අස්ථායී පරමාණුක න්යෂ්ටියක් අයනීකෘත අංශු පිට කරමින් වඩා ස්ථායී අවස්ථාවකට පත් වීම විකිරණශීලී ක්ෂය වීම නම් වේ. න්යෂ්ටියක ඇති නියුක්ලියෝන එකිනෙක බැඳ තබා ගන්නා ප්රබල බල න්යෂ්ටියේ අරයට සාපේක්ෂව කුඩා වූ විට පරමාණුක න්යෂ්ටියක් අස්ථායී අවස්ථාවකට පත් වේ. විකිරණශීලී ක්ෂය වීමකදී α-අංශු, β-අංශු, ප්රෝටෝනය, නියුට්රෝන,නියුට්රිනෝ අංශු සහ γ-කිරණ යන විවිධ වර්ග වල විකිරණ නිකුත් වේ.
මෙහිදී එක් මූලද්රව්යයක් තවත් මූලද්රව්යයකට තත්වාන්තරණය වේ. පෘථක්කරණය වීමට පෙර තිබූ මුල් මූලද්රව්යය පීතෘ මූලද්රව්යය ලෙස ද පසුව සෑදෙන නව මූලද්රව්යය දුහිතෘ මූලද්රව්යය ලෙස ද හැඳින්වේ. මෙය කිසිදු ප්රතික්රියාවකින් තොරව අහඹු ස්වයංසිද්ධ විමෝචනයක් ලෙස සිදු වේ. විකිරණශීලී ක්ෂය වීම සිදු කරන සමස්ථානික විකිරණශීලී යැයි කියනු ලැබේ. විකිරණශීලී සමස්ථානිකයක් නිදහසේ තැබූ විට එහි ඇති න්යෂ්ටි සංඛ්යාවෙන් හරි අඩක් ක්ෂය වීමට ගත වන කාලය එම සමස්ථානිකයේ අර්ධ ආයු කාලය ලෙස හැඳින්වේ.
විකිරණශීලී ක්ෂය වීමේ ක්රම
විකිරණශීලී න්යෂ්ටියක් ක්ෂය වීම ක්රම ගණනාවකට සිදු විය හැකි ය. පහත වගුවේ ඒවා සාරාංශගත කර ඇත. ස්කන්ධ ක්රමාංකය A සහ පරමාණුක ක්රමාංකය Z වන පරමාණුක න්යෂ්ටියක් (A, Z) ලෙස පහත නිරූපණය වෙයි. (A, Z) වින්යාසය සහිත පීතෘ න්යෂ්ටියක් ක්ෂය වීමෙන් සෑදෙන දුහිතෘ න්යෂ්ටියේ වින්යාසය දුහිතෘ න්යෂ්ටිය තීරුවේ පෙන්වා ඇත.
| ක්ෂය වීමේ ක්රමය | විස්තරය | දුහිතෘ න්යෂ්ටිය |
|---|---|---|
| නියුක්ලියෝන පිට කිරීමෙන් ක්ෂය වීම: | ||
| ඇල්ෆා ක්ෂය වීම | α-අංශුවක් (A = 4, Z = 2) න්යෂ්ටියෙන් පිට වීම | (A − 4, Z − 2) |
| ප්රෝටෝන විමෝචනය | න්යෂ්ටියෙන් ප්රෝටෝනයක් ඉවත් වේ | (A − 1, Z − 1) |
| නියුට්රෝන විමෝචනය | න්යෂ්ටියෙන් නියුට්රෝනයක් ඉවත් වේ | (A − 1, Z) |
| ද්විත්ව ප්රෝටෝන විමෝචනය | න්යෂ්ටියෙන් සමගාමීව ප්රෝටෝන දෙකක් ඉවත් වේ | (A − 2, Z − 2) |
| ස්වයංසිද්ධ විඛණ්ඩනය | න්යෂ්ටියක් වඩා කුඩා න්යෂ්ටීන් කීපයකට සහ වෙනත් නියුක්ලියෝන වලට වෙන් (පෘථක්කරණය) වේ | — |
| පොකුරු ක්ෂය වීම | පීතෘ න්යෂ්ටියෙන් ඇල්ෆා අංශුවකට වඩා විශාල හෝ කුඩා වෙනත් න්යෂ්ටියක් (A1, Z1) විමෝචනය වේ | (A − A1, Z − Z1) + (A1, Z1) |
| බීටා ක්ෂය වීමේ ක්රම: | ||
