20111116

ऊर्जेचे अंतरंग-२१: प्रारण संवेदक उपकरणे

प्रारण संवेदक उपकरणे१ मुख्यतः दोन प्रकारची असतात. १. दर-मापक उपकरणे आणि २. व्यक्तिगत मात्रा-मापक उपकरणे.



दर-मापक उपकरणे, ज्या दराने प्रारण उपसर्ग होत असतो तो दर मोजतात. ह्यालाच सामान्यपणे प्रारण-तीव्रता म्हणतात. सर्वेक्षण मापक, गजर आणि स्थल-निगराणी-उपकरणे ह्या प्रकारात मोडतात. ही उपकरणे काळासोबत बदलती प्रारण-तीव्रता सादर करत असतात. जसे की राँजन/तास किंवा लघु-राँजन/तास. ह्या उपकरणांची तुलना चारचाकीच्या गतीमापका (स्पीडोमीटर) सोबत केली जाऊ शकते. कारण दोन्हीही प्रकारची उपकरणे कालसापेक्ष एककांत मापन करत असतात.

मात्रा-मापक-उपकरणे, मोजलेल्या काळात ग्रहण केलेला एकूण उपसर्ग मोजत असतात. म्हणूनच या उपकरणांना मात्रा-मापक म्हटले जाते. सामान्यतः औद्योगिक प्रारणालेखनात वापरली जाणारी मात्रा-मापके छोटीशी साधने असतात, ज्यांना व्यक्तीने ग्रहण केलेली मात्रा मापन करण्याकरता व्यक्तीनेच धारण करावी यासाठी अभिकल्पित केलेले असते. ह्या उपकरणांची तुलना चारचाकीच्या अंतरमापका (ऑडोमीटर) सोबत केली जाऊ शकते. कारण दोन्हीही प्रकारची उपकरणे राशी संकलित एककांत मापन करत असतात.

सर्वेक्षण मापक


प्रारण-आलेखक व्यक्तींकरता, प्रारणांचे अस्तित्व आणि त्यांची तीव्रता जाणून घेण्याकरता उपलब्ध साधनांपैकी सर्वात महत्त्वाचे साधन म्हणजे सर्वेक्षण मापक हे असते. घटनांचे पुनरीक्षण (रिव्ह्यू) आणि अति-संसर्गाचे अहवाल असे सुचवतात की या प्रकारच्या बहुतेक घटना तंत्रज्ञाकडे सर्वेक्षण मापक नसल्यमुळे अथवा त्याने ते न वापरल्यामुळे घडून आल्या आहेत.

सर्वेक्षण मापकाचे अनेक निरनिराळे नमुने, कामाच्या ठिकाणी प्रारण मापनार्थ उपलब्ध असतात. ते सारेच मूलतः एक संवेदक आणि एक वाचनदर्शक यांपासून बनलेले असतात. निरंतर आणि अंकित दर्शक उपलब्ध असतात. औद्योगिक प्रारण आलेखनार्थ वापरले जाणारे सर्वेक्षण मापक, वायुव्याप्त संवेदकाचा उपयोग करून घेत असतात.

वायुव्याप्त संवेदक गणक


पोकळ दंडगोल एका विद्युतदंडाचे कार्य करतो आणि अक्षावर ताणून बसवलेली, मध्यवर्ती, पातळ तार, दुसर्‍या विद्युतदंडाचे कार्य करते. या साधनास विभवांतर लावल्यावर, तार धन होते आणि पोकळ दंडगोल ऋण. गणक ज्यावेळी किरणोत्सारी पदार्थाच्या जवळ आणला जातो, त्यावेळी त्यातील वायू मुलकित होतो. विद्युतक्षेत्र, प्रत्येक मुलक-जोडीतील विजकास धनाग्राकडे सरकवते, तर धनभारित वायुच्या अणूंना ऋणाग्राकडे सरकवते. यामुळे प्रारणाशी संबंधित वियुतसंकेत वर्धित होऊन संख्येच्या स्वरूपात प्रदर्शित केला जातो.

मूलक-कक्ष गणक



तुलनेने कमी विभवांतर असल्यामुळे मूलक-कक्षात केवळ सुरूवातीच्या मूलकीकारक घटनांशी संबंधित संकेत गोळा होत असतात. त्यामुळे निष्पन्न होणारा संकेत क्षीण असतो. प्रखर प्रारणच उच्च ऊर्जा आणि सशक्त विभव निर्माण करू शकते. केवळ प्राथमिक मूलकच गोळा होत असल्याने, वास्तविक प्रारण-संसर्गातील ऊर्जा आणि तीव्रतेबाबतची माहिती मिळते. मात्र अशा मापकांचे विजकशास्त्र संकेतवर्धनाचे दृष्टीने संवेदनाक्षम असावे लागते. त्यामुळे अशी उपकरणे बर्‍यापैकी महाग आणि नाजूक असतात. प्रारण-ऊर्जेच्या मोठ्या पल्ल्यात, प्रारण-संसर्गाची अचूक मापने करावयाची असतात, तेव्हा हा खर्च आणि अशी निगा यांची गरज समर्थनीय ठरते. क्ष-किरण जनित्रांतून निर्माण होणार्‍या भेद-प्रारणां (ब्रेमस्ट्रॉहलंग) च्या मापनाकरता हे आवश्यक ठरू शकते. काही वेळा गॅमा किरणालेखन (रेडिओग्राफी) करत असता, वापरलेल्या किरणोत्सारी समस्थानिकाच्या निरपेक्ष, अचूक संसर्ग मापनार्थ मूलक-कक्ष सर्वेक्षण मापक वापरला जातो.

प्रमाणशीर गणक



प्रमाणशीर गणक संवेदक काहीसे जास्त विभवांतर वापरतात. सशक्त विद्युत क्षेत्रामुळे प्राथमिक मूलकीकरणात निर्माण झालेले विद्युतभार त्वरित होऊन, वायूत इतर विजक निर्माण करतात. दुय्यम मूलक-जोड्यांत निर्माण झालेले विजक, प्राथमिक विजकांसहित धन अग्राकडे सरकत असता, ऊर्जा मिळवत राहतात आणि आणखी जास्त मूलकीकरण घडवतात. परिणामतः प्राथमिक मूलकजोडीतील प्रत्येक विजक, मूलकजोड्यांची एक उतरंडच निर्माण करत असतात. ह्या प्रभावास वायू-गुणन किंवा वर्धन म्हटले जाते. ह्या विभव पल्ल्यात, दुय्यम परस्परक्रियांतून मुक्त झालेल्या कणांची संख्या ही पार होत असलेल्या मूलक कणांच्या संख्येच्या थेट प्रमाणात असतात. म्हणून अशा वायू-मुलकीकारक-संवेदकांस प्रमाणशीर गणक म्हणतात. मूलक-कक्ष संवेदकांप्रमाणेच, प्रमाणशीर संवेदकही निरनिराळ्या प्रकारच्या प्रारणांत भेद करतात. मात्र, त्यांना खूपच स्थिर विजकीय आधाराची गरज असते, जो महाग आणि कष्टसाध्य असतो. प्रमाणशीर संवेदक सामान्यपणे केवळ प्रयोगशालेय संचव्यवस्थेत (सेटिंग) च वापरले जातात.

