நொதுமி

நொதுமி (நியூத்திரன்)
வகைப்பாடு
அணுக்கரு துகள் வெர்மியான் ஹாடுரான் பாரியான் அணுக்கருனி நொதுமி (நியூத்திரன்)
பண்புகள்
திணிவு (பொருண்மை): 1.674 927 29(28) × 10−27 கிலோ.கி. (kg) 939.565 560(81) MeV/c² 1.008665 amu ஆரம்: about 0.8 × 10−15 m மின்மம் 0 கூலும் தற்சுழல் ½ காந்த இருமுனை உந்தம்: -1.91304273(45) μN குவார்க் கட்டமைப்பு: 2 கீழ்க் குவார்க், 1 மேல் குவார்க்

நொதுமி அல்லது நியூட்ரான் (நியூத்திரன், Neutron) என்பது அணுக்கருவில் உள்ள ஓர் அடிப்படைத் துகள். இது மின்மம் ஏதும் இல்லாதிருப்பதால் இதற்கு நொதுமி என்று பெயர் இதன் பொருண்மை (திணிவு) நேர்மின்னியைக் காட்டிலும் மிகமிகச் சிறிதளவே அதிகம்: 939.573 MeV/c² (1.6749 × 10-27 கிலோ கி. (kg)). இதன் தற்சுழற்சி ½. இதன் மறுதலைத் துகளுக்கு மறுதலை-நொதுமி எனப்பெயர் (antineutron). நேர்மின்னி, நொதுமி ஆகிய இரண்டு மட்டுமே அணுக்கருவில் உள்ள அணுக்கூறான துகள்கள் (துணிக்கைகள்). அணுக்கருவில் உள்ள துகள்களுக்குக் அணுக்கருனிகள் என்றும் பெயர்.

ஒரு தனிமத்தில் உள்ள அதே எண்ணிக்கையான நேர்மின்னிகள் அணுக்கருவில் இருந்து, அந்த தனிமத்தைவிட அதிகமான நொதுமிகள் இருக்குமானால் அவைகளை ஓரிடத்தான் என்று அழைப்பர். எடுத்துக்காட்டாக, இயல்பாகக் கிடைக்கும் கரிம அணுவில், (கரிமம்-12 ல்), 6 நேர்மின்னிகளும் 6 நொதுமிகளும் இருக்கும். ஆனால் கரிமம்-14 என்னும் அணுவில் 6 நேர்மின்னிகளும் 8 நொதுமிகளும் இருக்கும். இப்படி எச்சாக நொதுமிகள் உள்ள கரிம அணுக்களை கரிம ஓரிடத்தான்கள் என்பர். ஒரு தனிமத்திற்கு ஒன்றிற்கு மேலும் ஓரிடத்தான்கள் இருக்ககூடும். ஹைட்ரஜன் அணுவைத் தவிர மற்ற எல்லாத் தனிமங்களின் அணுக்கருவினுள்ளும் நொதுமிகள் உண்டு. ஹைட்ரஜன் அணுவில் ஒரு நொதுமி இருக்குமானால் அது டியுட்டீர்யம் என்னும் ஹைட்ரஜன் அணுவின் ஓரிடத்தான் ஆகும். இரண்டு நொதுமிகள் ஹைட்ரஜன் அணுவின் கருவில் இருந்தால் அது டிரிட்டியம் என்னும் வேறொரு ஹைட்ரஜன் ஓரிடத்தான் ஆகும்.

ஒரு தனிமத்தில் நொதுமியின் எண்ணிக்கைக் கூடக் கூட அதன் கட்டமைப்பின் உறுதிநிலை குறையும். அணுவெண் 82 கொண்ட பிஸ்மத் என்னும் தனிமத்தை விட கூடிய அணுவெண் கொண்ட தனிமங்களின் உள்ள அதிகமான நொதுமிகளால், அணுக்கரு தானே பிரிந்து சிதைவுறும். இதனால் அவை வேறு தனிமங்களாக மாறும்.

உறுதிநிலை

அணுக்கருவுக்கு வெளியே நொதுமிகள் நிலையாக இருப்பதில்லை. தனி நொதுமிகளின் சராசரி வாழ்காலம் 885.7±0.8 நொடிகள் (சுமார் 15 நிமிடங்கள்). அதன்பின் ஒரு நொதுமி ஒரு எதிர்மின்னியையும் ஒரு மறுதலை குட்டிநொதுமியையும் (antineutrino) வெளிவிட்டு நேர்மின்னியாக மாறுகின்றது. கீழே உள்ளதில் n என்பது நொதுமி, p என்பது நேர்மின்னி, ${\hbox{e}}^{-}$ என்பது எதிர்மின்னி, ${\overline {\nu }}_{\mathrm {e} }$ என்பது மறுதலை குட்டிநொதுமி.

${\hbox{n}}\to {\hbox{p}}+{\hbox{e}}^{-}+{\overline {\nu }}_{\mathrm {e} }$

இவ்வகையான சிதைவுக்கு பீட்டா சிதைவு என்று பெயர்.

