න්‍යෂ්ටික රසායන විද්‍යාව

විකිපීඩියා, නිදහස් විශ්වකෝෂය වෙතින්
වෙත පනින්න: සංචලනය, සොයන්න

න්‍යෂ්ටික රසායනය යනු විකිරණශීලීතාව, න්‍යෂ්ටික ගුණ හා න්‍යෂ්ටික ක්‍රියාකාරිත්වය පිළිබිඹු වූ රසායන විද්‍යාවේ අනුමාතෘකාවකි. මෙය ඇක්ටිනයිඩ, රේඩියම් හා රේඩොන් වැනි විකිරණශීලී මුලද්‍රව්‍යය ද සහ න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියක වැනි න්‍යෂ්ටික ක්‍රියාවලි සිදු කිරීමට තැනූ උපකරණ සමග එක් වූ රසායන විද්‍යාවකි. මෙහිදී පෘෂ්ඨයක විඛාදනය හා සමාන හා අසාමාන්‍ය (හදිසි අනතුරක් වැනි) ක්‍රියාවලීන්හි දී එහි හැසිරීම අධ්‍යයනය ද අන්තර්ගත වේ. ඉතා වැදගත් වන්නේ ද්‍රව්‍ය හා වස්තූන් අපවිත්‍ර ලෙස බැහැර කිරීමේ දී හා ඒවා අපද්‍රව්‍ය ලෙස ගබඩා කිරීමේදී ඒවායේ හැසිරීම අධ්‍යයනය යි.

ජීවත් වන සතුන්, ශාක හා අනෙකුත් ද්‍රව්‍යයන්ගෙන් විකිරණ උරා ගෙන ඒනිසා සිදුවන රසායනික ආචරණ පිළිබඳ අධ්‍යයනය අණුක මට්ටමෙන් විකිරණ ජීවීන්මත බලපෑම් ඇති කරන නිසා විකිරණ රසායන ජෛව විද්‍යාවෙන් බොහෝමයක් පාලනය කරනු ලබයි. මෙය පැහැදිලි කරන තවත් ක්‍රමයක් නම් විකිරණ මගින් ජීවියෙකුගේ ජෛව රසායනික වෙනස් කිරීමයි. මෙම වෙනස් කිරීම් ජෛව අණු ද ඉන්පසු ජීවියාගේ තුළ ඇති රසායනිකය ද වෙනස් කරනු ලබයි. මෙම ජෛව රසායනික වෙනස් වීම මගින් ජීව විද්‍යාත්මක ප්‍රතිඵලයක් නිර්මාණය කළ හැකිය. ඒනිසා පිළිකා විකිරණ චිකිත්සාව වැනි වෛද්‍ය ප්‍රතිකාරයන් සොයා ගැනීමට හා එවැනි ප්‍රතිකාරයන් වැඩි දියුණු කිරීමට න්‍යෂ්ටික රසායනය විශාල වශයෙන් දායක වේ.

විශාල ක්‍රියාවලි පරාසයක විකිරණ ප්‍රභවය යොදාගැනීම හා නිෂ්පාදනය පිළිබඳ අධ්‍යයනය මෙහි දී වෛද්‍ය විද්‍යාවේ විකිරණ චිකිත්සාව,කර්මාන්තයේ, විද්‍යාවේ හා පරිසරයේ වූ විකිරණශීලි අන්වේශවල යෙදීම්, හා පොලිමර් (Polymers [s][6]) වැනි ද්‍රව්‍යවල සිදුකරන ලද විකිරණමය දියුණු කිරීම් සලකනු ලැබේ.

විකිරණශීලි නොවන ස්ථානවල මිනිස් ක්‍රියාවලීන්වලදී න්‍යෂ්ටික ක්‍රියාවලි හා ඒවා අධ්‍යයනය. උදාහරණයක් ලෙස න්‍යෂ්ටික චුම්භක සම්පයුක්ත හා (NMR) වර්ණාවලීක්ෂය , කාබනික රසායනය, භෞතික රසායනය හා මහා අණුක රසායනයේ ව්‍යුහමය විශ්ලේෂණයේ දී විශාල වශයෙන් භාවිතා කරයි.


