ક્ષયના પ્રકાર

આપણે અત્યાર સુધી કેમેસ્ટ્રીમાં જે કઈ પણ જોય ગયા તે બધું ઈલેકટ્રીક સ્ટેબિલિટી એટલેકે સ્થાઈ પણ પર આધાર રાખે છે જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન કદાચ સ્થાઈ કક્ષામાં રહેલા હોય છે જો તમે પરમાણુનું ખુબજ ઊંડાણ પૂર્વક નિરીક્ષણ કરો તો તમને સમજાશે કે પરમાણુમાં ફક્ત ઇલેક્ટ્રોન જ આવેલા નથી ન્યુક્લિયસમાં પોતાની પણ કોઈ આંતર ક્રિયા હોય છે અથવ ન્યુક્લિયસ પણ અસ્થાઈ હોય શકાઈ આપણે તે બધા વિશે જ આ વિડીઓમાં વાત કરીશું અત્યારે તે બધું જાણવું તામર સકપની બહાર હહે પંરતુ આવું કંઈક થાય છે એવું જાણવું જરૂરી છે કારણકે પછીથી આપણે પ્રબળ બાલ વિશે વાત કરીશું અથવા ક્વોન્ટમ ફિજીક્સ વિશે વાત કરીશું ત્યારે આ બધા કાનો ન્યુટ્રોન પ્રોટોન અને ક્વોટ્સ આ રીતે પ્રક્રિયા કેમ કરે છે તે જોયાંશુ હવે આપણે જુદા જુદા પ્રકાર વિશે વાત કરીયે જે રીતે ન્યુક્લિયસનો ક્ષય થાય છે ધારોકે મારી પાસે કેટલાક પ્રોટોન છે હું અહીં ધોળા દરશાવીશ મેં અહીં ૭ પ્રોટોન દર્શાવ્યાછે હવે હું ન્યુટ્રોન દર્શાવીશું ૧,૨,૩,૪,૫,૬,૭,૮,૯ ધારોકે આ કોઈક પરમાણુનું ન્યુક્લિયસ છે જો તમને યાદ હોય તો મેં પરમાણુ વિશેના પ્રથમ વિડીઓમાં ન્યુક્લિયસ વિશે વાત કરી હતી ખરેખર ન્યુક્લિયસને દોરવું ખુબજ જટિલ છે કારણકે તેની કક્ષાને સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત કરાયેલી હોતી નથી કારણકે ઇલેક્ટ્રોન કોઈ પણ ક્ષણે કોઈ પણ જગ્યાએ હોય શકે છે અહીં આ જે હું દોરી રહી છું તે પરમનાઉનું પરિઘ છે તે કંઈક આ પ્રમાણેનું દેખાય છે આ રીતે આપણે અગાઉવ શીખી ગયા હતા કે ન્યુક્લિયસ આ ગોળનો અતિ શુક્ષ્મ ભાગ છે જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન સમયના ૯૦ ટાકા રહે છે અને અહીં આ જે બધી છે તે બધી ખુલ્લી જગ્યા છે અહીં આજે ગોળો છે અહીં આ જે પરમાણુનું કદ છે તેનો ખુબજ નેનો આપૂર્ણક અહીં હશે અને આપણે આ ભાગને ઝૂમ કરીને દોરવાનો પ્રયત્ન કરી રહ્યં છીએ જે આપણું ન્યુક્લિયસ છે આ પરમાણુ કે ઇલેક્ટ્રોન નથી આ ફક્ત આફક્ત ન્યુક્લિયસ છે આપણે ટીન ઝૂમ કર્યું છે ઘણી વખત ન્યુક્લિયસ આ સ્થાઈ હોય છે અને તે સ્થાઈ બનવાનો પ્રયત્ન કરે છે કઈ બાબતો અસ્થાઈ ન્યુક્લિયસને વ્યાખ્યાયિત કરે છે હું તેના વિશે વધારે વાત કરીશ નહિ પરંતુ ઘણી વખત ન્યુક્લિયસ વધારે સ્થાઈ થવા માટે કણોનું ઉત્ત્સર્જન કરે છે જેને