கண்டுபிடிப்பு

1930ல் ஜெர்மனியைச் சேர்ந்த வால்ட்டர் போத்தேயும் ஹெச். பெக்கர் என்பவரும் பொலோனியம் என்னும் தனிமத்தில் இருந்து வெளிவிடும் மிகவும் ஆற்றல் வாய்ந்த ஆல்ஃபா துகள்களானவை எடை குறைவான தனிமங்களாகிய பெரிலியம், போரான், லித்தியம் ஆகியவற்றில் விழுந்தால், அவைகளில் இருந்து, முன்பு அறிந்திராத, மிகவும் ஊடுருவும் ஒரு வகையான கதிர்வீச்சு நிகழ்வதைக் கண்டுபிடித்தனர். இதன் விளைவாக கடைசியில் 1932ல் இங்கிலாந்தின் இயற்பியல் அறிஞர் ஜேம்ஸ் சட்விக் என்பார் மின்மம் ஏதும் இல்லாத ஆனால் ஏறத்தாழ நேர்மின்னியின் திணிவு உடைய ஒரு அணுத்துகளாலேயே இந்த கதிர்வீச்சு நிகழ்கின்றது என்று நிறுவினார். இக் கண்டுபிடிப்புக்காக 1935 ஆம் ஆண்டுக்கான இயற்பியல் நோபல் பரிசைப் பெற்றார்

பயன்கள்

நொதுமி பல அணு எதிர்வினைகளில் ஒரு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. உதாரணமாக, நொதுமி கைப்பற்றல் நொதுமி தூண்டுதலுக்கும் கதிரியக்கத்திற்கும் வழிவகுக்கும். குறிப்பாக, நொதுமி மற்றும் அவற்றின் செயல்பாடுகள் குறித்த அறிவு, அணுக்கரு உலைகள் மற்றும் அணு ஆயுத வளர்ச்சியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. யுரேனியம்-235 மற்றும் புளூடானியம்-239 போன்ற கூறுகளின் அணுக்கரு பிளவு நொதுமிகளை அவை உறிஞ்சுவதால் ஏற்படுகிறது.

கெட்டிப்படுத்தப்பட்ட பொருளின் பகுப்பாய்வுக்காக எக்சு-கதிர்கள் பயன்படுத்துகிறது. இதே போல் குளிர், அனல் மற்றும் வெப்ப நொதுமி கதிர்வீச்சு நொதுமி சிதறல் பிரிவுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

வெற்று கண்ணாடி தந்துகி குழாய்களுக்கு உள் மொத்த உட்புற பிரதிபலிப்பின் அடிப்படையில் அல்லது அலுமினிய தகடுகளில் இருந்து பிரதிபலிப்பு மூலம் "நொதுமி வில்லைகளின்" உருவாக்கப்படுகின்றன. இது நொதுமி நோக்கியியல் மற்றும் நியூட்ரான் / காமா கதிர் வரைவி குறித்த ஆராய்ச்சியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

நொதுமிகளின் முக்கிய பயன்பாடு பொருட்களின் கூறுகளில் இருந்து காம்மா கதிர்களை தூண்டுவது ஆகும். இதுவே நொதுமி  செயலாக்க ஆய்வு மற்றும் காமா நொதுமி செயல்பாட்டு பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றின் அடிப்படை ஆகும். அணுக்கரு உலையில் உள்ள பொருட்களின் சிறிய மாதிரிகளை ஆய்வு செய்யவும், பூமிக்கு அடியில் துளைகளை சுற்றியுள்ள பாறைகளை ஆய்வு செய்யவும் பயன்படுத்தப்படும்.

நொதுமி உமிழிகளின் மற்றொரு பயன்பாடு லேசான கருக்களை கண்டறிதல், குறிப்பாக தண்ணீர் மூலக்கூறுகளில் காணப்படும் ஹைட்ரஜனை. வேகமான நொதுமி ஒரு லேசான கருவின் மீது மோதும் போது, அது அதன் ஆற்றலில் ஒரு பெரிய பகுதியை இழக்கிறது. மெதுவான நொதுமிகள் ஹைட்ரஜன் கருவில் பிரதிபலித்து திரும்பும் வேகத்தை அளவிடுவதன் மூலம், மண்ணில் உள்ள நீர் உள்ளடக்கத்தை நிர்ணயிக்கலாம்.

குறைந்த ஆற்றல் நொதுமிகள் புற்றுநோய் சிகிச்சையிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

பாதுகாப்பு

சுதந்திர நொதுமிகளோடு நீண்ட நேரம் உட்படுத்தல் அபாயகரமானது. உடலில் உள்ள மூலக்கூறுகளுடன் நொதுமிகளின் இடைவினை, மூலக்கூறுகள் மற்றும் அணுக்களுக்கு இடையூறு ஏற்படுத்தி நேர்மின்னி போன்ற பிற கதிர்வீச்சுகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

மேலும் காண்க

• அயனியாக்கும் கதிர்
• ஓரிடத்தான்
• நொதுமி கதிர்வீச்சு மற்றும் சீவெர்ட்
• அணுக்கருத் தாக்கம்
• வெப்ப நியூத்திரன் அணு உலை