गायगर-मुल्लर गणक

गायगर-मुल्लर गणक आणखीनच उच्च विभवावर म्हणजे ८०० ते १,२०० व्होल्ट विभवावर काम करतात. प्रमाणशीर गणकांप्रमाणेच उच्च विभव प्राथमिक मूलकीकरणांतील विजकांना त्वरित करून दुय्यम विजक निर्माण करवतात. मात्र मूलकजोड्यांची ही मोठ्या प्रमाणात घडून येणारी उतरंड, मूलकांनी गणक संपृक्त होईस्तोवर सुरूच राहते. हे सर्व क्षणांशात घडून येते आणि स्थिर-विभवाचा विद्युत-प्रवाह-फटका निर्माण होतो. गायगर-मुल्लर पल्ल्यात गोळा होणार्‍या मोठ्या संख्येतील दुय्यम मूलकांच्या ह्या ओघास वर्षाव म्हणून ओळखले जाते. ह्यामुळे मोठा विभव-फटका निर्माण होत असतो. दुसर्‍या शब्दांत विद्युतप्रवाह फटक्याचा आकार, त्या फटक्यास कारण असलेल्या प्राथमिक मूलकीकारक घटनेच्या निरपेक्ष असतो. १९०८ मध्ये ह्या गणकाचा शोध लावणार्‍या हॅन्स गायगर आणि पुढे १९२८ मध्ये त्यांच्याच सहयोगाने त्याचा विकास घडवून आणणार्‍या वॉल्टर मुल्लर यांचेच नाव, ह्या गणकास दिले गेलेले आहे.

गायगर-मुल्लर गणकांचे विद्युत-मंडल, फटक्यांच्या संख्येचे गणन करून त्यांची नोंद ठेवते. बहुधा ही माहिती गणित-संख्या/मिनिट अशा स्वरूपात दर्शवली जाते. जर उपकरणास ध्वनिक्षेपक असेल तर फटके श्राव्य संकेतही निर्माण करू शकतात. जेव्हा कक्षातील सर्व वायू संपूर्णतः मूलकित होतो तेव्हा, विद्युतफटक्याचे भारावतरण करेस्तोवर, आणखी मूलक गोळा होणे थांबते. ह्याकरता क्षणांशच लागत असतो, मात्र ही प्रक्रिया स्वतंत्र घटना संवेदण्याचा दर काहीसा मर्यादित करते. मूलक-कक्ष उपकरणांपेक्षा गायगर-मुल्लर गणक सामान्यपणे निम्नस्तरीय प्रारणांकरता जास्त संवेदनाक्षम असतात, कारण ते स्वतंत्र मूलकीकारक घटना दर्शवू शकतात. निष्पन्नांकन (कॅलिब्रेशन) करून, विविक्षित ऊर्जा-पल्ल्यात गणनदर संसर्गदराच्या स्वरूपात दर्शवणे शक्य असते. गॅमा किरण आलेखनाकरता वापरत असता प्रातिनिधिकपणे उपयोगात आणल्या जात असलेल्या ऊर्जेकरता ते निष्पन्नांकित केले जातात. बहुधा ०.६६२ दशलक्ष विजकव्होल्ट पातळीवरील Cs-१३७ गॅमा प्रारणे निष्पन्नांकन पुरवतात. गायगर-मुल्लर गणक मूलक-कक्षाचे अथवा प्रमाणशीर कक्षाचे मानाने खूपच जास्त विजक निर्माण करत असल्याने त्यांचेकरता इतर सर्वेक्षण मापकांच्याच दर्जाच्या विजकीय व्यवस्थापनाची गरज नसते. त्यामुळे मापक स्वस्त आणि बळकट असतात. निरनिराळ्या ऊर्जेच्या प्रकाशकणांसोबत निरनिराळ्या परिमाणात मूलकीकरण करण्याबाबतची असमर्थता आणि भारावतरण केल्याखेरीज पुन्हा तयार न होण्यामुळे निरंतर वापरास योग्य न राहणे ह्या गायगर-मुल्लर गणकाच्या दोन उणीवा आहेत.

वायू-व्याप्त-संवेदकांची तुलना

सोबतचा आलेख वायू-व्याप्त-संवेदकांतील, संकलित मूलकांबाबतचा, वाढत्या उपायोजित विभवासोबत बदलता संबंध दर्शवतो. मूलक-कक्ष-क्षेत्रात विभव तुलनेने कमी असते आणि केवळ प्राथमिक मूलके गोळा केली जातात. प्रमाणशीर-कक्ष-क्षेत्रात विभव काहीसे जास्त असते त्यामुळे प्राथमिक आणि त्यांच्या थेट प्रमाणातील दुय्यम मूलके गोळा होतात. गायगर-मुल्लर-क्षेत्रात धनाग्राभोवतीचा वायू पूर्णतः मूलकित झालेला असल्याने सर्वाधिक दुय्यम मूलके गोळा होतात. निरनिराळ्या प्रकारच्या प्रारणांत मूलक-कक्ष आणि प्रमाणशीर-कक्ष क्षेत्रांत जो भेद संभवतो तो इथे लक्षात घ्यावा. निरनिराळ्या ऊर्जा पातळ्यांतील प्रारणे संवेदकात निरनिराळ्या संख्येत प्राथमिक मूलके निर्माण करतात. मात्र गायगर-मुल्लर क्षेत्रात दर घटनेगणिक गोळा झालेल्या दुय्यम मूलकांची संख्या तीच राहते, मग मूळच्या प्रारणात किती ऊर्जा आहे ह्याच्याशी त्याचा संबंध नसतो. मोठ्या संकेत-फटक्याच्या बदल्यात, निरनिराळ्या ऊर्जेच्या प्रारणांचा अचूक संसर्ग मापण्याची क्षमता गायगर-मुल्लर गणक गमावून बसतो. सर्वेक्षण मापकांकरता आवश्यक असणार्‍या विजकीय व्यवस्था मोठ्या संकेत-फटक्यामुळे खूपच सोप्या होतात.

खिशावरील मात्रामापक



क्ष-किरण वा गॅमा किरणांच्या, धारणकर्त्या व्यक्तीस झालेल्या संसर्गाचे तत्काळ वाचन उपलब्ध व्हावे म्हणून खिशातील मात्रामापक वापरले जातात. नावच सुचवते त्यानुसार, ते सामान्यपणे खिशावरच लावून वापरले जातात. औद्योगिक किरणालेखनात सामान्यपणे वापरल्या जाणार्‍या खिशावरील मात्रामापकाचे दोन प्रकार असतात. थेट-वाचक-खिशावरील-मात्रामापक आणि अंकित-विजकीय- खिशावरील-मात्रामापक.

थेट-वाचक-खिशावरील-मात्रामापक हा सामान्यतः लेखणीच्याच आकार व आकारमानाचा असतो. त्यात एक सुमारे २ लघूलिटर आकारमानाचा छोटासा मूलक-कक्ष असतो. मूलक-कक्षातील मध्यवर्ती तार धनाग्र असते. याच तारेस धातुवेष्टित वालुकातंतू (क्वार्ट्झ फायबर) जोडलेला असतो. जेव्हा धनाग्र धन-विभवाने भारित होतो तेव्हा तो भार धनाग्र-तार आणि वालुकातंतू यांच्यात वितरित होतो. त्यांच्यातील विद्युतस्थैतिकी अपकर्षणामुळे वालुकातंतू प्रतिसारला जातो. जितके विभव जास्त तेवढाच प्रतिसारही जास्त. कक्षावरील प्रारणीय घटना, कक्षातील सक्रिय आकारमानात मूलकीकरण घडवते. त्यात निर्माण झालेले विजक मध्यवर्ती धनाग्राकडे आकर्षित होऊन त्यावर संकलित होतात. त्यामुळे त्यावरील निव्वळ धनभार कमी होतो आणि वालुकातंतूस पूर्वपदावर येणे शक्य करतो. एकूण हालचाल मूलकीकरणाच्या थेट प्रमाणात असते. प्रकाशाच्या स्त्रोताकडे उपकरणाचे तोंड फिरवून तंतूची जागा अंगभूत भिंगांनी निरीक्षित केली जाते. तंतू एका संसर्गाच्या एककांत चिन्हांकित केलेल्या अर्धपारदर्शक पट्टीवर पाहिला जातो. प्रातिनिधिक औद्योगिक किरणालेखन खिशावरील मात्रामापकात पूर्णपट्टी वाचन २०० लघु-राँजन असते, मात्र याहून जास्त परिमाण असलेली अभिकल्पनेही उपलब्ध आहेत. कामाची पाळी सुरू असता वारंवार मात्रामापक वाचनाची दखल घ्यायला हवी. तर प्रत्येक पाळीच्या अखेरीस मोजलेल्या संसर्गाची नोद ठेवायला हवी.

