සලකා තොම්සන් ප්‍රතික්‌ෂේප කරමින් ඔහු ගේ ම පරමාණු ආකෘතියක්‌ නිර්මාණය කළේ ය. එහෙත් මේ ඇල්ෆා කිරණ යනු මොනවා ද? එය ස්‌වාභාවික විකිරණශීලතාවේ දී පිට වන කිරණ විශේෂයකි.

රදර්ෆර්ඩ් කැවෙන්ඩිෂ්වලට පැමිණ මසකට පමණ පසු රොන්ට්‌ජන් ං-කිරණ එළිදැක්‌ වී ය. මේ අබිරහස්‌ කිරණ පරීක්‌ෂා කිරීමට තොම්සන් ද ඉක්‌මනින් ම පෙලඹුණු අතර රදර්ෆර්ඩ්ට ද ඒ සඳහා උදව් වීමට සිදු විය. "මගේ පර්යේෂණ වැඩ මේ දවස්‌වල කෙරෙන්නේ ඉතා සෙමෙන්. දැන් මම මගේ කලින් මාතෘකාවෙන් අයින් වෙලා, මහාචාර්යතුමා සමඟ රොන්ට්‌ජන් කිරණ ගැන තමයි වැඩ කරන්නේ" රදර්ෆර්ඩ් තම පෙම්වතියට ලීවේ ය. එහෙත් මේ රොන්ට්‌ජන් ගේ අභිරහස්‌ ං-කිරණ මගින් පොලඹවනු ලැබුවේ තොම්සන් පමණක්‌ නො වේ. ප්‍රංස ජාතික හෙන්රි බෙකරල් (Henri Becquerel) ද ඒ අතර විය.

රොන්ට්‌ජන් ගේ x-කිරණ ගැන බෙකරල් දැනගත්තේ ප්‍රතිදීපනය වූ වීදුරු නළයෙන් ඒවා නිකුත් වන බවයි. ණික ව ම බෙකරල් ගේ හිතට ආවේ අනෙක්‌ ස්‌වාභාවික ව ප්‍රතිදීපනය වන ද්‍රව්‍යවලිනුත් ං-කිරණ පිට වේ ද යන්න ය. ප්‍රතිදීපන ද්‍රව්‍යයවලට ආලෝකය වැටීමට සැලැස්‌වූ විට පෙරළා ඒ ද්‍රව්‍යවලින් ද යම් වර්ණවලින් යුක්‌ත ව ආලෝකයන් පිට කරයි (රේඩියම් තැවරූ ඔරලෝසු කටු මෙන්). සිය පියා මෙන් ම බෙකරල් ද මේ ප්‍රදීපනය වන ද්‍රව්‍යය ගැන හදාරා තිබූ බැවින් ඔහු සතු ව ඒ වන විටත් ඒවා තිබිණි. ඔහු ඒ සඳහා යුරේනියම් පොටෑසියම් සල්ෙෆට්‌ (Uranium Salt) යොදාගත්තේ ය. ඔහු x-කිරණ වැදුණු විට විකසනය වන ඡායා පත්‍රයක්‌ (Photographic Plate) ගෙන ඒ වටා කළු පැහැති පත්‍ර කිහිපයක්‌ ඔතා ආලෝකය නො යන පරිදි හොඳින් ආවර්ණය කළේ ය. ඒ කළු පැහැ කඩදාසිය පිට පැත්තේ අර ප්‍රතිදීපනය වන යුරේනියම් පොටෑසියම් සල්ෙෆට්‌ ආලේප කළ ඔහු 1896 පෙබරවාරි මාසයේ දිනක ඒවාට හොඳින් හිරු එළිය වැටෙන්නට සැලැස්‌වී ය. ප්‍රදීපනය වීමෙන් x-කිරණ නිකුත් වේ නම් ඒවා අර කළු කඩදාසි විනිවිද ගොස්‌, ඇතුළත ඇති ඡායා පත්‍රය විකසනය විය යුතු ය.

ඔහු ගේ උපකල්පනය නිවරැදි විය. පැය කිහිපයකට පසු ඡායා පත්‍රය පිරික්‌සූ ඔහු දුටුවේ එය විකසනය වී ඇති බව ය. දින දෙකකට පසු ඔහු නැවත ඉහත පරීක්‌ෂණය ම සිදු කිරීමට ගියත් එදින පැරිස්‌ අහස හිරු එළිය නොමැති වලාකුළෙන් බර වූ දිනක්‌ විය. එබැවින් ඔහු කළේ පිටත යුරේනියම් පොටෑසියම් සල්ෙෆට්‌ ආලේපිත කළු කඩදාසිවලින් එතූ ඡායා පත්‍රය ලාච්චුවක දමා වසා දැමීමයි. දින දෙකකට පසු ඔහු අර කළු කඩදාසි ආවර්ණය ඉවත් කොට ඡායා පත්‍රය පිරික්‌සුවේ ය. පුදුමයකි. ඔහු දුටුවේ එය ඉතා දැඩි ලෙස විකසනය වී ඇති බව ය. අර ආලේපනය ප්‍රතිදීපනය නො වුණත් යම් කිරණක්‌ නිකුත් වී ඇත.