න්‍යෂ්ටික රසායන විද්‍යාව සහ භෞතික විද්‍යාව යටතේ සොයා ගැනුණු සමහර ක්‍රමවේද අදවන විට භෞතික විද්‍යාවේ සහ රසායනික විද්‍යාවේ බහුල වශයෙන් භාවිතා කරන අතර එය සාමාන්‍ය න්‍යෂ්ටික රසායන විද්‍යාවෙන් පරිබාහිර වූවකි. උදාහරණ වශයෙන් රසායනික යාන්ත්‍රණ අන්වේශනය සදහා සමස්ථානිකවල බලපෑම බහුලව භාවිතා කෙරෙන අතර භූ ගර්භ විද්‍යාවේදී විකිරණශීලී අර්ධ ආයු කාලය වැඩි අස්ථායී සමස්ථානික භාවිතා කෙරේ. ඉහත කරුණු නිසා සමස්ථානික රසායන විද්‍ය‍ාව , සාමාන්‍ය න්‍යෂ්ටික රසායන විද්‍යාවෙන් වෙනස් වේ.

චාලක විද්‍යාව (යාන්ත්‍රවාදී රසායන විද්‍යවේ භාවිත)[සංස්කරණය]

සමස්ථානික මගින් විකිරණය කරන ලද උපස්ථරයක් මගින් ප්‍රතික්‍රියාවේ චාලනයට සිදුවන වෙනස් වීම් අධ්‍යයනය කිරීම මගින් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවේ යාන්ත්‍රණය අන්වේෂණය කළ හැක. මෙය වර්තමානයේ කාබනික රසායන විද්‍යාවේ සම්මතයක් ලෙස භාවිතා කරයි. රසායනික සංයෝගයක පවතින සාමාන්‍ය හයිඩ්‍රජන් පරමාණු (ප්‍රෝටෝන) ඩියුටීරියම් පරමාණු මගින් විස්ථාපනය කිරීමෙන් අණුක කම්පනය (C – H , N – H සහ O – H බන්ධන මෙසේ හැසිරේ) අඩු කරයි. (සදහන් කිරීම අත්‍යාවශ්‍යයි) මෙසේ සිදුවන්නේ ප්‍රතික්‍රියාවේ වේග නිර්ණක පියවර තුළ හයිඩ්‍රජන් පරමාණුවක් සහ වෙනත් පරමාණුවක් අතර බන්ධන බිදීමක් අන්තර්ගත වන්නේ නම් පමණි. මෙලෙස ඩියුටීරියම් පරමාණු හයිඩ්‍රජන් පරමාණු (ප්‍රෝටෝන) ප්‍රතිස්ථාපනය මගින් ප්‍රතික්‍රියාවේ සීඝ්‍රතාවය වෙනස් වන්නේ නම් හයිඩ්‍රජන් පරමාණු සමග පවතින බන්ධන බිදීම, සීඝ්‍රතාවය තීරණය කරන පියවරක් ලෙස උපකල්පනය කළ හැක.


භූ ගර්භ විද්‍යාව , ජීව විද්‍යාව හා අධිකරණ වෛද්‍ය විද්‍යා යන අංශවල භාවිතයන්[සංස්කරණය]

පරමාණුවල පවතින න්‍යෂ්ටීන් සමග අන්තරීක්ෂ කිරණවල සිදුවන අන්තර් ක්‍රියාව හේතුවෙන් විකිරණශීලී සමස්ථානික බිහිවීම සිදුවේ. මේවා කාල ගණන ක්‍රියාවලදී ස්වාභාවික අන්වීක්ෂ ලෙස භාවිතයට ගත හැක. ස්ථායී සමස්ථානික පරමාණුවල අනුපාත ඉතා සියුම් ලෙස නිර්ණය කිරීමෙන් උණ්ඩයක සම්භවය අයිස් සාම්පලයක වයස , ගල් සාම්පලයක වයස සහ මනුෂ්‍ය හිසකේ හෝ වෙනත් පටක පරීක්ෂා කිරීමෙන් එම පුද්ගලයා ලබා ගත් ආහාර ආදිය පිළිබදව සූක්ෂමව නිරීක්ෂණය කළ හැක.