खिशावरील मात्रामापकाचा मुख्य लाभ हा, धारणकर्त्या व्यक्तीस तिला होत असलेल्या संसर्गाचे तत्काळ वाचन उपलब्ध करून देत असतो. खिशावरील मात्रामापक पुन्हपुन्हा वापरला जाऊ शकतो. मर्यादित पल्ला, कायमस्वरूपी नोंद करण्याची असमर्थता तसेच पडल्या वा उसळल्यामुळे वाचन नाहीसे होणे ह्या त्याच्या मुख्य उणीवा आहेत. प्रत्येक कामाच्या पाळीच्या सुरूवातीस मात्रामापक पुनर्भारित आणि नोंद करून घ्यावा लागतो. विद्युतभाराची गळती दर २४ तासात पूर्ण पल्ल्याच्या २% हून मोठी नसावी.

अंकित विजकीय मात्रामापक

हे मात्रामापक मात्रा आणि मात्रा-दर नोंदवतात. हे मात्रामापक बहुधा गायगर-मुल्लर गणक वापरतात. प्रारण संवेदकाचे निष्पादन संकलित केले जाते, जेव्हा पूर्वनिर्धारित संसर्ग-पातळी गाठली जाताच एक विजकीय गणक सुरू होतो. मग गणक एकूण संकलित संसर्ग आणि मात्रा-दर अंकित संकेतांच्या स्वरूपात दर्शवतो. काही अंकित विजकीय मात्रामापक श्राव्य गजराचा समावेश करतात. प्रत्येक वाढत्या संसर्गासोबत ते नाद करतात. काही नमुने, पूर्वनिर्धारित संसर्ग-पातळी गाठली जाताच निरंतर नाद करण्याकरता सुसज्ज केले जाऊ शकतात. ह्या स्वरूपामुळे, थेट-वाचक-खिशावरील-मात्रामापकासोबत होणार्‍या वाचन-चुका किमान राखल्या जातात. ज्यामुळे पुन्हा सुसज्ज करण्या-अगोदर उच्च सर्वाधिक वाचन करणे शक्य होते.

श्राव्य-गजर-दर-मापक आणि अंकित विजकीय मात्रामापक



पूर्वनिर्धारित संसर्ग-पातळी गाठली जाताच एक स्वल्प ’बीप’ किंवा ’चिर्प’ प्रसारित करणारी ही साधने असतात. गॅमा उत्सर्जकांसोबत काम करत असलेल्या व्यक्तींनी ही विजकीय साधने धारण करावित. त्यांच्यामुळे, पूर्वनिर्धारित संसर्ग-पातळीहून प्रारणमात्रा जास्त झाल्याची सूचना किरणालेखकास मिळून, औद्योगिक किरणालेखनातील अपघाती संसर्गाची संभावना घटते . प्रातिनिधिक दर-मापक ४५०-५०० लघु-राँजन/तास यादरम्यान वाजू लागतात. इथे ह्याची नोंद घेणे महत्त्वाचे आहे की, श्राव्य-गजर-दर-मापक, सर्वेक्षण मापकांसारखे असावेत असा उद्देश नसतो व त्यांचे ऐवजीही ते वापरले जाऊ नयेत.

उष्णता-प्रस्फुरक-मात्रामापक (उप्रमा, Thermo-luminescent-dosimeters-TLDs)

अनेकदा फित-पट्टी ऐवजी उष्णता-प्रस्फुरक-मात्रामापक वापरले जातात. फित-पट्टी प्रमाणेच ते (बहुधा तीन महिन्यांच्या अथवा त्याहून कमी) काळाकरता धारण केले जातात. नंतर मग त्यांनी किरणोत्साराची काही मात्रा गोळा केली असल्यास, किती ते निर्धारित करण्याकरता त्यांवर प्रक्रिया करावी लागते. उष्णता-प्रस्फुरक-मात्रामापक अगदी १ लघुरेम इतकी कमी मात्राही मोजू शकतो. पण नियमित परिस्थितींमध्ये त्यांची निम्न-मात्रा-मापन-क्षमता ही फित-पट्टी इतकीच असते. उष्णता-प्रस्फुरक-मात्रामापकाचा नेमकेपणा निम्न-मात्रेकरता सुमारे १५% इतका असतो. तर उच्च-मात्रांकरता तो ३% इतका सुधारतो. इतर व्यक्तिगत-देखरेख-उपकरणांपेक्षा यांचा फायदा हा असतो की त्यांचा मात्रा-प्रतिसाद रेषीय असतो, तुलनेने ऊर्जा-निरपेक्ष असतो आणि ते निम्न-मात्रांकरता संवेदनाक्षम असतात. फित-पट्टीशी तुलना करता ते पुनर्वापरक्षमही असतात. मात्र कायमस्वरूपी नोंद होत नाही किंवा पुनर्वाचन शक्य नसते आणि त्वरित, काम करत असता वाचनही शक्य नसते.

उप्रमा हा लिथियम फ्लुओराईड सारखा घन-स्फटिक-संरचनेतला एक प्रस्फुरक (फॉस्फर) असतो. कक्षीय तापमानावर, मूलकीकारक प्रारणांच्या संसर्गात आल्यास, प्रारण; प्रस्फुरक स्फटिकाशी परस्पर-अभिक्रिया करते आणि आपाती (इन्सिडंट) ऊर्जेपैकी आंशिक किंवा सर्वच ऊर्जा पदार्थात जमा करते. पदार्थातील ऊर्जा शोषणारे काही अणू मूलकात रूपांतरित होतात, ज्यामुळे मुक्त विजक निर्माण होतात, तर एक वा अनेक विजक-विरहित जागा (उणीवा, ज्यांना इंग्रजीत ’होल्स’ म्हणतात) निर्माण होतात. स्फटिकाच्या संरचनेतील अपरिपूर्णतांपाशी मुक्त विजक पकडले जाऊन जागीच खिळवले जातात.