බෙකරල් ගේ නිරීක්‌ෂණ ගැන දැනගත් ප්‍රංශයේ ම සෝබෝන්හි මාරි කියුරි සහ පියරේ කියුරි (Marie Curie, Pierre Curie) දෙදෙනා මේ කිසිදු බලපෑමකින් තොර ව විකිරණ පිට කරන ද්‍රව්‍යය ගැන හදාරන්නට වූ හ. ඔවුහු මේ සංසිද්ධිය "විකිරණශීලතාව" (Radioactivity) ලෙස නම් කළ හ. ඉක්‌මනින් ම රදර්ෆර්ඩ් ද විකිරණශීලතාව ගැන සිය අවධානය යොමු කරන්නට විය. යුරේනියම් හා තෝරියම්වලින් පිට වන කිරණ ගැන අධ්‍යයනය කළ ඔහු 1899 දී කීවේ මේ කිරණ අඩු ම තරමේ වෙනස්‌ කිරණ වර්ග දෙකකින් වත් යුක්‌ත බවයි. ඔහු ඒ දෙවර්ගය ඇල්ෆා (α) හා බීටා (β) ලෙස නම් කළේ ය. 1903 දී ප්‍රංශ ජාතික පෝල් විලාර්ඩ් (Paul Villard) විසින් තුන්වැනි කිරණ විශේෂයක්‌ ද හඳුනාගන්නා ලද අතර, එය x-කිරණ මෙන් වුවත් විනිවිද යැමේ හැකියාව (ශක්‌තිය) x-කිරණවලට වඩා වැඩි ය. රදර්ෆර්ඩ් ගේ නම් කිරීමට අනුව මේ නව කිරණ ගැමා (γ) කිරණ ලෙස නම් කෙරිණි.

1900 දී රදර්ෆර්ඩ් සොයාගත්තේ තෝරියම්වලින් විකිරණශීලි වායුවක්‌ ද පිට වන බව ය. රේඩියම්වලින් ද එය එසේ ම බව මාරි කියුරි නිරීක්‌ෂණය කළා ය. රදර්ෆර්ඩ් අවශ්‍ය වූයේ මේ පිට වන වායුවත් තෝරියම් ද එසේ නොමැති නම් වෙන මූලද්‍රව්‍යයක්‌ ද යන්න බැලීමට ය. එය ඔහු තරුණ ෆේ‍රඩ්රික්‌ සෝඩිට (Frederick
Soddy) පැවරුවේ ය. සෝඩි දුටුවේ තෝරියම්වලින් පිට වන වායුව ආගන් බවත් එය නිකුත් වන්නේ කිසිදු රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකින් නො වන බවත් ය. රදර්ෆර්ඩ් මවිත විය. ඒ කියන්නේ ආගන් වායුව ඉබේ හටගන්නවා? මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණු මැවීමට හෝ නැසීමට හෝ නොහැකි යි නො වේ ද? කෙසේ වෙතත් රදර්ෆර්ඩ් සහ සෝඩි දුටුවේ විකිරණ පිට කරමින් තෝරියම්වලින් ආගන් ඇති කරන බව ය. ඔවුන් දුටුවේ යුරේනියම්, රේඩියම්, තෝරියම් වැනි විකිරණශීලි මූලද්‍රව්‍යය ඇල්ෆා සහ බීටා විකිරණ පිට කරමින් වෙනස්‌ මූලද්‍රව්‍ය බවට පත් වන ආකාරයයි. නව පරමාණුව ශක්‌තිය අවම කරගැනීම සඳහා ගැමා විකිරණ ද පිට කරයි. එනම් පරමාණු වෙනත් පරමාණු බවට පරිවර්තනය වේ. දෙවියන්ට පමණක්‌ නැසිය හැකියි සිතූ පරමාණුව ද ඉබේ ම නැසී යන බව පෙනෙන්නට විය. මේ ස්‌වාභාවික ක්‍රියාවලිය පෘථක්‌කරණය යෑයි කියනු ලැබේ.