આપણે આલ્ફા કણો તરીકે ઓળખીયે છીએ અને આ પ્રકારના ક્ષયને આલ્ફા ક્ષય એટલેકે આલ્ફા ડેકેય કહી શકાય આલ્ફા ક્ષય આલ્ફા ક્ષય અને તે આલ્ફા કણોનું ઉત્ત્સર્જન કરે છે તે ફક્ત ન્યુટ્રોન અને પ્રોટોનનું સંયોજન છે આલ્ફા કણ ૨ પ્રોટોન અને ૨ ન્યુટ્રોન ધરાવે છે જો આપણે આ ૪ કણ વિશે વિચારીયે તો આ ૪ નો ઉત્ત્સર્જન થાય છે તેવો ન્યુક્લિયસન બહાર જાય છે હવે જયારે આવું થાય ત્યારે આ પરમાણુનું શું થશે તેના વિશે વિચારીયે ધારોકે મારી પાસે કોઈ યાદક્ષિત તત્વ છે હું તે તત્વને E કહીશ એલિમેન્ટ અને આ તત્વ પાસે પ્રોટોની સંખ્યા P છે અને અહીં ઉપર પરમાણુ દાણાંક એટલેક એટોમિક માસ નંબર આવશે જે પ્રોટોન વત્તા ન્યુટ્રોનની સંખ્યા છે હવે જયારે તેવો આલ્ફા ક્ષયનો અનુભવ કરે ત્યારે આ તત્વનું શું થાય તે પ્રોટોન ગુમાવે છે તેથી અહીં તે P ઓછા ૨આવશે અને તે સાથે સાથે ન્યુટ્રોન પણ ગુમાવે છે માટે તેનો પરમાણુ દાણાંક ૪ જેટલો ઘટે P ઓછા ૨ વત્તા N ઓછા ૨ જે P વત્તા N ઓછા ૪ થાય અને આ તત્વ નવા તત્વમાં ફેરવાય યાદ કરો કે તત્વને તેના પ્રોટોનની સંખ્યાને આધારે ઓળખવામાં આવે છે તે આલ્ફા ક્ષયમાં ૨ પ્રોટોન અને ૨ ન્યુટ્રોન ગુમાવે છે અને તેના કારણે તે બે જુદા તત્વમાં ફેરવાય છે આપણે આ તત્વને ૧ કહીયે અને હવે બીજું તત્વ ઉત્તપન થશે કે બીજા ક્ષયનું ઉતપન કરે ૨ પ્રોટોન અને ૨ન યુટ્રોનનું ઉત્ત્સર્જન કરે હવે આ તત્વના ન્યુક્લિયસનું દળ એ ૨ પ્રોટોન અને ૨ ન્યુટ્રોનના દાળનો સરવાળો છે માટે હવે એટની પાસે ૪ નું દળ હશે ૨ પ્રોટોન એ ૨ ન્યુટ્રોન કોની પાસે હોય છે તમે આવર્ત કોષ્ટકનો ઉપયૉગ કરો અને તેમાં જે તત્વ પાસે ૨ પ્રોટોન છે તેને સઢો તમે જોશો કે હિલિયમ પાસે ૨ પ્રોટોન છે અને તેનું પરમાણ્વીય દળ ૪ જેટલું હોય છે આમ આલ્ફા ક્ષાય સાથે જે ન્યુક્લિયસનું ઉત્ત્સર્જન થાય છે તે હિલિયાનું ન્યુક્લિયસ છે અહીં આ હીલીયમનું ન્યુક્લિયસ છે અને હીલીયમના પરમનાઉ પાસે કોઈ પણ ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી માટે આપણે તેને હિલિયમ આયર્ન કહીશકીએ તેની પાસે કોઈ લિક્ટરોં હોતા નથી અને તેની પાસે ૨ પ્રોટીન હોય છે માટે તેનો વીજભાર ધન ૨ જેટલો હોય છે માટે આલ્ફા કણ એ ફક્ત હિલિયમ આયર્ન છે જેનો વીજભાર ધન ૨ છે આ ન્યુક્લિયસ વધુ સ્થાય થવા માટે હિલિયમ ન્યુક્લીસનું ઉપયોગ કરે છે આમ આ ક્ષયનો એક પ્રકાર થયો હવે અપને બીજા પ્રકાર વિશે