स्फटिक तापवल्यास स्फटिकाची मांडणी थरथरू लागते व पकडलेले विजक मुक्त होतात. ते मुक्त झालेले विजक मूळ जमिनी अवस्थेत परततांना मूलकीकरणात मिळवलेली ऊर्जा उत्सर्जित करतात. यावरूनच उष्णता-प्रस्फुरक हे नाव या पद्धतीस प्राप्त झाले आहे. उत्सर्जित प्रकाश, प्रकाश-गुणक-नलिकेद्वारा मोजला जातो. गणलेल्या प्रकाश कणांची संख्या, प्रस्फुरकावर आदळणार्‍या प्रारणाच्या परिमाणाच्या थेट प्रमाणात असते. फितीची प्रकाशकीय (ऑप्टिकल) घनता (काळेपणा) वाचण्या ऐवजी, स्वतंत्र उष्णता-प्रस्फुरक पदार्थास तापवले असता उत्सर्जित प्रकाश मोजला जातो. अशाप्रकारे निर्मित “उजाळा-रेषे (ग्लो-कर्व्ह)” चा संबंध मग प्रारण-संसर्गाशी जोडला जातो. ही प्रक्रिया अनेकवार पुनरावृत्त करता येते.

१ http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/RadiationSafety/cc_rad-safety_index.htm

नरेंद्र गोळे, narendra.v.gole@gmail.com
.


20111114

ऊर्जेचे अंतरंग-२०: किरणोत्साराची देखभाल

किरणोत्सार पाहताही येत नाही आणि अनुभवताही येत नाही. मात्र त्याचा स्वास्थ्यावर हानीकारक प्रभाव पडतो. म्हणून, किरणोत्सारी क्षेत्रात कार्यरत असणार्‍या व्यक्तींची देखभाल करणे अत्यंत आवश्यक असते. ह्या देखभालीच्या साह्याने प्रत्येक व्यक्तीस मिळणार्‍या मात्रेची नोंद ठेवली जाते, ज्यामुळे हे सुनिश्चित करणे शक्य होते, की कोणत्याही कर्मचार्‍यास निर्धारित मात्रेपेक्षा जास्त मात्रा मिळू नये. किरणोत्सार देखभाल अनेक प्रकारे केली जाते.

१. व्यक्तीगत अवशोषित किरणोत्सार मात्रेचे मापन
२. किरणोत्सारी क्षेत्रातील किरणोत्साराचे मापन
३. गतीशील उपकरणाद्वारे किरणोत्साराचे मापन
४. शीतलक आणि द्रव व घन अपशिष्ट पदार्थांतील किरणोत्साराचे मापन
५. वातावरणात प्रसृत होणार्‍या किरणोत्साराचे मापन

निरनिराळ्या किरणोत्सारांच्या मापनांसाठी निरनिराळी उपकरणे वापरली जातात. किरणोत्साराच्या उपस्थितीचा शोध लावण्यासाठी मूलक-कक्ष आणि प्रमाणशीर (आनुपाती) गणक वापरतात. व्यक्तीगत मात्रामापनासाठी चित्रफित, औष्णिक-प्रतिदीप्ती (थर्मोल्युमिनिसेंट) आणि किरणोत्सारी-प्रकाश-औष्णिक- प्रतिदीप्ती (रेडिओ-फोटो-थर्मोल्युमिनिसेंट) पदार्थांचा वापर करतात. किरणोत्साराचे क्षेत्रीय मापन आणि अन्य देखभाल करण्यासाठी गायगर-मुल्लर तसेच प्रस्फुरण प्रदर्शकांचा वापर करतात.

अणुभट्टीच्या आसपास अथवा किरणोत्सारी क्षेत्रात कार्यरत असलेल्या कोणत्याही व्यक्तीस आपल्याजवळ मात्रामापक (डोसीमीटर) बाळगणे आवश्यक असते. मात्रामापकाद्वारा ह्या गोष्टीचा पत्ता लागतो की त्या व्यक्तीने, विशिष्ट काळात (एक वर्ष, एक महिना, दोन सप्ताह अथवा त्याहूनही कमी) किती मात्रा प्राप्त केलेली आहे. देखभालीत पूर्वी दोन प्रकारच्या मापकांचा उपयोग होत असे.

१. चित्रफीत (फोटोग्राफीक फिल्म) अथवा फितबक्कल (फिल्म बॅज)
२. खिशात ठेवण्याचा छोटा मूलककक्ष.

फितबक्कल काही काळ वापरल्यावर ती फित विकसित करून तिच्यातील काळेपणाच्या घनत्वाच्या आधारावर त्या काळात तिने प्राप्त केलेल्या अवशोषित किरणोत्सार मात्रेचे अंकन केले जाते. खिशातील मूलककक्षात, कोणत्याही वेळी डोळ्यांनी पाहून, प्राप्त मात्रा समजून घेता येते. बहुधा खिशातील मूलककक्ष उच्च किरणोत्सार क्षेत्रात काम करत असता वापरला जातो, कारण कमी वेळात जास्त मात्रा मिळाल्यास ते लगेच कळते आणि ती व्यक्ती सतर्क होते व आपली मात्रा निर्धारित मात्रेच्या मर्यादेत राखू शकते. वर्तमानात, फितबक्कल मात्रामापकाऐवजी औष्णिक-प्रतिदीप्ती मात्रामापकाचा (थर्मो-ल्युमिनिसेंट डोसीमीटर) वापर होत आहे. याव्यतिरिक्त अनेक देशांमध्ये किरणोत्सारी-प्रकाश-प्रतिदीप्ती (रेडिओ-फोटो-थर्मोल्युमिनिसेंट) मात्रामापकाचाही वापर होत आहे.


प्रारण संरक्षणाबाबतची मानके निर्धारित करणार्‍या संस्था



प्रारण-सुरक्षा-उपस्कर








नरेंद्र गोळे, narendra.v.gole@gmail.com
.

20111108

ऊर्जेचे अंतरंग-१९: किरणोत्साराचे प्रभाव आणि त्यांचे मापन

जेव्हा किरणोत्सार एखाद्या माध्यमातून जात असतो तेव्हा त्या माध्यमाचे प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्षरीत्या मूलकीकरण होते किंवा ते माध्यम उत्तेजित अवस्थेत पोहोचते. सजीवांमध्ये हे मूलकीकरण किंवा ही उत्तेजना, शरीराचे अनेक कण जसे की प्रथिने, न्यूक्लिक आम्ल इत्यादींना नष्ट करते. हे सर्व कण शरीराकरता अत्यंत महत्वाचे असतात. म्हणून किरणोत्सार, सजीवांच्या शरीरांसाठी धोकादायक असतो. अल्फा आणि बीटा किरणे माध्यमास प्रत्यक्षरीत्या मूलकित करतात.

गॅमा आणि क्ष किरणे माध्यमास अप्रत्यक्षरीत्या मूलकित करतात. इथे उच्च ऊर्जाधारी विजकांद्वारा मूलकीकरण होते. ही मूलके, किरणे आणि माध्यमांच्या अणुंपासून कॉम्पटन विखुरण, प्रकाश-वैद्युतिक प्रभाव आणि युग्म-उत्पादन अभिक्रिया यांद्वारे निर्माण होतात. तर विरक्तक, माध्यमात प्रग्रहण आणि विखुरण अभिक्रियेद्वारा गॅमा किरणे निर्माण करून अप्रत्यक्षरीत्या माध्यमास मूलकित करतात.

शोषित मात्रा एकक ’राँजन’

प्रमाण तापमानावर आणि दाबाखाली, १ घन सेंटीमीटर कोरड्या हवेत १ विद्युतस्थैतिकी एकक इतका विद्युतभार निर्माण करणार्‍या गॅमा वा क्ष-किरणांच्या मूलकीकारक प्रारणास १ राँजन शोषित मात्रा म्हणतात१.