යම් විකිරණශීල මූලද්‍රව්‍යයක්‌ (උදා: තෝරියම්) ගත් විට එය විකිරණ පිට කරමින් වෙනත් මූලද්‍රව්‍යයක්‌ බවට පත් වේ. මෙසේ අර මුල් තෝරියම් ප්‍රමාණය අඩක්‌ වීමට ගත වන කාලය පිළිබඳව රදර්ෆර්ඩ් සහ සෝඩි හදාරන්නට වූ හ. එය අර්ධ ආයු කාලය (Half-life Time) ලෙස නම් කළ අතර, එය යම් විකිරණශීල මූලද්‍රව්‍යයක්‌ සඳහා නියත බව ද ඔවුනට පෙනී ගියේ ය. මෙය යුරේනියම් සඳහා වසර බිලියන 4.5ක්‌ ද, රේඩියම්වල වසර 1620ක්‌ ද ලෙස වේ (අර්ධ ආයු කාලය එක ම මූලද්‍රව්‍යයයේ වුවත් වෙනස්‌ සමස්‌ථානික සඳහා වෙනස්‌ ය). මින් කියවෙන්නේ කුමක්‌ ද? ඔබ යුරේනියම් කිලෝග්රෑම් එකක්‌ ගත හොත් විකිරණ පිට කරමින් එය යුරේනියම් ග්රෑම් 500ක්‌ (අඩක්‌) වීමට ගත වන කාලය වසර බිලියන 4.5ක්‌ බව ය. එමෙන් ම ඔබ යුරේනියම් ග්රෑම් 100කින් පටන් ගත හොත් එය යුරේනියම් ග්රෑම් 50ක්‌ බවට පත් වීමටත් වසර බිලියන 4.5ක්‌ ගත වේ (රූපය 2). එය ඝාතීය විචලනයක්‌ (Exponential) යෑයි කියනු ලැබේ.

සෝඩි විකිරණශීලතාවේ දී පිට වන ශක්‌තිය ද ගණනය කිරීමට උත්සාහ කළ අතර, එය රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවල දී පිට වන ශක්‌තිය මෙන් මිලියන ගුණයක්‌ පමණ විය හැකි බව හෙතෙම කීවේ ය. ඒ දුටු රදර්ෆර්ඩ් කීවේ "විද්‍යාගාරයක සිටින මෝඩයකුට ලෝකය ම පුපුරුවා හැරීමට පුළුවන් වීමට ද ඉඩ ඇත" යන්න ය. ලෝකය ම නො වුණත් ඊට දශක හතරකට පසු ජපානය නම් රදර්ෆර්ඩ් ගේ කතාව අත්වින්දේ ය.

1908 වසරේ මේ ස්‌වාභාවික විකිරණශීලතාව හඳුනාගැනීම උදෙසා රදර්ෆර්ඩ්ට රසායන විද්‍යාව වෙනුවෙන් වූ නොබෙල් ත්‍යාගය පිරිනැමිණි. භෞතික විද්‍යාව හැර අනෙක්‌ විද්‍යාවන් මුද්දර එකතු කරන්නාක්‌ මෙන් යෑයි කී ඔහු භෞතික විද්‍යාව සඳහා නොබෙල් ත්‍යාගය හිමි වෙතැයි බලාපොරොත්තු විය. කෙසේ වුවත් ඒ සඳහා පැවැති උත්සවයක දී ඔහු ප්‍රකාශ කළේ මේ විකිරණශීලතාවේ දී පිට වන ඇල්ෆා කිරණ අංශු හීලියම් පරමාණුවේ ඉලෙක්‌ට්‍රොaන දෙක ඉවත් වූ විට ඇති වන ධන අයනයට සමාන ගුණවලින් යුක්‌ත බව ය. බීටා කිරණ යනු ඉලෙක්‌ට්‍රොaන බව ඒ වන විටත් පෙන්වා දී තිබිණි. එමෙන් ම රදර්ෆර්ඩ්ට ඉක්‌මනින් ම පෙනී ගියේ මේ ධන ආරෝපිත ඇල්ෆා අංශු පදාර්ථය හරහා ගමන් කරන ආකාරය මගින් පරමාණුවේ ධන අරෝපණයේ ස්‌වභාවය ගැන යම් තොරතුරක්‌ ලබාගත හැකි බව ය. ඒ සඳහා ඔහු පරීක්‌ෂණයක්‌ සැලසුම් කිරීමට පටන්ගත්තේ ය.

ලබන සතියේ : 12 කොටස : රන් පතෙන් දුටු හිස්‌ බව

සමිත ප්‍රසන්න හේවගේ