વાત કરીયે હું હવે અહીં બીજું ન્યુક્લિઅસ દોરીશ મારી પાસે કેટલાક ન્યુટ્રોન છે આ પ્રમાણે અને મારી પાસે કેટલાક પ્રોટોન છે આ પ્રમાણે હવે જો આ ન્યુટ્રોનની જગ્યાએ પ્રોટોન હોય તો આ ન્યૂજલીયાસ આધારે સ્થાઈ થાય શકે માટે ન્યુટ્રોન પ્રોટોન બનવાનો પ્રયત્ન કરે યાદ રાખો કે ન્યુટ્રોન પાસે કોઈ પણ પ્રકારનું વીજભાર હોતું નથી માટે તે એલેકટ્રોનનું ઉત્ત્સર્જન કરે માટે હવે તમે કદાચ કહેશો કે ન્યુટ્રોન પાસે ઇલેક્ટ્રોન ક્યાંથી આવ્યા પરંતુ કોઈ દિવસે આપણે ન્યુક્લિયસની અંદર શું અસતિત્વ ધરાવે છે તેનો અભ્યાશ કરીશું પરંતુ અત્યારે ધરી લઈએ કે આ ન્યુટ્રોન આ ઇલેકટ્રોનનું ઉત્ત્સર્જન કરે છે તે ઇલેકટ્રોનનું ઉત્ત્સર્જન કરે છે ઇલેકટ્રોનનું દળ લગભગ ૦ હોય છે આપણે જાણીયે છીએ કે તેનું દળ ખરેખર ૦ હોતું નથી પરંતુ જો આપણે એટોમિક માસ યુનિટ વિશે વાત કરી રહ્યં હોયીયે અને પ્રોટોન એક હોય તો ઇલેકટ્રોનનું દળ તેનો ૧૮૩૬ મોં ભાગ થશે તેથી આપણે તેનું દળ લગભગ ૦ લઈએ છીએ તેનું દળ ખરેખર ૦ હોતું નથી તેનો વીજભાર માઈનસ ૧ હોય છે એક ઇલેકટ્રોનનું ઉત્ત્સર્જન કરવાને કારણે હવે આ ન્યુટ્રોન તટસ્થ રહેતું નથી પરંતુ તે પ્રોટોનમાં ફેવાય છે આપણે આ પ્રકારના ક્ષયને બીટા સખય કહીશું બીટા ડીકેય તે ઉત્ત્સર્જન પામેલો ટાટાવા છે આપણે ફરીથી કોઈ એક તત્વ લઈએ E પ્રોટોનની સંખ્યા P છે અને પછી તેનો દાણાંક પ્રોટોન વત્તા ન્યુટ્રોનની સંખ્યા થાય હવે જયારે તે બીટા ક્ષયનો અનુભવ કરે ત્યારે શું થાય શું પ્રોટોનની સંખ્યા બદલાય છે હા આપણે પાસે પહલે જેટલી સંખ્યામાં પ્રોટોન હતા હવે તેના કરતા એક વધારે છે માટે પ્રોટોનની સંખ્યા P વત્તા ૧ થાય શું દાણાંક બદલાય છે આપણે તે જોયીયે ન્યુટ્રોન પ્રોટોનમાં ફેરવાય છે માટે ન્યુટ્રોનની સંખ્યામાં ૧ નો ઘટાડો થશે અને પ્રોટોનનીસંખ્યામાં ૧ નો વધારો થાય આમ દલાન્ક બદલાતું નથી તે સમાન જ રહે છે તે હજુ પણ P વત્તા N જ થાય અહીં તમારું દળ સમાન જ રહે છે કારણે કે અહીં પ્રોટોનની સંખ્યા બદલાય રહી છે આપણે નવું તત્વ E2 મળે હવે ધારોકે આપણી પાસે બીજી પરિસ્થિતિ છે એક એવી પરિસ્થિતિ જેમાં આ પ્રોન વિચારે છે કે મારા કરતા ન્યુટ્રોન સારા છે જો પરટોન કરતા ન્યુટ્રોનની સંખ્યા વધારે હોય તો આ ન્યુક્લિયસ વધુ સ્થાઈ બની શકે તો હવે આ ન્યુટ્રોન પ્રોસિટ્રોનનું ઉત્ત્સર્જન કરે અને હવે આ પ્રોસિટ્રોન શું છે તેનું દળ એલેકટ્રોનના દાળને સમાન જ છે તેથી તેમનું દળ પણ પ્રોટોનના દળ કરતા ૧૮૩૬ માં ભાગ્મ્યુ હોય છે પરંતુ આપણે અહીં ૦ લખ્યું છે કારણકે આપણે જો એટોમિક માસ યુનિટ વિશે વાત કરીયે તો તેનું દળ ૦ ની ઘણી જ નજીક હોય છે પનરુંત હવે તેનો વીજભાર ધન ૧ જેટલો હોય છે તમે કહેશો કે આ બધું ગુચવાલ ભર્યું છે કારણકે હું જયારે E ને જોવ છું ત્યારે હું ઇલેક્ટ્રોન વિશે વિચારું છું તેવો આને પણ E જ કહે છે કારણકે તે આ કાનને સમાનજ છે પરંતુ રન વીજભાર હોવાને બદલે અહીં તેનો વીજભાર ધન છે પ્રોસિટ્રોન કહીયે પ્રોસિટ્રોન જો પ્રોટોન આ કાનનું ઉત્ત્સર્જન કરે જેનો વીજભાર ધન છે તો તે ન્યુટ્રોનમાં ફેરવાય છે જેને પ્રોસિટ્રોનનું ઉત્ત્સર્જન કહેવામાં આવે છે અને પ્રોસિટ્રોનના ઉત્ત્સર્જનને શોધવું ઘણુંજ સરળ છે આપણે તેજ સમાન તત્વથી સરુવાત કરીયે પ્રોટોન ની સંખ્યા P છે અને દાણાંક P વત્તા N છે હવે જયારે તે એક પ્રોસિટ્રોનનું અતસર્જન કરે ત્યારે શું થાય આ પ્રોટોન ન્યુટ્રોનમાં ફેરવાય છે માટે પ્રોટોનની સંખ્યામ એકનો ઘટાડો થશે તે P ઓછા ૧ થાય પ્રોટોનનીસંખ્યા P જેટલી ઘટે અને ન્યૂટ્રોની સંખ્યા ૧ જેટલી વધે તેનો દાણાંક સમાન જ રહે પ્રોતનીસંખ્યા બદલાય છે તેથી આપણે અહીં નવું તત્વ મળે હવે જયારે આપણે બીટા કણનું ઉત્ત્સર્જન કરીયે ત્યારે પ્રોટોનનીસંખ્યા વધે છે આપણે નવું તત્વ મળે છે અને જયારે આપણે પ્રોસીટરોનું ઉત્ત્સર્જન કરીયે ત્યારે પ્રોટોનનીસંખ્યા ઘટે છે અને આપણે નવું તત્વ મળે છે માટે અહીં પ્રોસિટ્રોનના ઉત્ત્સર્જનમાં મારી પાસે ૧ પ્રોસિટ્રોન બાકી રહે અને મારી પાસે બીટા ક્ષયમાં અને એક ઇલેક્ટ્રોન મળે આ એલેકટ્રોનના વિઘુતભર માઈનસ ૧ છે અને આ પ્રોસિટ્રોનનો વિઘુતભર ધન ૧ છે હવે અપને ક્ષયના અંતિમ પ્રકાર વિશે વાત કરીશું જે જાણવું તમારે માટે જરૂરી છે પંરતુ આ ક્ષય ન્યુક્લિયસમાં રહેલા પ્રોટોન કે ન્યુટ્રોનમાં ફેરફાર કરતો નથી પરંતુ તે ખુબજ વાહડરે પ્રમાણમાં ઊર્જાએ મુક્ત કરે છે જેને ઘણી વાર વધારે ઉર્જા ધરાવતો પ્રોટોન પણ કહેવામાં આવે છે અને આપણે તે ક્ષયને ગેમાં કષાય કહીશું ગેમાં ક્ષય એટલે આ કાનો એક બીજા સાથે ફરીથી ગોઠવાય અને તેવો વધારે નજીક આવે તેવો એક બીજાને નજીક આવે અને તેના કારણે ખુબજ વધારે આવૃત્તિ ધરાવતા વિધુત ચુંબકીય તરંગના સ્વરૂપમાં ઘણીં બધી ઉર્જા વિલુપ્ત થાય વિધુત ચુંબકીય તરંગ જેને તમે ગેમાં કિરણ અથવ ગેમાં