इतर माध्यमांमध्ये किरणोत्साराचे एकक, रॅड (Radiation Absorbed Dose - किरणोत्सार अवशोषित मात्रा) या नावाने ओळखले जात असे. एक रॅड किरणोत्सारामुळे कोणत्याही माध्यमाच्या एक ग्रॅम वस्तुमानात १०० अर्ग ऊर्जेचे अवशोषण होते. आंतरराष्ट्रीय एकक प्रणालीत, किरणोत्सार ग्रे मध्ये (संक्षेपाने Gy) मोजला जातो. एक ग्रे किरणोत्सारामुळे कोणत्याही माध्यमाच्या एक किलोग्रॅम पदार्थात एक ज्यूल ऊर्जेचे अवशोषण होते. म्हणजे १ Gy=१०० रॅड. सामान्यत: ह्या एककास किलो-ग्रे अथवा मेगॅ-ग्रे एककात व्यक्त केले जाते. जर ऊष्म्याशी ह्याची तुलना करायची असेल तर १० किलो ग्रे किरणोत्सार, एक लिटर पाण्यात अवशोषित झाल्यास पाण्याच्या तापमानात २.४ अंश सेल्शिअस वाढ होते.


लुईस हॅरॉल्ड ग्रे२ (१० नोव्हेंबर १९०५ ते ९ जुलै १९६५)

लुईस हॅरॉल्ड ग्रे हे ब्रिटिश भौतिकशास्त्रज्ञ होते. त्यांनी मुख्यत्वे जैव प्रणालींवरील प्रारण-प्रभावांवर काम केले. त्या कामातूनच पुढे प्रारण-जीवशास्त्राचा (रेडिओ-बायोलॉजीचा) जन्म झाला. ग्रे ह्यांनीच, सजीवाद्वारे-शोषित-प्रारण-मात्रेच्या एककाची व्याख्या केली. १ एकक शोषित प्रारण-ऊर्जा = १ किलोग्रॅम सजीवाद्वारे १ ज्यूल इतकी प्रारणऊर्जा शोषली जाणे. ह्याच एककाला पुढे त्यांचे नाव देण्यात आले, “ग्रे”. आंतरराष्ट्रीय-एकक-प्रणालीतील हे एक साधित एकक आहे. १९३७ साली ग्रे महाशयांनीच माऊंट व्हर्नान हॉस्पिटलमध्ये सुरूवातीचे विरक्तक-जनित्र बांधले. १९४० साली त्यांनी विरक्तक-मात्रेकरता तुलनात्मक-जैव-प्रभावीपणाची संकल्पना विकसित केली.

शोषित मात्रा (ऍब्जॉर्ब्ड डोस)

"शोषित मात्रा"चा अर्थ आहे पदार्थाद्वारे, किरणोत्सारापासून मिळालेल्या ऊर्जेचे झालेले शोषण. शोषित मात्रेचे मोजमाप ग्रे (Gy) मध्ये केले जाते. १ ग्रे म्हणजे बाधित भागाच्या प्रत्येक किलोग्रॅम कायाभारामध्ये १ ज्यूल ऊर्जेचे शोषण. एखादया मात्रेचा लहान मुलावर, त्याचे वजन कमी असल्यामुळे परिणाम अधिक होईल, तर तितक्याच मात्रेचा प्रभाव मोठया माणसावर कमी होईल. जीवशास्त्रीय व्याख्येनुसार काही प्रकारचे किरणोत्सर्जन (अल्फा- , बीटा-ब, गॅमा-ग इत्यादी) इतर उत्सर्जनांपेक्षा अधिक घातक ठरते. म्हणून, किरणोत्सार सुरक्षितता मापदंडान्वये मात्रा-सममूल्य, सिव्हर्ट (Sv)मध्ये मोजला जाते. शोषित भागाचा दर्जा-गुणकाने गुणाकार करून सिव्हर्ट (Sv) चे प्रमाण प्राप्त केले जाते.


प्रो.रॉल्फ मॅक्सिमिलन सिव्हर्ट (०६ मे १८९६ ते ३ ऑक्टो. १९६६)

हे स्विडिश भौतिकशास्त्रज्ञ होते. त्यांनी मुख्यत्वे प्रारणांच्या जैव प्रभावांचा अभ्यास केलेला होता. कर्करोगाकरता प्रारणांचा उपयोग करतांना त्यांच्या मापनांत त्यांनी मोलाची भूमिका पार पाडली होती. आण्विक-प्रारणांच्या प्रभावावरील संयुक्तराष्ट्र-वैज्ञानिक-समितीचे ते अध्यक्ष होते. १९६४ मध्ये त्यांनी आंतरराष्ट्रीय-प्रारण-संरक्षण-मंडळाची (International Radiation Protection Association-IRPA) स्थापना केली होती. ते त्याचे संस्थापक अध्यक्षही होते. प्रारण-मात्रेच्या मापनार्थ त्यांनी अनेक उपकरणे शोधून काढली. त्यातील “सिव्हर्ट-कक्ष” हे उपकरण सर्वात जास्त विख्यात आहे. १९७९ साली, मूलकीकारक-प्रारणांच्या-सममूल्य-मात्रेच्या एककास त्यांचे नाव देण्यात आले. आंतरराष्ट्रीय-एकक-प्रणालीतील सिव्हर्ट (Sv) हे एक (derived unit) साधित एकक आहे. १ मूलकीकारक-प्रारणाची-सममूल्य-मात्रा = १ किलोग्रॅम सजीवाद्वारे गॅमा-प्रारणातील १ ज्यूल इतकी ऊर्जा शोषली जाण्याने घडून येणार्‍या हानीइतकी हानी घडवणारी, दिलेल्या प्रारणाची शोषित मात्रा = १ Sv.

सजीवांमध्ये निरनिराळ्या किरणोत्सारांचे मूलकीकरण निरनिराळ्या प्रकारे होते. ह्या वेगळेपणास दूर करण्यासाठी निरनिराळ्या किरणोत्सारांकरता निरनिराळे गुणवत्ता गुणकांक वापरतात. त्यांना सापेक्ष-जैव-सममूल्यता (संक्षेपाने RBE-Relative Biological Equivalent) म्हटले जाते. जर अवशोषित किरणोत्साराची मात्रा D रॅड असेल, तर मात्रेच्या सममूल्याचे एकक रेम असेल (REM-RAD Equivalent of Man मनुष्यातील सममूल्य किरणोत्सार ). मात्रेच्या सममूल्य (रेम)=D (रॅड) x RBE. तसेच, जर अवशोषित किरणोत्साराची मात्रा D ग्रे असेल तर आंतरराष्ट्रीय प्रमाण प्रणालीत, मात्रेच्या सममूल्य एकक सिव्हर्ट (संक्षेपाने Sv) असेल. म्हणजेच: मात्रेच्या सममूल्य एकक (सिव्हर्ट) = D (ग्रे) x RBE. १ सिव्हर्ट = १०० रेम.

किरणोत्साराची सापेक्ष जैव प्रभावशीलता ३



सिव्हर्ट अथवा रेम, सर्व प्रकारच्या किरणोत्सारांच्या संयुक्त अवशोषणाची मात्रा दर्शवितात. आंतरराष्ट्रीय किरणोत्सार संरक्षण आयोग (आय.सी.आर.पी.) ही एक संस्था आहे, जी किरणोत्सारांच्या क्षेत्रात कार्यरत असलेल्या सर्व कर्मचार्‍यांसाठी स्वीकारार्ह किरणोत्सार अवशोषणाचे प्रमाण निर्धारित करते. हे विद्यमान प्रमाण दरसाल २० लघू सिव्हर्ट आहे, तर सर्वसामान्य नागरिकास हे प्रमाण दरसाल १ लघू सिव्हर्ट आहे. उदाहरणार्थ, जर एखादा कर्मचारी सप्ताहात ४० तास काम करत असेल आणि वर्षाचे ५० सप्ताह धरल्यास, त्या कर्मचार्‍यासाठी स्वीकारार्ह किरणोत्सार अवशोषणाचे प्रमाण असेल दरतास १० सूक्ष्म सिव्हर्ट. ह्या संस्थेने हेही निर्धारित केलेले आहे की एखाद्या व्यक्तीस, वाढत्या वयासोबत आपल्या संपूर्ण जीवनकाळात एकूण किती किरणोत्साराचे अवशोषण करणे सुरक्षित आहे.

