किरणोत्सर्गी अवपात : अणुबाँबच्या स्फोटानंतर होणाऱ्या किरणोत्सर्गी (कण वा किरण बाहेर टाकणाऱ्या) धुळीच्या वर्षावाला व फैलावाला किरणोत्सर्गी अवपात म्हणतात. ८२ ते ९२ अणुक्रमांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉनांची संख्या) असलेल्या रेडियम, युरेनियम यांसारख्या नैसर्गिक मूलद्रव्यांची अणुकेंद्रे सदैव अस्थिर अवस्थेत असतात व त्यामुळे त्यांचे सतत पण आपोआप विघटन (फुटण्याची क्रिया) चालू असते. विघटनाच्या क्रियेमुळे अणुकेंद्रातून विशिष्ट प्रकारचे किरण सतत बाहेर पडत असतात. अशा मूलद्रव्यांना नैसर्गिक किरणोत्सर्गी द्रव्ये म्हणतात. प्रयोगशाळेत कृत्रिम तऱ्हेने ९२ अणुक्रमांकाच्या (अ. क्र. च्या) पुढील ८-१० मूलद्रव्ये तयार करण्यात आली आहेत. ती द्रव्येही किरणोत्सर्गी आहेत.
अणुबाँब तयार करण्यासाठी युरेनियम (२३५) (अ.क्र. ९२) व प्लुटोनियम (२३९) (अ.क्र. ९४) ही द्रव्ये वापरली जातात. या विशिष्ट वस्तुमानाच्या द्रव्यामध्ये घडवून आणलेल्या अणुकेंद्रीय भंजनामुळे अणुबाँबचा एक दशलक्षांश सेकंदात स्फोट होऊन उष्णता, प्रकाश व किरणोत्सर्गी द्रव्ये प्रचंड ऊर्जेने बाहेर पडतात. अणुबाँबच्या घटक द्रव्याच्या अणुकेंद्राचे भंजन निरनिराळ्या प्रकाराने होऊन, अनेक वेगवेगळी किरणोत्सर्गी द्रव्ये निर्माण होतात. अणुकेंद्रीय भंजनामुळे कार्यान्वित झालेल्या अणुकेंद्रीय संघटन (अणुकेंद्रे एकत्र संयोग पावण्याच्या) विक्रियेमुळे जरी भंजनखंड निर्माण होत नसले तरी त्यामुळे न्यूट्रॉन प्रक्षेपित होतात (फेकले जातात) व या न्यूट्रॉनांच्या भोवतालच्या कणांवर होणाऱ्या परिणामामुळेही किरणोत्सर्ग उद्‌भवतो.
अणुबाँबचा स्फोट होताच किरणोत्सर्गी द्रव्ये व प्रचंड उष्णतेमुळे आसपासच्या वस्तुमानाची झालेली वाफ, धूळ इत्यादींचा बनलेला ढग ऊर्ध्व (उभ्या) दिशेने वेगाने वर जाऊन क्षोभावरणात (ज्यातील तपमान उंचीबरोबर कमी होत जाते व ज्यात हवेचे अभिसरण प्रवाह आढळतात अशा १०-१६ किमी. उंचीपर्यंतच्या वातावरणाच्या भागात) स्थिर होतो. नंतर धुळीतील कण त्यांच्या वजनामुळे खाली उतरू लागतात. त्यांपैकी काही कण व धूळ क्षितिज समांतर पातळीत पसरतात व काही जड कण व धूळ परत खाली पडतात तर संघटन विक्रियेमुळे काही कण स्तरावरणातही (क्षोभावरणाच्या सीमेपासून ते ५५ किमी. उंचीपर्यंतच्या वातावरणाच्या भागातही) जातात व तेथून यथावकाश खाली पडतात. एक मेगॅटन (१०६ टन) ऊर्जेच्या अणुबॉंब स्फोटापासून भंजन विक्रियेमुळे सु. ५० किग्रॅ. किरणोत्सर्गी