કાં કહી શકો અને તે ખુબજ વધારે ઉર્જા છે તમે આ ગેમાં કિરણે તમારી આસપાસ ઇચ્છતા નથી કારણકે તે કિરણો તમારું કદાચ મૃત્યુ પણ કરાવાઈ શકે હવે મેં તમે અત્યાર સુધી જે કઈ પણ કહ્યું તે ફક્ત સૈઢયાંકિત હતું આપણે કેટલાક પ્રશ્નો જોયીયે અને તે કાયા પ્રકારનો ક્ષય છે તે સોઢીએ અહીં મારી પાસે બેરેલિયમ ૭ છે જ્યાં ૭ એ તેનો દલાન્ક છે અને તેનું રૂપાંતરણ લઢીયામ ૭ માં થાય છે તો અહીં શું થાય રહ્યું છે અહીં આ બની તત્વનું ડેન સમાન છે પરંતુ હું ૪ પ્રોટોનમાંથી ૩ પ્રોટોનમાં રૂપાંતરિત થાય રહી છું પ્રોટોનની સંખ્યા ૧ જેટલી ઘટે છે અહીં મારુ દળ બદલાય રહ્યું નથી તેથી તે આલ્ફા ક્ષય નથી કારણે આલ્ફા ક્ષયમાં હીલીયમના દાળનું ઉત્ત્સર્જન થાય છે તો હું અહીં સાનુ ઉત્ત્સર્જન કરી રહી છું હું અહીં ૧ વીજભરનું અથવ પ્રોસિટ્રોનનું ઉત્ત્સર્જન કરી રહી છું મારી પાસે અહીં આ જે સમીકરણમાં છે તે પ્રોસિટ્રોન છે અહીં આ પ્રોઝિટ્રોન છે માટે બેરેલિયમ સેકન્ડનું લિથિયમ ૭ માં જે રૂપાંતરણ થાય છે તે પ્રોઝિટ્રોનના ઉત્ત્સરણના કારણે છે તે પ્રોઝિટરોનું ઉત્ત્સર્જન છે હવે પછીનું ઉઅદહરણ જોયીયે યુરેનિયમ ૨૩૮ નો ક્ષય થોરિયમ ૨૩૪માં થાય છે તમે અહીં જોય શકોછો કે અહીં પરમાણુ દાનક બદલાય રહ્યો છે અહીં પરમાણુ દાણાંક ૪ જેટલો ઘટે છે અને પ્રોટોનની સંખ્યા પણ બદલાય રહી છે પ્રોટોની સંખ્યા ૨ જેટલી ઘટી રહી છે તેથી તમે અહીં કંઈક એવાનું ઉત્ત્સરં કરી રહ્યાં છો જેના પ્રોટોની સંખ્યા ૨ છે અને પરમાણ્વીય દાણાંક ૪ છે અને તે હિલિયમ છે તેથી તે આલ્ફા ક્ષય છે અહીં આ જે કાં છે તે આલ્ફા કણ છે અને આ આલ્ફા ક્ષય છે હવે તમે કદાચ કહેશો કે અહીં કંઈક વિચિત્ર થાય રહ્યું છે પ્રોટોનની સનાખ્ય બાનુથી ૯૦ થાય છે પરંતુ મારી પાસે અહીં હજુ પણ ૯૨ ઇલેક્ટ્રોન છે તો હવે શું મારી પાસે માઈનસ ૨ જેટલો વીજભાર હશે અને અહીં હું જે હીલીયમનું ઉત્ત્સર્જન કરું છું તેની પાસે કોઈ પણ ઇલેક્ટ્રોન હોતાં નથી તે ફક્ત હીલીયમનું ન્યુક્લિયસ છે તો શું તેનો વીજભાર ધન ૨ જેટલો હશે જો તમે આ રીતે વિચારતા હોવ તો તમે એકદમ સાચા છો પરંતુ જયારે વાસ્તવમાં આ પ્રકારનો ક્ષય થાય છે ત્યારે આ થોરિયમ ૨ એલેકટ્રોનને જણાવી રાખે એવું કોઈ કારણ નથી માટે તે બંને ઇલેક્ટર્ન દૂર થાય જશે અને ધોરિયામ તટસ્થ બને અને આ હિલિયમ ખુબજ ઝડપી હોય છે માટે તે મુક્ત થયેલા આ બંને ઇલેકટ્રોનને તારાજ લાય