| β−-ක්ෂය වීම | න්යෂ්ටිය ඉලෙක්ට්රෝනයක් හා ප්රති-නියුට්රිනෝවක් පිට කරයි | (A, Z + 1) |
| පොසිට්රෝන විමෝචනය (β+-ක්ෂය වීම) | න්යෂ්ටිය පොසිට්රෝනයක් හා නියුට්රිනෝවක් පිට කරයි | (A, Z − 1) |
| ඉලෙක්ට්රෝන ග්රහණය | න්යෂ්ටිය ඒ වටා කක්ෂගත ඉලෙක්ට්රෝනයක් ග්රහණය කර ගෙන නියුට්රිනෝවක් පිට කරයි. මෙවිට දුහිතෘ න්යෂ්ටිය සැකෙබුණු අවස්ථාවක පවතිනු ඇත | (A, Z − 1) |
| බන්ධනගත බීටා ක්ෂය වීම | න්යෂ්ටියක් බීටා ක්ෂය වීමෙන් ඉලෙක්ට්රෝනයක් සහ ප්රති-නියුට්රිනෝවක් පිට කළ ද, ඉලෙක්ටෝනය හිස් K-කවචය විසින් ග්රහණය කර ගැනෙයි. දුහිතෘ න්යෂ්ටිය අස්ථායී සැකෙබුණු අවස්ථාවකට පත් වනු ඇත. මෙම ක්රියාවලිය සිදු වන්නේ K-කවචයේ කුහර ඇති වන ලෙස අයනික බන්ධනයක් සාදා ඇති පරමාණුවල පමණි. | (A, Z + 1) |
| ද්විත්ව බීටා ක්ෂය වීම | න්යෂ්ටිය සමගාමීව ඉලෙක්ට්රෝන 2ක් සහ ප්රති-නියුට්රිනෝ අංශු 2ක් පිට කරයි | (A, Z + 2) |
| ද්විත්ව ඉලෙක්ට්රෝන ග්රහණය | න්යෂ්ටිය ඒ වටා කක්ෂගත ඉලෙක්ට්රෝනය 2ක් ග්රහණය කර ගෙන නියුට්රිනෝ අංශු 2ක් පිට කරයි. – මෙවිට දුහිතෘ න්යෂ්ටිය අස්ථායී සැකෙබුණු අවස්ථාවකට පත් වෙයි | (A, Z − 2) |
| පොසිට්රෝන විමෝචනය සමඟ ඉලෙක්ට්රෝන ග්රහණය | න්යෂ්ටියක් කක්ෂගත ඉලෙක්ට්රෝනයක් ග්රහණය කරගෙන පොසිට්රෝනයක් සහ නියුට්රිනෝ අංශු දෙකක් පිට කරයි | (A, Z − 2) |
| ද්විත්ව පොසිට්රෝන විමෝචනය | න්යෂ්ටියකින් පොසිට්රෝන 2ක් සහ නියුට්රිනෝ අංශු 2ක් පිට වෙයි | (A, Z − 2) |
| එකම න්යෂ්ටියේ සිදු වන තත්වාන්තරණ: | ||
| සමරූපී තත්වාන්තරණය (Isomeric transition) | සැකෙබුණු න්යෂ්ටියක් අධි ශක්ති ෆෝටෝනයක් (ගැමා කිරණයක්) පිට කරමින් ස්ථායී වේ | (A, Z) |
| අභ්යන්තර තත්වාන්තරණය (Internal conversion) | සැකෙබුණු න්යෂ්ටියක් කක්ෂගත ඉලෙක්ට්රෝනයකට ශක්තිය ප්රදානය කරන අතර එම ඉලෙක්ට්රෝනය පරමාණුවෙන් විමෝචනය වේ | (A, Z) |
α-ක්ෂය වීම
අස්ථායී පරමාණුවක් α-අංශුවක් එසේත් නැතහොත් හීලියම් න්යෂ්ටියක් පිට කරමින් ස්ථායී අවස්ථාවකට පත් වීම α-ක්ෂය වීමයි. සාමාන්යයෙන් α-ක්ෂය වීම දැකිය හැකි වන්නේ ස්කන්ධ ක්රමාංකය 200 ට වඩා වැඩි න්යෂ්ටි වෙතිනි. මෙම ක්ෂය වීමේදී සෑදෙන දුහිතෘ න්යෂ්ටිය පීතෘ න්යෂ්ටියට වඩා පරමාණුක ක්රමාංක 2ක් ද ස්කන්ධ ක්රමාංක 4ක් ද අඩු වෙයි.