कुणाही कर्मचार्‍यास अथवा सर्वसामान्य नागरिकास किरणोत्सार अवशोषणाने हानी पोहोचू नये म्हणून आय.सी.आर.पी., किरणोत्सारी क्षेत्रात काम करणार्‍या संस्थांना, सदैव सतर्क करीत असते. प्रत्यक्षात किरणोत्सार सर्वच ठिकाणी विद्यमान असतो. जळी, स्थळी, वातावरणी, कुठेही. निसर्गत: त्वचेबाहेरून मिळणार्‍या किरणोत्सारामुळे मनुष्यास दरसाल जवळपास ०.७ लघू सिव्हर्ट अवशोषणाची मात्रा, तर आहाराद्वारे शरीरांतर्गत दरसाल १.७ लघू सिव्हर्ट अवशोषणाची मात्रा मिळत असते.

किरणोत्साराचे प्रभाव४



प्रारण मापनाची एकके



खरे तर अल्फा किरणांना त्वचेद्वारे किंवा कागदाद्वारे रोखले जाऊ शकते पण अशा किरणांना उत्सर्जित करणारे पदार्थ सेवन केले गेले किंवा धूळ आदिद्वारे श्वसनाबरोबर शरीरात गेले, तर हेच उत्सर्जित किरण अत्यंत हानीकारक ठरतात. आपल्याला वेगवेगळया उत्सर्जनाच्या प्रकारांनी बाधा होते. यात मानव निर्मित प्रकाराने बाधा फार कमी प्रमाणात होते. खालील कोष्टकात सामान्य माणसाला विविध मार्गाने होणार्‍या उत्सर्जन संसर्गाचे सरासरी प्रमाण दाखवले गेले आहे.

उत्सर्जनाचा परिणाम

संसर्गाचे (एक्सपोजर) प्रमाण आणि त्याचा कालावधी यावर उत्सर्जनाचा परिणाम अवलंबून असतो. प्रामुख्याने संसर्गाचा प्रादुर्भाव निम्न, मध्यम व उच्च या तीन स्तरांवर विभागला जातो. आपल्यापैकी प्रत्येकावर नैसर्गिक उत्सर्जनाचा प्रभाव होत असतो. जो निम्नस्तरीय स्वरूपाचा असतो. नैसर्गिक संसर्गाच्या १०० पट अधिक संसर्ग हा मध्यम पातळीचा व त्यापेक्षा अधिक संसर्ग हा उच्च पातळीचा संसर्ग संबोधला जातो. मध्यम आणि उच्च पातळीच्या संसर्गामुळे दीर्घ कालावधी नंतर होणारा प्रादुर्भाव दिसून येतो. कॅन्सर हा अशाच प्रादुर्भावांपैकी एक आहे. आज संशोधनाअंती हे माहीत झाले आहे की कॅन्सरची कारणे अनेक आहेत, त्यापैकी आपण श्वास घेतो त्या हवेमुळे, जे पाणी पितो त्यामुळे, जे अन्न खातो त्यामुळेपण कॅन्सर होऊ शकतो. कारण ह्या गोष्टींमध्येही विषारी रसायने असतात. निम्नस्तरीय मात्रे मुळे कॅन्सर होतो असे स्पष्ट संकेत मिळालेले नाहीत. उपलब्ध आकडेवारीवरूनही याबाबतीत निश्चित प्रमाण मिळत नाही. त्यामुळे याबाबतीत वेगवेगळी अनुमाने केली जाऊ शकतात. कारण कॅन्सर होण्याची कारणे अनेक आहेत.

तरी सुद्धा सुरक्षिततेच्या दृष्टीकोनातून नेहमीच असे मानले जाते की निम्नस्तरीय मात्रेमुळेही कॅन्सर प्रकट होऊ शकतो, आणि त्यानुसार संरक्षणात्मक उपायही योजले जातात. कमी वेळात जास्त उच्चस्तरीय मात्रा मिळण्याने लगेचच, मळमळणे, उलटी होणे इत्यादी लक्षणे जाणवू लागतात, मात्र जीवाला धोका नसतो. जसजसे मात्रेचे प्रमाण वाढत जाते तसतशी बरे होण्याची शक्यता मावळत जाते. प्राणहानीस कारण ठरू शकेल असे मात्रास्तर, नैसर्गिकरीत्या आढळणार्‍या मात्रास्तरांपेक्षा १००० पटीने जास्त असतात.

१ http://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_R%C3%B6ntgen
२ http://www.lhgraytrust.org/graychron.html
३ स्त्रोतः “नाभिकीय ऊर्जा से विद्युत उत्पादन”, श्री.गोरा चक्रवर्ती आणि डॉ.तेजेनकुमार बसू.
४ स्त्रोतः “नाभिकीय ऊर्जा से विद्युत उत्पादन”, श्री.गोरा चक्रवर्ती आणि डॉ.तेजेनकुमार बसू.

नरेंद्र गोळे, narendra.v.gole@gmail.com
.

20111102

ऊर्जेचे अंतरंग-१८: सर्वव्यापी किरणोत्सार

किरणोत्सार आपल्या सभोवार पसरलेला आहे. एका सामान्य माणसाला सगळ्या स्त्रोतांकडून मिळणारा किरणोत्साराचा संसर्ग जर १००% धरला, तर त्यातला किती संसर्ग कशापासून आपणास होत असतो ते खाली दिलेले आहे.

१. घरेः आपल्याला मिळणार्‍या किरणोत्साराचा ५५% हिस्सा रेडॉनद्वारे मिळतो. रेडॉन हा एक वायू आहे जो जमिनीतील नैसर्गिक युरेनियमपासून उत्पन्न होतो. रेडॉन जो घरांतून दडलेला असतो.
२. शुश्रुषालयेः आपल्याला मिळणार्‍या किरणोत्सारापैकी सुमारे १५% किरणोत्सार वैद्यकीय आणि दंत-क्ष-किरणचिकित्सेतून मिळतो.
३. मानवी शरीरः आपल्याला मिळणार्‍या किरणोत्सारापैकी सुमारे ११% किरणोत्सार आपल्या शरीरांतच असतो - तो, आपण खातो त्या अन्नातून आणि पितो त्या पाण्यातून मिळत असतो.
४. सूर्यः आपला जवळजवळ ८% किरणोत्सार, बाह्य अवकाशातून येतो - सूर्य आणि तार्‍यांपासून.
५. खडक आणि मातीः जवळजवळ ८% किरणोत्सार, खडक आणि मातीतून येतो.
६. दूरदर्शनसंचः आपल्याला मिळणार्‍या किरणोत्सारापैकी सुमारे ३% किरणोत्सार दूरदर्शन संचांसारख्या वस्तूंतून मिळतो.
७. विमानेः अमेरिकेस ओलांडून जाणार्‍या एका जाऊन-येऊन केलेल्या फेरीत आपल्याला वर्षभरात मिळणार्‍या किरणोत्साराच्या १% किरणोत्सार सोसावा लागतो.
८. अणुऊर्जासंयंत्रः अणुऊर्जासंयंत्रापासूनच्या ५० मैलांच्या परिघात राहणार्‍यांना, त्या कारणाने, आपल्याला वर्षभरात मिळणार्‍या किरणोत्साराच्या ५०,००० व्या हिश्याहूनही कमी किरणोत्साराचा मुकाबला, करावा लागतो.