લેશે અને તે સ્થાઈ બને છે માટે તમે આને એની રીતે લખી શકો હવે આપણે પછીનું ઉદાહરણ જોયીયે અહીં મારી પાસે આયોડીન છે અને તેનો દલાન્ક બદલાતો નથી જેનો અર્થ એ થાય કે ક્યાંતો પ્રોટોનનું ન્યુટ્રોનમાં રૂપાંતરણ થાય છે અથવા ન્યુટ્રોનનું પ્રોટોનમાં રૂપાંતરણ થાય છે આપણે અહીં જોય શકીયે કે મારી પાસે ડાબી બાજુ ૫૩ પ્રોટોન છે અને જમણી બાજુ ૫૪ પ્રોટોન છે માટે ન્યુટ્રોનનું પ્રોટોનમાં રૂપાંતરણ થતું હોવું જોયીયે અહીં પ્રોટોનનું ન્યુટ્રોનમાં રૂપાંતરણ થાય છે અને તે કઈ રીતે થશે તે એક ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરીને પ્રોટોનમાં ફેરવાય છે તમે અહીં જોય શકો કે આ ૧ ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે જેને આપણે બીટા કણ તરીકે ઓળખીશું અને આ બીટા ક્ષય છે હવે તમે વિચારી શકો કે અહીં મારી પાસે પ્રોટોની સંખ્યા ૫૩ થી ૫૪ થાય છે તો શું ત્યાં ધન એક વીજભાર હશે પરંતુ ઝડપથી આ એક ઇલેક્ટ્રોન બીજું કોઈ લાય લેશે જેથી તે સ્થાઈ બની જાય અને આ ફરીથી તત્સત બને હવે આપણે ઝડપથી અંતિમ પ્રશ્ન જોયીયે આપણી પાસે અહીં રેડોન ૨૨૨ છે જેમાં પ્રૂનની સંખ્યા ૮૬ છે અને પછી તે પોલોનિયમ ૨૧૮ માં ફેરવાય છે જેમાં પ્રોટોનની સનાખ્ય ૮૪ છે અને આ રસપ્રદ છે કારણકે આ પોલોનિયમ નામ પોલેન્ડ પરથી રાખવામના આવ્યું છે લગભગ ૧૮૦૦ સદીના અંતિમ ભાગમાં પોલેન્ડ સ્વતંત્ર દેશ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવતું ન હતું તે રસિયા અને ઓસ્ટ્રેલિયા વચ્ચે વહેચાયેલું હતું અને તેવો બાકીના દેશોને બતાવ માંગતા હતા કે પોલેન્ડ નામનું પણ એક દેશ છે જેથી જયારે મેરિકયુરીયે શોધ્યું કે રેડોનનો ક્ષય આ તત્વમાં થાય છે તો તેમને આ તત્વનું નામ પોતાની જન્મ ભૂમિ એટલકે પોલેન્ડ પરથી રાખ્યું પ્રશ્ન પાર પાછા ફરીયે અહીં શું થાય રહ્યું છે પરમાણુ દલાન્ક ૪ જેટલો ઘટી રહ્યો છે અને પ્રોટોનની સંખ્યા ૨ જેટલી ઘટી રહી છે માટે આ હિલિયમ ન્યુક્લિયસનો ઉત્ત્સર્જન કરતો હોવો જોયીયે જેનો પરમનાઉ ક્રમાંક ૪ છે અને પરમનાઉ દાણાંક ૨ છે માટે અહીં આ આલ્ફા ક્ષય છે તમે અહીં ધન ૨ વીજભાર લખી શકો કારણકે હીલીયમને ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી અને અહીં માઇનસ ૨ લખી શકાયો પરંતુ અહીં તે તારાજ માઈનસ ૨ ગુમાવી દેશે અને આ ૨ ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને સ્થાઈ બને