ජීව විද්‍යාව[සංස්කරණය]

ජීව වස්තු සම්බන්ධයෙන් එක් ද්‍රව්‍යයක් තවත් ද්‍රව්‍යයක් බවට පත් කිරීමේ සංකීර්ණ ප්‍රතික්‍රියා දාමයක් සහිත පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලිය ගවේෂණය කිරීම සදහා සමස්ථානික සලකුණු කිරීමේ (විකිරණශීල හා විකිරණශීලී නොවන යන දෙවර්ගයේම) ක්‍රියාවලිය භාවිතයට ගත හැක. උදාහරණයක් වශයෙන් කියතොත් හරිත ශාකයක් සූර්ය ශක්තිය භාවිතයෙන් ජලය හා කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ග්ලූකෝස් බවට පරිවර්තනය කිරීමේ ප්‍රභා සංස‍්ලේෂණ ක්‍රියාවලිය සැලකිය හැක. මෙහිදී ජලයේ පවතින ඔක්සිජන් පරමාණු සලකුණු කළ හොත් සලකුණු කළ පරමාණු පිටවන ඔක්සිජන් වායුව දැකගත හැකිවන අතර හරිතප්‍රදවලදී නිපදවන ග්ලූකෝස් දැකගත නොහැකි වේ.

ජීව රසායනික හා භෞතවේදීය පරීක්ෂණ සහ වෛද්‍ය කටයුතු සදහා අවශ්‍ය යෙදීම් බොහෝ විශේෂ සමස්ථානික සතුවේ.

  • ස්ථායී සමස්ථානික පවතින පද්ධතියට විකිරණ පිටකිරීමක් සිදු නොකිරීම මේවායේ වාසියකි. කෙසේ වෙතත් මේවායේ සැලකිය යුතු තරම් ඇතුළු වීමක් ජීව පද්ධතිවල ක්‍රියාකාරිත්වයට බාධා ඇති කරයි. සමස්ත ජීව ප්‍රජාවම අධ්‍යයනය කිරීම සදහා අවශ්‍ය තරම් සමස්ථානික නොමැත. මිනුම් ලබා ගැනීමද බොහෝ අපහසුය. සාමාන්‍යයෙන් ‍සුවිශේෂී සංයෝග තුළ කොපමණ සමස්ථානික අඩංගුදැයි නිර්ණය කිරීමට ස්කන්ධ භේද දර්ශකයක් අවශ්‍ය වේ. සෛල තුළ ස්ථානගතව පවතින විටදී මිනුම් ලබා ගැනීමට උපාය මාර්ගයක් නොමැත.
  • H – 2 (ඩියුටීරියම්) හයිඩ්‍රජන්හි ස්ථායී සමස්ථානික ප්‍රභේදයයි, ස්ථායී අන්වේෂ්‍යයකි. සාන්ද්‍රණය මැනීම සදහා ස්කන්ධ භේද දර්ශකයක් හෝ NMR උපකරණයක් භාවිත කළ හැක. එය සෛල ව්‍යුහය තුළ සංස්ථාපිත කළ හැක.
  • N – 15 නයිට්‍රජන්හි ස්ථායී සමස්ථානික ප්‍රභේදයයි. බහුල වශයෙන් ප්‍රෝටීන් තුළ අන්තර්ගත වේ.


විකිරණශීලී සමස්ථානික[සංස්කරණය]

ඉතා අඩු ප්‍රමාණවලින් පැවතුණද අනාවරණය කිරීමේ හැකියාව පවතී. උදිළුම් පුලිගුම ගණනය මගින් හෝ වෙනත් විකිරණ රසායන විද්‍යා ක්‍රමවේදයක් මගින් පහසුවෙන් ගණනය කළ හැක.

සෛල තුළ පවතින විශේෂ කොටස්වල ස්ථානගත කිරීම් සිදු කළ හැකි අතර ප්‍රමාණකරණය ස්වයං විකිරණය මගින් සිදු කළ හැක.