क्रमांक १ ते ८ पर्यंतच्या सामान्य माणसाच्या वाट्यास येणार्‍या किरणोत्सारात, नैसर्गिक किरणोत्साराचाच वाटा मुख्य असल्याचे दिसून येते; मानवनिर्मित किरणोत्साराचा वाटा त्याच्या तुलनेत नगण्य वाटावा एवढाच काय तो दिसतो. त्याच्या भीतीने विकासाचा मार्ग सोडावा एवढ्या प्रमाणात तो मुळी अस्तित्वातच नाही.

प्रत्येक व्यक्तीस निरनिराळ्या स्त्रोतांद्वारे मिळणार्‍या किरणोत्साराची मात्रा१

६९० सूक्ष्मसिव्हर्ट/वर्ष नैसर्गिक पृष्ठभूमीतून मिळते
२०० सूक्ष्मसिव्हर्ट/वर्ष चिकित्सेसाठी छातीचे क्ष-किरण चित्रण करतांना मिळते
००५ सूक्ष्मसिव्हर्ट/वर्ष अन्य स्त्रोतांकडून मिळते

आपल्यावर भूपृष्ठातून नैसर्गिक स्वरूपात उत्सर्जित होणार्‍या गॅमा किरणांचा परिणाम तर होतोच, शिवाय आपल्या शरीरात सुद्धा पोटॅशियम आणि कर्बाच्या नैसर्गिक समस्थानिकांच्या रूपात किरणोत्सारी पदार्थ अत्यल्प प्रमाणात अस्तित्वात असतात. साधारणत: भूपृष्ठाद्वारे होणार्‍या उत्सर्जनाचे प्रमाण व त्याचा प्रभाव मानव निर्मित उत्सर्जनाच्या बाधेपेक्षा अधिक असतो.

सामान्य माणसाला विविध मार्गाने होणारा सरासरी संसर्ग



विविध शहरांमधील नैसर्गिक भूपृष्ठांद्वारे होणारे उत्सर्जन



जेव्हा एका व्यक्तीची बदली मुंबईहून दिल्लीला होते तेव्हा त्याला २१६ सूक्ष्म-ग्रे नैसर्गिक उत्सर्जनाची अतिरिक्त मात्रा मिळते, जी एका अणुविद्युतगृहापासून मिळणार्‍या उत्सर्जन मात्रेपेक्षा १० पट अधिक असते. (गॅमा प्रारणाकरता १ सूक्ष्म ग्रे हे परिमाण, १ सूक्ष्म सिव्हर्ट च्या सममूल्य असते).

उत्सर्जनाच्या प्रमाणाची माहिती मिळवण्याकरता आणि त्याचे मोजमाप करण्यासाठी वेगवेगळी उपकरणे तयार केली गेली आहेत. या उपकरणांच्या साह्याने जगामधील इतर स्थानांप्रमाणे भारताचा पण एक नकाशा तयार केला गेलेला आहे, ज्यामध्ये नैसर्गिक प्रकारे होणारे उत्सर्जन-प्रमाण दाखवले आहे. भारतात काही जागी नैसर्गिक उत्सर्जन-प्रमाण अधिक आहे त्यामुळे तिथे राहणार्‍या जनतेस होणार्‍या संसर्गाचे प्रमाण अधिक आहे. पृथ्वीवर ब्राझील, चीन, फ्रान्स व भारतात जगातील सर्वाधिक उत्सर्जनाचे प्रमाण असलेली स्थाने आढळून आली आहेत.

दक्षिण केरळ व तमिळनाडूच्या समुद्रतटांजवळील भागात उत्सर्जनाचे प्रमाण, राष्ट्रीय उत्सर्जनाच्या प्रमाणापेक्षा ६ पटीने अधिक आहे. केरळ आणि तामिळनाडूच्या अशा भागांत जवळ जवळ १ लाख लोक राहतात. ह्यामधील काही लोकांना उत्सर्जनाच्या राष्ट्रीय प्रमाणापेक्षा १० पटीने अधिक बाधा होते. तरी देख़ील एवढया मोठया प्रमाणातील उत्सर्जनामुळे तेथील जनतेवर कोणताही हानीकारक प्रभाव आढळून आलेला नाही. तसेच अणुविद्युतकेंद्राच्या आसपास राहणार्‍या जनतेसही उत्सर्जनाची बाधा अत्यंत कमी प्रमाणात होते असे आढळून आलेले आहे.

मानवनिर्मित प्रकारे होणार्‍या उत्सर्जनामध्ये वैद्यकीय व दंत क्ष-किरणामुळे रूग्णास अधिक मात्रा मिळते. अणुकेंद्रावर काम करणारे लोक, कोळशाच्या खाणीतील कामगार, क्ष-किरण तंत्रज्ञ इत्यादींवर होणारा उत्सर्जनाचा अनुज्ञप्त परिणाम हा सामान्य जनतेवर होणार्‍या परिणामाच्या तुलनेत अधिक असतो. परंतु सरकारद्वारा ह्यासंदर्भात आवश्यक देखरेख ठेवली जाऊन त्याचे निर्धारण व नियमन केले जाते. आंतरराष्ट्रीय किरणोत्सार सुरक्षा बचाव आयोग (आई.सी.आर.पी.) द्वारा निश्चित मापदंडांच्या आधारे एका वर्षात अनुज्ञप्त मात्रेची मर्यादा जास्तीत जास्त ५० मिलिसिव्हर्ट आहे. परंतु भारतीय अणुऊर्जा नियामक मंडळाने (ए.ई.आर.बी.) ही मर्यादा ३० मिलिसिव्हर्ट निश्चित केली आहे३.

संस्तुत मात्रा मर्यादा

२० लघू-सिव्हर्ट/साल प्रारण व्यावसायिक कर्मचार्‍यांकरता
०१ लघू-सिव्हर्ट/साल सामान्य जनतेकरता

एवढा किरणोत्सार सभोवती असतांना त्याचा संसर्ग होणारच की!

उपसर्गानी शब्दाचा अर्थ तो बदलतो पुरा । प्रहार-आहार-विहार-संहारा परी तो स्मरा ॥

एक साधासा वाटणारा शब्द आहे सर्ग. म्हणजे अध्याय. प्रकरण. मात्र उपसर्गामुळे त्याचे खालीलप्रमाणे कितीतरी शब्द घडू शकतात, ज्यांचे अर्थ निरनिराळे आहेत.

निसर्ग = नि+सर्ग = Nature
विसर्ग = वि+सर्ग = Discharge
उत्सर्ग = उत्‌+सर्ग = Ejection, Emition
उपसर्ग = उप+सर्ग = Modifier, Affection
संसर्ग = सं+सर्ग = Exposure, Infection

तर ह्या संसर्गाचेच मापन आणि नियमन आपल्याला करायचे असते.

