ஃபிளெரோவியம் அறிமுகம்
ஃபிளெரோவியம் (Fl) என்பது அணு எண் 114 கொண்ட ஒரு செயற்கை வேதியியல் தனிமம் ஆகும். இது ஒரு மீகனமான தனிமமாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது மற்றும் தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 14-ல், ஈயத்திற்கு (Pb) நேர் கீழே உள்ளது. இந்த தனிமம் ரஷ்ய இயற்பியலாளர் ஜார்ஜி ஃபிளெரோவ் பெயரால் அழைக்கப்படுகிறது, இவர் ரஷ்யாவின் டப்னாவில் உள்ள கூட்டு அணு ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தில் (JINR) ஃபிளெரோவ் அணுக்கரு வினைகள் ஆய்வகத்தை நிறுவியவர். ஃபிளெரோவியம் துகள் முடுக்கிகளில் (particle accelerators) அணுக்கரு இணைவு வினைகள் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, அங்கு இலகுவான அணுக்கருக்கள் அதிக வேகத்தில் மோதப்படுகின்றன. இதுவரை ஃபிளெரோவியத்தின் சில அணுக்கள் மட்டுமே தொகுக்கப்பட்டுள்ளன, இது அதன் ஆய்வை விதிவிலக்காக சவாலாக ஆக்குகிறது.
அடிப்படைப் பண்புகள்
அதன் உயர் அணு எண் காரணமாக, ஃபிளெரோவியம் மிகவும் நிலையற்றது மற்றும் கதிரியக்கமானது. அதன் ஐசோடோப்புகள் மிகக் குறுகிய அரை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளன, பொதுவாக மில்லி விநாடிகள் முதல் சில விநாடிகள் வரை இருக்கும். உதாரணமாக, ஃபிளெரோவியம்-289 ஐசோடோப்பின் அரை ஆயுள் தோராயமாக 2.6 விநாடிகள். இந்த விரைவான சிதைவு அதன் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளை ஆய்வு செய்யக் கிடைக்கும் நேரத்தை கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்துகிறது. அதன் பண்புகளை ஊகிக்க விஞ்ஞானிகள் பெரும்பாலும் கோட்பாட்டு கணிப்புகள் மற்றும் மிகக் குறைவான அணுக்களின் சோதனை அவதானிப்புகளை நம்பியுள்ளனர்.
வினைத்திறன் மற்றும் ஆபத்துகள்
ஃபிளெரோவியத்தின் வேதியியல் வினைத்திறன் பெரும்பாலும் தனிம அட்டவணையில் அதன் நிலை மற்றும் மிகக் கனமான தனிமங்களுக்கு குறிப்பிடத்தக்கதாக மாறும் சார்பியல் விளைவுகள் (relativistic effects) ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் கணிக்கப்படுகிறது. அதன் மிகவும் அரிதான தன்மை மற்றும் குறுகிய அரை ஆயுள் காரணமாக அதன் மேக்ரோஸ்கோபிக் வினைத்திறனை நேரடியாக பரிசோதனை ரீதியாக அவதானிக்க இயலாது.
நீர் மற்றும் காற்றுடன் வினைத்திறன்
ஃபிளெரோவியம் நீர் மற்றும் காற்றுடன் வினைபுரியும் துல்லியமான வினைத்திறன், அதை அளவிடக்கூடிய அளவில் உற்பத்தி செய்ய முடியாததால் அறியப்படவில்லை. கோட்பாட்டு ஆய்வுகள் மாறுபட்ட கணிப்புகளை வழங்குகின்றன. சில மாதிரிகள் வெளிப்புற எலக்ட்ரான்களில் ஏற்படும் சார்பியல் விளைவுகள் ஃபிளெரோவியத்தை ஈயம் அல்லது தகரம் போன்ற ஒரு பொதுவான தொகுதி 14 உலோகத்தை விட ஒரு மந்த, உன்னத வாயுவைப் போல செயல்படக்கூடும் என்று கூறுகின்றன. இது நடந்தால், அது நீர் மற்றும் காற்றுடன் பெரும்பாலும் வினைபுரியாது.
இருப்பினும், மற்ற கணிப்புகள் இது சில உலோகப் பண்புகளைக் காட்டக்கூடும் என்று தெரிவிக்கின்றன. ஒரு உலோகமாக செயல்பட்டால், ஈயம் எப்படி மங்குகிறதோ அதேபோல், காற்றில் உள்ள ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து ஒரு ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்கலாம், இருப்பினும் அதன் மந்தத்தன்மை அதிகமாக இருந்தால் இது மிக மெதுவாகவே நடக்கலாம். அதன் கணிக்கப்பட்ட அதிக ஆவியாகும் தன்மை (அதாவது அது எளிதில் ஆவியாகும்) கருதி, ஒரு திரள் திட அல்லது திரவ நிலையில் நீர் அல்லது காற்றுடன் வலுவான, வழக்கமான வினைகளைக் காட்டுவது சாத்தியமில்லை.