द्रव्ये निर्माण होतात. किरणोत्सर्गी कार्यप्रवणता (प्रतिसेकंदास विघटित होणाऱ्या अणूंची संख्या) ही किरणोत्सर्गी द्रव्याच्या अधायुष्याशी (मूळची कार्यप्रवणता निम्मी होण्यास लागणाऱ्या कालाशी) निगडित आहे, म्हणजे या कालखंडात मूळ किरणोत्सर्गी साठ्यापैकी अर्ध्या साठ्याचे नवीन द्रव्यात रूपांतर होत असते. राहिलेल्या अर्ध्या साठ्याचे पुन्हा अर्ध्या नवीन द्रव्यात रूपांतर होण्यास तोच कालखंड लागत असतो. किरणोत्सर्गी द्रव्यापैकी काहींची अर्धायुष्य एकदशलक्षांश सेकंदापासून एक दिवसापर्यंत तर काहींची एक दिवसापासून शेकडो-हजारो वर्षांपर्यंत असतात. अणुबाँब स्फोटापासून जरी साधारणपणे निरनिराळी अनेक किरणोत्सर्गी द्रव्ये निर्माण झाली, तरी त्यांपैकी सु. ३/४ द्रव्यांचे अर्धायुष्य १ दिवस किंवा त्यापेक्षाही कमी असल्यामुळे अशा कणांचा व धुळीचा वर्षाव वा फैलाव धोकादायक नसतो. किरणोत्सर्गी धुळीचे मूळ कारण व प्रमाण, बाँबचा स्फोट घडवून आणण्याकरिता वापरण्यात आलेल्या पद्धतीवर म्हणजे अनुकेंद्र भंजन किंवा अणुकेंद्र संघटन किंवा या दोन्हींवर अवलंबून असतात. हायड्रोजन बाँब स्फोटात अणुकेंद संघटन विक्रिया वापरल्यामुळे किरणोत्सर्गी कणांचा व धुळीचा वर्षाव व त्यामुळे फैलाव कमी असतो. तरी पण अशा स्फोटातून फार मोठ्या संख्येने न्यूट्रॉन प्रचंड वेगाने बाहेर पडतात व असे न्यूट्रॉन ज्या ज्या पदार्थावर आढळतात त्या त्या पदार्थामध्ये कृत्रिम किरणोत्सर्जन क्रिया चालू होते. अशा न्यूट्रॉनांचा मारा हवेतील नायट्रोजन अणूंवर होऊन त्यांचे रूपांतर ५,५७० ± ४० वर्षे अर्धायुष्य असणाऱ्या व अपायकारक अशा किरणोत्सर्गी कार्बन (१४) अणूंमध्ये होते.
वर्षाव व फैलाव : किरणोत्सर्गी कणांचा व धुळीचा वर्षाव व फैलाव पुढील गोष्टींवर अवलंबून असतो: (१) स्फोटाची ऊर्जा, (२) भंजन व संघटन विक्रियांचे एकमेकांशी प्रमाण, (३) बाँबचे घटक व बाँबची रचना, (४) स्फोटस्थळ भूपृष्ठाखाली, भूपृष्ठावर, भूपृष्ठापासून हवेत कमी उंचीवर की अतिउंचीवर की खोल पाण्यात (५) स्फोटस्थळाची भौगोलिक वातावरणीय परिस्थिती. वर उल्लेख केलेल्या एक मेगॅटन अणुबॉंबच्या स्फोटातून सु. ३५ स्थिर मूलद्रव्ये व अनेक किरणोत्सर्गी द्रव्ये बाहेर पडतात असे दिसून आले आहे. स्फोटानंतर सामान्यपणे काही तासांनी किंवा दिवसांनी वरील अनेक प्रकारच्या किरणोत्सर्गी द्रव्यांच्या बीटा कणांचा व गॅमा किरणांचा किरणोत्सर्गी क्षय कोणत्याही काली असलेल्या कार्यप्रवणतेच्या -१⋅२ या घाताच्या प्रमाणात असतो.