විශේෂ ස්ථානවල විකිරණශීලි පරමාණු අඩංගු සංයෝග නිර්මාණය කළ හැකි අතර ඒවා වාණිජ වශයෙන් පහසුවෙන් ලබාගත හැක. විශාල ප්‍රම‍ාණවලින් පවතින අවස්ථාවල දී ඒවායින් පිටවන විකිරණවලින් ආරක්ෂා වීම සදහා භාවිතා කරන්නන් විශේෂ පූර්ව ආරක්ෂක ක්‍රමවේද භාවිත කළ යුතුය. මෙම විකිරණ ඉතා පහසුවෙන් විද්‍යාගාරයේ වීදුරු උපකරණ සහ අනෙක් උපකරණ දූෂණය කරනු ලබයි. අර්ධ ආයු කාලය ඉතා කුඩා සමහර සමස්ථානික නිර්මාණය කිරීම සහ ගණනයන් ලබා ගැනීම ඉතා අපහසුය.

කාබනික සංයෝගවල දී අණුවේ ඉතා කුඩා ප්‍රදේශයක් පමණක් විකිරණශීලීව රේඛනය කරන ලද සංකීර්ණ අණු නිර්මාණය කළ හැක. C11 වැනි ඉතා කෙටි අර්ධ ආයු කාලයක් ඇති සමස්ථානික නිරන්ත‍රයෙන් අණුවලට ඇතුළුවීම සදහා අවසර ලබා දීමට කෘතීම ක්‍රමවේදයන් සකසා ඇත.

  • හයිඩ්‍රජන්හි සමස්ථානිකයක් වන 3H ට්‍රිටියම් යොදා ගැනීම මගින් සංයෝගවල විශේෂ ස්ථානවලට ප්‍රතික්‍රියාවල දී හයිඩ්‍රජන් සම්බන්ධ වීම උදාහරණ අසංතෘප්ත පූ‍රෝදාවක වලට සියුම් කිරණ මගින් අනාවරණය කරගනී.
  • ප්‍රතික්‍රියකයක් භාවිතයෙන් බෝරික් ඔක්සයිඩ්වල ඇති බෝරෝන් ප්‍රෝටෝන සමග ප්‍රතික්‍රියා කරවීමෙන් 11C සාදාගත හැක. 10B ඩියුට්‍රෝන සමග ප්‍රතික්‍රියා කරවීම ප්‍රත්‍යාවර්ථ ආකාර වේ. ක්ෂණික කාබනික සංස්ලේෂණ ක්‍රියාවලියක් මගින් සයික්ල ට්‍රෝනයෙන් නිපදවන 11C PET හිදී යොදා ගන්නා හැදුනුම්කාරකය බවට පත්වේ.
  • 14C - කාබන් -14 ඉහත පරිදිම සාදාගත හැකි අතර එය යොදා ගැනීමෙන් අවශ්‍ය අමුද්‍රව්‍ය සරළ අකාබනික සහ කාබනික සංයෝග බවට හරවා ගත හැක. සෑම කාබනික සංස්ලේශනයකදීම 14C ආසන්න වශයෙන් සමාන කොටස් දෙකක් නිෂ්පාදනය කරයි. නමුත් විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍ය එක් කළ විට සාමාන්‍යයෙන් විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍ය සංස්ලේශනයේදී එය කුඩා කොටසකට වෙන් කරයි. එමගින් විකිරණශීලීභාවය කුඩා කණ්ඩායමක් තුළ පැතිරීම වළක්වයි. යොදා ගන්නා විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍ය අනුව විශ්ලේෂණ පියවර සංඛ්‍යාව අඩු කළ හැක.
  • නියෝන් , ඩියුටෝන සමග ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් 18F - ෆ්ලෝරීන් -18 සාදයි. නියෝන් 20 ප්‍රතික්‍රියා කරයි. (D හීලියම් 4) ප්‍රතික්‍රියකයක් තුළ සාමාන්‍යයෙන් නියෝන් වායුව ස්ථායී ෆ්ලෝරීන් (192F) අංශු මාත්‍රයක් සමග භාවිතායට ගනී. 192F - වාහකයක් ලෙස ක්‍රියා කරමින් සයික්ලොට්‍රෝනය තුලදී පෘෂ්ඨය මගින් උරාගනු ලබන විකිරණශීලී ප්‍රමාණය 192F හි වාහක ගුණය නිසා අඩු කරනු ලබයි. කෙසේ හෝ මෙමගින් අවසන් නිෂ්පාදනයේ පිරිවැයේ පාඩුව අවම කරයි.