நச்சுத்தன்மை
ஃபிளெரோவியம் அதன் தீவிர கதிரியக்கத்தன்மை காரணமாக உள்ளார்ந்த நச்சுத்தன்மை கொண்டது. அனைத்து மீகனமான தனிமங்களும் சிதைவடையும் போது உயர்-ஆற்றல் கதிர்களை வெளியிடுகின்றன, இது உயிரியல் திசுக்கள் மற்றும் டிஎன்ஏவிற்கு குறிப்பிடத்தக்க சேதத்தை ஏற்படுத்தும். அது கதிரியக்கம் அற்றதாக இருந்தாலும், மிகக் கனமான உலோகங்கள் வேதியியல் நச்சுத்தன்மையைக் காட்டலாம். இருப்பினும், ஃபிளெரோவியத்தின் முதன்மையான ஆபத்து அதன் தீவிர கதிரியக்கத்தன்மை மற்றும் விரைவான சிதைவு ஆகும், இது எதிர்கொள்ளப்பட்டால் கடுமையான சுகாதார அபாயங்களை ஏற்படுத்தும். அதன் மிகக் குறுகிய அரை ஆயுள் எந்தவொரு மாதிரியும் விரைவாக சிதைந்துவிடும் என்பதைக் குறிக்கிறது.
கதிரியக்கம்
ஃபிளெரோவியம் மிகவும் கதிரியக்கமானது. இது அதன் மிக முக்கியமான பண்பு. இது ஆல்பா சிதைவு மற்றும் தன்னியல்பான பிளவு ஆகியவற்றை மேற்கொண்டு, இலகுவான தனிமங்களாக மாறி உயர்-ஆற்றல் துகள்களை வெளியிடுகிறது. அதன் தொகுப்பில் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஐசோடோப்புகள் ஒரு மீகனமான தனிமத்திற்கு ஒப்பீட்டளவில் நீண்ட காலம் வாழக்கூடியதாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அவற்றின் அரை ஆயுள் இன்னும் விநாடிகள் அல்லது மில்லி விநாடிகளில் அளவிடப்படுகிறது, இது அவற்றின் நிலையற்ற தன்மையை எடுத்துக்காட்டுகிறது.
எரியும் தன்மை
எரியும் தன்மை என்ற கருத்து பொதுவாக எரியும் செயல்முறைக்கு உட்படும் பொருட்களுக்குப் பொருந்தும், இது ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்றியுடன், பொதுவாக ஆக்ஸிஜனுடன், வெப்பம் மற்றும் ஒளியை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு விரைவான வேதியியல் வினை ஆகும். ஃபிளெரோவியம் அணு அணுவாக மட்டுமே உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது மற்றும் மிகக் குறுகிய அரை ஆயுளைக் கொண்டிருப்பதால், எரியும் தன்மையைக் கவனிக்கவோ அல்லது சோதிக்கவோக்கூடிய ஒரு திரள் வடிவில் இது இருக்க முடியாது. எனவே, ஃபிளெரோவியத்தை வழக்கமான அர்த்தத்தில் எரியக்கூடியது அல்லது எரியாதது என்று விவரிப்பது பொருந்தாது. எந்தவொரு மேக்ரோஸ்கோபிக் எரியும் வினை ஏற்படுவதற்கு முன்பே அது சிதைந்துவிடும்.
வேதியியல் பண்புகளை ஆய்வு செய்தல்
வழக்கமான அர்த்தத்தில் “பிரபலமான வேதியியல் வினைகள்” ஃபிளெரோவியத்திற்கு சாத்தியமில்லை என்றாலும், அதன் வேதியியல் இடைவினைகளை ஒரு நேரத்தில் ஒரே அணு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி ஆய்வு செய்ய குறிப்பிடத்தக்க முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. ஒரு குறிப்பிடத்தக்க எடுத்துக்காட்டு, குறிப்பாக தங்கம் போன்ற பரப்புகளின் மீது ஃபிளெரோவியம் அணுக்களின் உறிஞ்சுதலை (adsorption) ஆய்வு செய்வதாகும்.
கூட்டு அணு ஆராய்ச்சி நிறுவனம் (JINR) மற்றும் பால் ஷெரர் நிறுவனம் (PSI) ஆகியவற்றில் உள்ள விஞ்ஞானிகள் ஃபிளெரோவியத்தின் ஆவியாகும் தன்மை (volatility) மற்றும் தங்க மேற்பரப்புடன் அதன் இடைவினை வலிமையை தீர்மானிக்க சோதனைகளை நடத்தியுள்ளனர். ஃபிளெரோவியம் அணுக்களை ஒரு வாயு ஓட்டத்தில் செலுத்தி, பல்வேறு வெப்பநிலைகளில் தங்க மேற்பரப்புகளின் மீது செலுத்துவதன் மூலம், ஃபிளெரோவியம் தங்கத்துடன் எவ்வளவு வலிமையாக உறிஞ்சப்படுகிறது என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கவனித்தனர். இந்த பரிசோதனை, ஃபிளெரோவியம் ஒரு ஆவியாகும் உலோகம் (பாதரசம் அல்லது ஈயம் போன்றது) போல செயல்படுகிறதா அல்லது ஒரு உன்னத வாயு (மிகவும் பலவீனமாக வினைபுரியும்) போல செயல்படுகிறதா என்ற கணிப்புகளுக்கு இடையில் வேறுபடுத்திப் பார்ப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டது. முடிவுகள் ஃபிளெரோவியம் தங்க மேற்பரப்புகளுடன் மிதமான வலிமையுடன் வினைபுரிகிறது, ஒரு உன்னத வாயுவை விட ஒரு ஆவியாகும் உலோகத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது, இது சில உலோகப் பண்புகளைக் குறிக்கிறது என்று தெரிவித்தன. இத்தகைய ஒற்றை-அணு “மேற்பரப்பு வேதியியல்” ஆய்வுகள்தான் விஞ்ஞானிகள் ஃபிளெரோவியம் போன்ற மீகனமான தனிமங்களின் வேதியியல் வினைத்திறனை ஆய்வு செய்வதற்கு மிக நெருக்கமான வழியாகும்.