සෑදෙන දුහිතෘ න්යෂ්ටියෙහි සහ α-අංශුවෙහි ස්කන්ධ එකතුව පීතෘ න්යෂ්ටියෙහි ස්කන්ධයට වඩා අඩු වෙයි. මෙම අඩු වන ස්කන්ධය ශක්තියට පෙරළෙන අතර α-අංශුවට සහ දුහිතෘ න්යෂ්ටියට මෙම ශක්තිය චාලක ශක්තිය ආකාරයෙන් ලැබේ. නමුත් දුහිතෘ න්යෂ්ටිය α-අංශුවට වඩා ස්කන්ධයෙන් ඉතා වැඩි නිසා ගම්යතා සංස්ථිති මූලධර්මයට අනුව α-අංශුව ඉමහත් වේගයකින් ඉවතට ප්රක්ෂේපණය වනු ඇත. α-කිරණ යනුවෙන් හඳුන්වන්නේ මෙ බඳු අංශු ය.
උදාහරණ වශයෙන් යුරේනියම් 238 සමස්ථානිකය, රේඩියම් 226 සමස්ථානිකය , තෝරියම් 232 සමස්ථානිකය ගත හැක .
β-ක්ෂය වීම
β-අංශු පිට කරමින් අස්ථායී න්යෂ්ටි ස්ථායී වින්යාසයන්ට ලඟා වීම β-ක්ෂය වීම ලෙස හැඳින්වේ. මීට අමතරව β-ක්ෂය වීමකදී නියුට්රිනෝ අංශුවක්ද මුක්ත වෙයි. β-ක්ෂය වීමකදී පීතෘ න්යෂ්ටියේ ස්කන්ධ ක්රමාංකය වෙනස් වීමක් සිදු නොවන නමුදු, පරමාණුක ක්රමාංකය අංක 1 කින් අඩු හෝ වැඩි වෙයි.
β-ක්ෂය වීමකදී මුක්ත වන β-අංශු, දෙවර්ගයක් පවතී:
- β− - ඉලෙක්ට්රෝනය (ඍණ ආරෝපිතය)
- β+ - පොසිට්රෝනය (ධන ආරෝපිතය. මෙය ඉලෙක්ට්රෝනයේ ප්රතිපදාර්ථ අංශුවයි)
ඒ අනුව β-ක්ෂය වීම් වර්ග 2ක් පවතී.
β−-ක්ෂය වීම
අස්ථායී න්යෂ්ටියේ ඇති නියුට්රෝනයක් ප්රෝටෝනයක් බවට හැරෙමින් β−-අංශුවක් සහ ප්රති-නියුට්රිනෝවක් පිට කරයි. මෙහිදී ප්රෝටෝන අංකය එකකින් වැඩි වන බැවින් පරමාණුක ක්රමාංකය එකකින් වැඩි වේ.
කාබන් 14 සමස්ථානිකය, යුරේනියම් 239 සමස්ථානිකය, උදාහරණ ලෙස ගත හැක.
β+-ක්ෂය වීම
අස්ථායී න්යෂ්ටියේ ඇති ප්රෝටෝනයක් නියුට්රෝනයක් බවට හැරෙමින් β+-අංශුවක් සහ නියුට්රිනෝවක් පිට කරයි. මෙහිදී ප්රෝටෝන අංකය එකකින් අඩු වන බැවින් පරමාණුක ක්රමාංකය එකකින් අඩු වේ.
කාබන් 11 සමස්ථානිකය, සෝඩියම් 22, මැග්නීසියම් 23 උදාහරණ ලෙස ගතහැක.
γ-විකිරණය
α-ක්ෂය වීමක් හෝ β-ක්ෂය වීමක් සිදු වීමෙන් පසු දුහිතෘ න්යෂ්ටිය භූමි අවස්ථාවට නොපැමීණී සැකෙබුණු අවස්ථාවක පසු වීමට ඉඩ ඇත. මෙවිට න්යෂ්ටිය ප්රති-සකොබනය වෙමින් භූමි අවස්ථාවට පත් වීමේදී ශක්තිය පිට කරයි. ශක්තිය පිට කරන්නේ ෆෝටෝනයක් ලෙස ය. මෙම ශක්තිය ඉහළ අගයකින් යුක්ත වීම නිසා එම ෆෝටෝනය අධි සංඛ්යාතයෙන් යුතු γ-කිරණක් වනු ඇත.