रेडॉन वायू



हवेपेक्षा सुमारे आठपट जड असणारा रेडॉन वायू, हा बहुधा सर्वात जड वायूंपैकी एक आहे. सामान्य तापमानावर हा राजस वायू रंगहीन, गंधहीन असतो. मात्र त्याच्या गोठणबिंदूच्या, २०२°K (-७१°C किंवा -९६°F) खालीपर्यंत निववल्यास, संघनित होऊन उजळ-पिवळ्या-नारिंगी रंगात प्रस्फुरित होऊन, तो झळकू लागतो. कारण असते, त्यातून होणारे किरण-उत्सर्जन. रेडॉन-२२२ अल्फा किरणोत्सर्जनाने विघटित होतो. त्याचे अर्धायू ३.८ दिवसांचे असते. सामान्यतः तुम्ही रेडॉन पाहू शकत नाही. त्याचा वास किंवा चवही घेता येत नाही. तरीही तुमच्या घरातच तो समस्या बनून नांदू शकतो. तो जमिनीतील युरेनियमच्या विघटनातून येत असतो. तो म्हणजे अमेरिकेतील फुफ्फुसाच्या कर्करोगाचे दोन क्रमांकाचे, आघाडीचे कारण आहे. घराबाहेर रेडॉनची पातळी कमी असते, तर घरात मात्र ती जास्त असू शकते. दर १५ घरांमधील एका घरात रेडॉनची पातळी, ०.१४८ बेक्वेरल/लिटर ह्या धोक्याच्या पातळीहून, वाढलेली आढळू शकते. अमेरिकेत दरसाल २१,००० लोक त्याची शिकार होत असतात. रेडॉन, थोरॉन आणि त्यांच्या वंशजांच्या श्वसनातून शरीरात प्रवेश करण्यामुळे, भारतीय लोकसंख्येस अंदाजे दरसाल सरासरी ०.९७ लघुसिव्हर्ट मात्रादराचा सामना करावा लागतो.

पोटॅशियम

पोटॅशियम हे शरीराच्या धारणा आणि वाढीकरता आवश्यक असणारे मूलद्रव्य आहे. शरीरातील द्रव आणि पेशी यांच्यातील पाण्याचा विनिमय सर्वसामान्य राखण्याकरता त्याची आवश्यकता असते. उत्तेजनेस मज्जातंतू जे प्रतिसाद देतात त्याकरता आणि स्नायूंच्या आकुंचनाकरताही ह्याची गरज असते. ते आजवर निसर्गतः सर्वात विपुलतेने शरीरात आढळून येणारे किरणोत्सारी मूलद्रव्य आहे. सरासरी पुरूषात १४० ग्रॅम पोटॅशियम असते. शरीराचे वजन आणि स्नायूंच्या वजनाप्रमाणे हे प्रमाण बदलते असते. आपण रोज २.५ ग्रॅम पोटॅशियमचे सेवन करत असतो तर सुमारे तेवढेच बाहेर टाकून देत असतो. पोटॅशियमची तीन समस्थानिके आहेत. सर्वात विपूल म्हणजे ९३.२६% या प्रमाणात आढळून येणारे, के-३९ हे समस्थानिक स्थिर आहे. ६.७३% या प्रमाणात आढळून येणारे के-४१ समस्थानिकही स्थिर आहे. मात्र सर्वात कमी, ०.०११८% या प्रमाणात आढळून येणारे, के-४० हे समस्थानिक किरणोत्सारी आहे. त्याचे अर्धायू १.२६ अब्ज वर्षे इतके आहे. म्हणूनच ते अजूनही टिकून आहे. त्याचे विघटन होत असता ८९% वेळा, कमाल १३.३ लक्ष विजक-व्होल्ट ऊर्जेचे बीटा किरण उत्सर्जित करत असते. तर उर्वरित ११% वेळा, कमाल १४.६ लक्ष विजक-व्होल्ट ऊर्जेचे गॅमा किरण उत्सर्जित करत असते.

प्रारणांचा संसर्ग

जर उत्सर्जन मनुष्याच्या शरीरात गेले, तर त्यामुळे काही अणू क्षतिग्रस्त होतात परंतु जर उत्सर्जनाचा संसर्ग अधिक प्रमाणात नसेल व त्याचा कालावधी मोठा असेल तर क्षतिग्रस्त अणू स्वत:च आपली भरपाई करतात आणि पूर्व स्थितीमध्ये परत येतात. मनुष्याच्या शरीरामध्ये ही प्रक्रिया निसगर्त:च चालू असते. बर्‍याच वेळा असे देख़ील होते की ह्या भरपाई प्रक्रियेत हे क्षतिग्रस्त अणू चुकून एकमेकाला जोडले जातात. जर असे झाले तर दीर्घावधीत ह्याचा परिणाम पेशींच्या क्रियाशीलतेवर होतो. जर उत्सर्जन संसर्ग फार मोठया प्रमाणावर असेल आणि कमी वेळेत झाला असेल तर शरीराचे नैसर्गिक उपचार तंत्र बिघडून जाते व त्याचे काम बरोबर होत नाही. अशा स्थितीत उत्सर्जनाचा प्रभाव लगेच दिसून येतो. किरणोत्सारी पदार्थ आणि क्ष-किरण-जनित्रे निरनिराळ्या दराने आणि ऊर्जा-पातळ्यांवर प्रारणे निर्माण करत असतात. याकरता, प्रारणांची तीव्रता आणि ऊर्जा यांचे वर्णन करण्याकरता वापरले जाणारे पाच महत्त्वाचे पारिभाषिक शब्द आहेत ऊर्जा, सक्रियता, तीव्रता, संसर्ग आणि ताकद हे.

किरणोत्सार हाताळणार्‍यांना होणारा संसर्ग


एकोणीसाव्या शतकाअखेरीस, क्ष-किरणे आणि किरणोत्सार सक्रियता यांचे शोध लागल्यापासूनच, किरणोत्सार सजीवांसाठी हानीकारक ठरू शकत असल्याचे ज्ञान झालेले होते. त्या वेळी अनेक किरणोत्सारतज्ञ आणि किरणोत्सारी पदार्थ हाताळणार्‍या कर्मचार्‍यांमध्ये त्वचारोग, अस्थींचा कर्करोग आणि रक्ताचा कर्करोग यांसारखे आजार अधिक प्रमाणात आढळून आले. ह्याचे कारण मुख्यत: काहीसा बेसावधपणा आणि काही परिस्थितींचे अज्ञान हे होते. अशीच स्थिती कित्येक दशकांपर्यंत चालत राहिली. शेवटी, १९२०च्या आरंभी किरणोत्सारी पदार्थ हाताळणार्‍या कर्मचार्‍यांकरता काही सुरक्षा व्यवस्था अंमलात आणणे सुरू झाले. यानंतर दहा वर्षांनी त्या कर्मचार्‍यांमध्ये उपर्युक्त रोगांचे अस्तित्व खूपच कमी झालेले होते.

१ स्त्रोतः “नाभिकीय ऊर्जा से विद्युत उत्पादन”, श्री.गोरा चक्रवर्ती आणि डॉ.तेजेनकुमार बसू.
२ परमाणु ऊर्जा और विकिरण के संबंध में जनधारणाएं: भ्रांतियाँ बनाम वास्तविकता, परमाणु ऊर्जा विभाग, पृष्ठ-६.
३ परमाणु ऊर्जा और विकिरण के संबंध में जनधारणाएं: भ्रांतियाँ बनाम वास्तविकता, परमाणु ऊर्जा विभाग, पृष्ठ-६.
४ स्त्रोत: http://www.rerowland.com/K40.html

नरेंद्र गोळे, narendra.v.gole@gmail.com, http://urjasval.blogspot.com/