अणुबाँब स्फोट जर जमिनीवर झाला असेल, तर स्फोटातून निर्माण होणारा अग्निगोल जमिनीत शिप्तरासारखा एक प्रचंड खड्डा तयार करतो. पण स्फोट जर हवेत जमिनीपासून काही शेकडो मीटर उंचीवर झाला असेल, तर अग्निगोलाची सुरुवातीची दीप्ती सूर्यापेक्षाही जास्त असते व तो गोल शीघ्र वेगाने आजूबाजूच्या प्रचंड वस्तुमानाची वाफ बनवून व ती आत्मसात करून स्फोटानंतर सु. एक मिनिटाने काही किमी. वर जातो. स्फोटामुळे निर्माण झालेल्या प्रचंड ऊर्जेपैकी सु. ८४ टक्के ऊर्जा किरणोत्सर्गी द्रव्यांना गतिजन्य ऊर्जा देण्यात खर्ची पडते आणि तत्काल तिचे उष्णता, प्रकाश व आघाततरंग यांत रूपांतर होते. राहिलेली १६ टक्के ऊर्जा गॅमा किरण व न्यूट्रॉन कण निर्माण करण्यात आणि किरणोत्सर्गी द्रव्यात वाटली जाते. थंड झाल्यानंतर अग्निगोलांचे रूपांतर द्रवीभवनाने एका मोठ्या ढगात होते. आसमंतात ऊर्ध्व दिशेने जाणारे जोरदार वारे निर्माण होतात. या वाऱ्याबरोबर स्फोटाच्या ऊर्जेनुसार आजूबाजूच्या वस्तू कणरूपात वर खेचल्या जाऊन ढगाबरोबर पसरल्या जातात. किरणोत्सर्गी द्रव्यापैकी जड कण व वाऱ्याबरोबर गेलेले इतर जड कण हळूहळू स्फोटस्थळाच्या आसमंतात पडू लागतात. या क्रियेला स्थानिक वा जवळचा वा सुरुवातीचा किरणोत्सर्गी वर्षाव म्हणतात. हलके कण मात्र हवेच्या जोरदार वाऱ्याबरोबर धुराप्रमाणे वर जाऊन ढगाच्या पायथ्याची रुंदी वाढवीत खाली पडत असतात. दरम्यान ढगाचा माथा शीघ्र वेगाने वर जाऊन स्फोटानंतर ८-१० मिनिटांनी एकंदर देखावा भूछत्रासारखा साधारण एक तासभर दिसत राहतो. नंतर ढगातील सर्व द्रव्ये भोवताली विखुरली जातात.
सुरुवातीचा अथवा स्थानिक वर्षाव आणि फैलाव हा स्फोटानंतर २४ तासांच्या आत घडून येतो. या वर्षावात किरणोत्सर्गी जड कण, बाँबच्या घटक द्रव्याचे कण व इतर वस्तूंचे जड कण यांचा समावेश असतो. स्फोट जर जमिनीवर झाला असेल, तर वरील प्रकारच्या जड कणांचा प्रचंड पाऊसच स्फोटस्थळी व आसमंतात पडतो. पण स्फोट जमिनीपासून पुष्कळ उंचीवर हवेत झाला असेल व निर्माण झालेले कण दूरवर पसरून टाकणारे अनुकूल वारे असतील, तर स्थानिक अथवा सुरुवातीचा वरील वर्षाव प्रकार घडून येत नाही. नागासाकी आणि हीरोशिमा या शहरांवर झालेल्या स्फोटांत वरील वर्षाव प्रकार आढळला नाही.
जेथे वारे, वादळे, ढग, पाऊस वगैरे वातावरणातील घडामोडी होत असतात, अशा वातावरणाच्या खालच्या प्रदेशास क्षोभावरण म्हणतात. या प्रदेशात किरणोत्सर्गी कण व धूळ शिरते व तेथील वाऱ्यामुळे तसेच विसरण (एकमेकांत आपोआप मिसळण्याच्या) क्रियेमुळे जरा पूर्वेकडे ऊर्ध्व दिशेने आणि क्षितिज समांतर पातळीत पसरून हळूहळू खाली पडत राहते. कण व धूळ गुरुत्वाकर्षणामुळे, प्रामुख्याने पावसामुळे आणि हिमकणांच्या वर्षावामुळे खाली येतात व त्यामुळे किरणोत्सर्गी कणांचा व धुळीचा विस्तृत प्रदेशावर फैलाव होतो. या प्रकारच्या फैलावाला व वर्षावाला क्षोभावरण अथवा विलंबित वर्षाव असे नाव आहे. हा प्रकार स्फोटानंतर काही दिवसांतच घडून येतो व काही आठवड्यांच्या आतच नाहीसा होतो.
क्षोभावरणाच्या वरच्या प्रदेशास स्तरावरण म्हणतात. तेथे वारे, वादळे वगैरे प्रकार घडत नसतात. अशा ठिकाणी काही कारणामुळे स्फोटानंतर झालेला छत्रीसारखा व किरणोत्सर्गी कण, धूळ इत्यादींची बनलेला ढग शिरतो. त्या प्रदेशात कण व धूळ अनेक वर्षे राहतात. तथापि कोणत्या यंत्रणेमुळे या प्रदेशातून खालच्या क्षोभावरणात वरील कण व धूळ प्रवेश करतात हे नक्की माहीत नसले, तरी अशा प्रवेशानंतर सर्व जगभर या कणांचा व धुळीचा वर्षाव होतो असे आढळले आहे. अशा वर्षावाला स्तरावरण अथवा जागतिक वर्षाव म्हणतात. या कणांचे व धुळीचे वास्तव्य स्तरावरण प्रदेशात किती वर्षे असते हेही अद्यापि निश्चित कळलेले नाही.
अवतापाचे परिणाम : स्फोटाच्या शक्तीवर आणि स्फोटस्थळाच्या भौगोलिक परिस्थितीवर किरणोत्सर्गी वर्षावामधील घटकांची अपाय करण्याची तीव्रता अवलंबून असते. किरणोत्सर्गी द्रव्यातून आल्फा कण, बीटा कण, गॅमा किरण, न्युट्रॉन व अणुकेंद्राच्या भंजन किंवा सघटन विक्रियेमुळे निर्माण झालेली अणुकेंद्रे वगैरे निर्माण होतात. प्रखर उष्णता, प्रकाश व आघातरंग यांच्यामुळे होणारा विनाश विशिष्ट क्षेत्रातच होतो. पण वरील भिन्नभिन्न किरणोत्सर्गी द्रव्ये व त्याचे वर्षाव मानवी शरीरावर, मनावर व अखेर वंशावर फार भयंकर परिणाम करतात. न्युट्रॉन व गॅमा किरण यांच्या आरपार भेदून जाण्याच्या शक्तीमुळे, शरीरातील कोशिकांतील (पेंशीतील) रेणूंवर आदळून त्यांचा नाश घडवून आणतात. गॅमा किरणांच्या सतत माऱ्यामुळे हाडांचा व अवटू (श्वासनालाच्या दोन्ही बाजूंस असलेल्या, थायरॉइड) ग्रंथीचा कर्करोग आणि रक्तातील पांढऱ्या कोशिकांचा नाश असे फार अनिष्ट परिणाम होतात. न्युट्रॉनांच्या माऱ्यामुळे हवेतील नायट्रोजनापासून निर्माण झालेला किरणोत्सर्गी कार्बन (१४)तसेच वर्षावातून येणारे किरणोत्सर्गी स्ट्रॉशियम (८९, ९०), आयोडीन (१३१), सिझियम (१३७) वगैरे द्रव्ये अन्नावाटे वा श्वासोच्छ्वासाबरोबर शरीरात प्रवेश करतात. सिझियमामुळे अनुवांशिक लक्षणे पुढच्या पिढीत नेणाऱ्या सुतासारख्या सूक्ष्म घटंकातील म्हणजे गुणसूत्रांतील जीनांवर(लक्षणे निदर्शित करणाऱ्या एककांवर ) परिणाम होतो आणि त्यामुळे शारीरिक वा मानसिक विकृती निर्माण होतात. दुसऱ्या महायुध्दात करण्यात आलेल्या अणुबाँबच्या स्फोटांच्या परिणामांसबंधी अद्यापही संशोधन चालू आहे.
शरीरावर किरणोत्सर्गी कणांचा व धुळीचा मारा अपाय न होता किती प्रमाणात असला तर चालतो या महत्त्वाच्या प्रश्नावर, पुष्कळ संशोधन झाले आहे. किरणोत्सर्जन क्रियेमुळे शरीरावर होणाऱ्या परिणामांची नोंद चार प्रकारच्या एककांमध्ये करतात. त्यांना अनुक्रमे राँटगेन, रॅड, रेप व रेम अशी नावे आहेत. रेप हे एकक आता प्रचारात नाही. राहिलेल्या तीन एककांचा एकमेंकांशी संबंध आहे. कारण सर्व एकके अखेर शरीराच्या एक ग्रमॅ ऊतकातून (समान रचना व कार्य असलेल्या कोशिकाच्या समूहातून) शोषण केलेली किरणोत्सर्गी कणांची अर्ग या ऊर्जा एककातच मोजलेली पण एकमेकांपासून जरा भिन्न मूल्यांची असतात [→किरणोत्सर्ग]. एक दिवसभर ५०० ते ६०० राँटगेन इतका गॅमा किरणांचा मारा शरीरावर झाला तर माणूस दगावतो.
खाली दिलेल्या कोष्टकांमध्ये किरणोत्सर्गी धुळीच्या फैलावासंबंधी महत्त्वाची माहिती दिली आहे.
स्थानिक फैलावाचे क्षेत्र २६,००० चौ.किमी. आणि एकूण फैलावापैकी २५ टक्के स्थानिक फैलाव आहे, असे गृहीत धरल्यास अशा फैलावातील स्ट्राँशियम (९०) च्या थराची कार्यप्रवणता प्रत्येक चौ.मी.वर १⋅८ × १०-५ क्यूरी किंवा ०⋅२३ १०-६ ग्रॅम असते.
पहा : अणुबाँब.
संदर्भ : The Publications Division, Government of India, Nuclear Explosion and Their Effects, New Delhi, 1958.
टोळे, मा. ग.