Radiation damage
تابکاری کا نقصان غیر زندہ ساختی مواد سمیت جسمانی اشیاء پر آئنائزنگ تابکاری کا اثر ہے۔ یہ مواد کے لیے یا تو نقصان دہ یا فائدہ مند ہو سکتا ہے۔ ریڈیو بائیولوجی زندہ چیزوں پر آئنائزنگ تابکاری کے عمل کا مطالعہ ہے، بشمول انسانوں میں تابکاری کے صحت پر اثرات۔ آئنائزنگ تابکاری کی زیادہ مقدار زندہ بافتوں کو نقصان پہنچا سکتی ہے جیسے تابکاری جلانا اور نقصان دہ تغیرات جیسے خلیات کو کینسر کا سبب بننا، اور تابکاری کے زہر جیسے صحت کے مسائل کا باعث بن سکتا ہے۔ وجوہات یہ تابکاری کئی شکلیں لے سکتی ہے: کائناتی شعاعیں اور اس کے بعد کے توانائی بخش ذرات جو ماحول اور دیگر مادوں کے ساتھ ان کے تصادم کی وجہ سے ہوتے ہیں۔ تابکار بیٹی کی مصنوعات (ریڈیوآئیسوٹوپس) ماحول اور دیگر مواد بشمول زندہ بافتوں کے ساتھ کائناتی شعاعوں کے تصادم کی وجہ سے ہوتی ہیں۔ ذرہ ایکسلریٹر سے متحرک ذرہ بیم۔ متحرک ذرات یا برقی مقناطیسی تابکاری (ایکس رے) کسی ہدف کے ساتھ ایسے ذرات کے تصادم سے خارج ہوتے ہیں، جیسے کہ ایکس رے مشین میں یا اتفاقی طور پر ذرہ ایکسلریٹر کے استعمال میں۔ عناصر کے تابکار انحطاط سے خارج ہونے والے ذرات یا مختلف قسم کی کرنیں، جو قدرتی طور پر واقع ہو سکتی ہیں، ایکسلریٹر کے تصادم سے پیدا ہو سکتی ہیں، یا جوہری ری ایکٹر میں پیدا ہو سکتی ہیں۔ وہ علاج یا صنعتی استعمال کے لیے تیار کیے جا سکتے ہیں یا جوہری حادثے کے ذریعے حادثاتی طور پر چھوڑے جا سکتے ہیں، یا کسی گندا بم کے ذریعے جان بوجھ کر چھوڑے جا سکتے ہیں، یا جنگ یا جوہری تجربے کے لیے جوہری ہتھیار کے دھماکے سے اتفاقی طور پر ماحول، زمین یا سمندر میں چھوڑے جا سکتے ہیں۔ مواد اور آلات پر اثرات تابکاری مواد اور آلات کو نقصان دہ اور فائدہ مند طریقوں سے متاثر کر سکتی ہے: مواد کو تابکار بنا کر (بنیادی طور پر نیوٹرون ایکٹیویشن کے ذریعے، یا فوٹو ڈائیسنٹیگریشن کے ذریعے ہائی انرجی گاما تابکاری کی موجودگی میں)۔ مادے کے اندر موجود عناصر کی جوہری منتقلی کے ذریعے، بشمول، مثال کے طور پر، ہائیڈروجن اور ہیلیم کی پیداوار جو بدلے میں مادے کی مکینیکل خصوصیات کو تبدیل کر سکتی ہے اور سوجن اور ٹوٹنے کا سبب بن سکتی ہے۔ مواد کے اندر ریڈیولیسس (کیمیائی بندھنوں کو توڑنا) کے ذریعے، جو اسے کمزور کر سکتا ہے، اسے پھولنے، پولیمرائز کرنے، کٹاؤ کو فروغ دینے، تلخی کا سبب بن سکتا ہے، کریکنگ کو فروغ دے سکتا ہے یا بصورت دیگر اس کی مطلوبہ مکینیکل، آپٹیکل یا الیکٹرانک خصوصیات کو تبدیل کر سکتا ہے۔ دوسری طرف، ریڈیولیسس کا استعمال پولیمر کی کراس لنکنگ کو فروغ دینے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے، جو انہیں سخت کر سکتا ہے یا انہیں پانی کے لیے زیادہ مزاحم بنا سکتا ہے۔ رد عمل والے مرکبات کی تشکیل، دوسرے مادوں کو متاثر کرنے سے (مثال کے طور پر۔ اوزون کے ذریعے اوزون کی کریکنگ ہوا کے آئنائزیشن سے بنتی ہے)۔ آئنائزیشن کے ذریعے، برقی خرابی کا سبب بنتا ہے، خاص طور پر الیکٹرانک آلات میں استعمال ہونے والے سیمی کنڈکٹرز میں، جس کے بعد آنے والے کرنٹ آپریشن کی غلطیاں متعارف کراتے ہیں یا آلات کو مستقل طور پر نقصان پہنچاتے ہیں۔ جوہری صنعت اور اضافی ماحولیاتی (خلائی) ایپلی کیشنز جیسے اعلی تابکاری کے ماحول کے لیے بنائے گئے آلات کو ڈیزائن، مواد کے انتخاب اور من گھڑت طریقوں کے ذریعے اس طرح کے اثرات کا مقابلہ کرنے کے لیے تابکاری کو مشکل بنایا جا سکتا ہے۔ آئن امپلانٹیشن کے ذریعے ڈوپینٹس یا نقائص کو متعارف کروا کر مطلوبہ طریقوں سے ان کی برقی فعالیت میں ترمیم کرنا الیکٹران، گاما یا آئن تابکاری یا بوران نیوٹرون کیپچر تھراپی کے ذریعے کینسر کا علاج کرنا۔ مواد پر تابکاری کے بہت سے اثرات تصادم کے جھرنوں سے پیدا ہوتے ہیں اور تابکاری کی کیمسٹری سے ڈھکے ہوتے ہیں۔ دھاتوں اور کنکریٹ کی تابکاری پر اثرات ٹھوس مادوں پر نقصان دہ اثرات مرتب کر سکتے ہیں کیونکہ یہ ان کی خصوصیات کو خراب کر سکتا ہے تاکہ وہ میکانکی طور پر مستحکم نہ رہیں۔ یہ خاص تشویش کا باعث ہے کیونکہ یہ جوہری ری ایکٹروں میں کارکردگی کا مظاہرہ کرنے کی ان کی صلاحیت کو بہت زیادہ متاثر کر سکتا ہے اور یہ تابکاری مواد سائنس کا زور ہے، جو اس خطرے کو کم کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ ان کے استعمال اور تابکاری کی نمائش کے نتیجے میں، دھاتوں اور کنکریٹ پر اثرات مطالعہ کے مخصوص شعبے ہیں۔ دھاتوں کے لیے، تابکاری کی نمائش کے نتیجے میں تابکاری سخت ہو سکتی ہے جو مواد کو مضبوط بناتی ہے جبکہ بعد میں اسے جکڑ دیتی ہے (سختی کو کم کرتی ہے، جس سے ٹوٹنے والا فریکچر ہوتا ہے)۔ یہ ابتدائی تعامل کے ساتھ ساتھ نقصان کے نتیجے میں ایٹموں کو ان کے جالی والے مقامات سے باہر نکالنے کے نتیجے میں ہوتا ہے، جس کی وجہ سے نقائص، بے ترتیبی پیدا ہوتی ہے (کام کی سختی اور بارش کی سختی کی طرح)۔ تھرمو مکینیکل پروسیسنگ کے ذریعے اناج کی باؤنڈری انجینئرنگ کو فریکچر موڈ کو انٹرگرانولر (اناج کی حدود کے ساتھ ہونے والے) سے ٹرانسگرانولر میں تبدیل کرکے ان اثرات کو کم کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے۔ یہ مادے کی طاقت میں اضافہ کرتا ہے، تابکاری کے پھٹنے والے اثر کو کم کرتا ہے۔ تابکاری مواد کے اندر ایٹموں کی علیحدگی اور پھیلاؤ کا باعث بھی بن سکتی ہے، جس سے مرحلے کی علیحدگی اور خلا کے ساتھ ساتھ پانی کی کیمسٹری اور مرکب مائیکرو اسٹرکچر دونوں میں تبدیلیوں کے ذریعے تناؤ کے کٹاؤ کے اثرات میں اضافہ ہوتا ہے۔ چونکہ جوہری بجلی گھروں کی تعمیر میں کنکریٹ کا بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، جہاں یہ ساخت فراہم کرنے کے ساتھ ساتھ تابکاری بھی فراہم کرتا ہے، اس پر تابکاری کا اثر بھی بڑی دلچسپی کا باعث ہے۔ اپنی زندگی کے دوران، کنکریٹ اپنی عمر بڑھنے کے معمول کے عمل کی وجہ سے قدرتی طور پر خصوصیات کو تبدیل کرے گا، تاہم جوہری نمائش کنکریٹ کے مجموعوں کی سوجن کی وجہ سے مکینیکل خصوصیات کے نقصان کا باعث بنے گی، اور اس طرح بلک میٹریل کو نقصان پہنچے گا۔ مثال کے طور پر، ری ایکٹر کی حیاتیاتی ڈھال اکثر پورٹ لینڈ سیمنٹ پر مشتمل ہوتی ہے، جہاں ڈھال کے ذریعے تابکاری کے بہاؤ کو کم کرنے کے لیے گھنے مجموعے شامل کیے جاتے ہیں۔ یہ مجموعے پھول سکتے ہیں اور ڈھال کو میکانکی طور پر غیر مستحکم بنا سکتے ہیں۔ متعدد مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کمپریسیو اور ٹینسل طاقت دونوں کے ساتھ ساتھ کنکریٹ کے لچکدار ماڈیولس میں تقریبا 1019 نیوٹرون فی مربع سینٹی میٹر کی خوراک میں کمی واقع ہوئی ہے۔ یہ رجحانات مضبوط کنکریٹ میں بھی موجود دکھائے گئے، جو کنکریٹ اور اسٹیل دونوں کا مرکب ہے۔ درجہ حرارت، تابکاری کی خوراک، مواد کی ساخت اور سطح کے علاج کے اثرات کے حوالے سے فشن ری ایکٹرز میں موجود مواد کے موجودہ تجزیے سے حاصل ہونے والا علم مستقبل کے فشن ری ایکٹرز کے ڈیزائن کے ساتھ ساتھ فیوژن ری ایکٹرز کی ترقی میں مددگار ثابت ہوگا۔ تابکاری کے تابع ٹھوس مادوں پر مسلسل اعلی توانائی کے ذرات سے بمباری کی جا رہی ہے۔ ری ایکٹر مواد کی جالی میں ذرات اور ایٹموں کے درمیان تعامل ایٹموں میں نقل مکانی کا سبب بنتا ہے۔ مسلسل بمباری کے دوران، کچھ ایٹم جالی والے مقامات پر آرام نہیں کرتے، جس کے نتیجے میں نقائص پیدا ہوتے ہیں۔ یہ نقائص مادے کی مائیکرو اسٹرکچر میں تبدیلیوں کا سبب بنتے ہیں، اور بالآخر تابکاری کے متعدد اثرات کا باعث بنتے ہیں۔ تابکاری سے ہونے والے نقصان کا واقعہ جالی کے ایٹم کے ساتھ ایک توانا واقع ذرہ کا تعامل جالی کے ایٹم میں حرکی توانائی کی منتقلی، جو جالی کے ایٹم کو ایک بنیادی نقل مکانی ایٹم کو جنم دیتی ہے۔ جالی کے ذریعے ایٹم کی حرکت سے ایٹم کی نقل مکانی، اضافی بے گھر ایٹموں کی تخلیق نقل مکانی کے جھرن کی پیداوار (بنیادی نقل مکانی کے ایٹم کے ذریعے پیدا ہونے والے نقائص کا مجموعہ) نقل مکانی کے ایٹم کا ایک انٹرسٹیشیل ریڈی ایشن کراس سیکشن کے طور پر خاتمہ دو ایٹموں کے درمیان تعامل کا امکان تھرمل نیوٹرون کراس سیکشن (بار میں ماپا جاتا ہے) پر منحصر ہوتا ہے۔ میکروسکوپک کراس سیکشن کو دیکھتے ہوئے (جہاں خوردبین کراس سیکشن ہے، اور ہدف میں ایٹموں کی کثافت ہے)، اور رد عمل کی شرح (جہاں بیم کا بہاؤ ہے)، تعامل کا امکان Pdx = Njσ (Ei) dx = σdx بن جاتا ہے۔ (ان میں سے کسی بھی علامت کا کیا مطلب ہے؟) عام ایٹموں یا مرکب دھاتوں کے کراس سیکشن ذیل میں درج ہیں۔ تھرمل نیوٹرون کراس سیکشنز (بارن) تابکاری کے تحت مائیکرو اسٹرکچرل ارتقاء مواد میں مستقل تابکاری کی مدت میں نقائص کے جمع ہونے سے چلتا ہے۔ یہ جمع نقائص کے دوبارہ امتزاج، نقائص کے کلسٹرنگ اور سنک پر نقائص کے خاتمے سے محدود ہوتا ہے۔ نقائص کو تھرمل طور پر سنک کی طرف منتقل ہونا چاہیے، اور ایسا کرنے میں اکثر دوبارہ جوڑنا چاہیے، یا دوبارہ جوڑنے کے لیے سنک تک پہنچنا چاہیے۔ زیادہ تر معاملات میں، Drad = DvCv + DiCi>> Dtherm، یعنی، تابکاری کے نتیجے میں کسی مواد کے جالی ڈھانچے میں انٹرسٹیشیلز اور خالی جگہوں کی حرکت اکثر اسی مواد کے تھرمل پھیلاؤ سے زیادہ ہوتی ہے۔ سنک کی طرف خالی جگہوں کے بہاؤ کا ایک نتیجہ سنک سے دور ایٹموں کا اسی طرح کا بہاؤ ہے۔ اگر خالی آسامیوں کو ختم نہیں کیا جاتا ہے یا سنک پر جمع کرنے سے پہلے دوبارہ جمع نہیں کیا جاتا ہے، تو وہ خالی جگہیں بن جائیں گی۔ کافی زیادہ درجہ حرارت پر، مواد پر منحصر، یہ خالی جگہیں مرکب کے سڑنے سے گیسوں سے بھر سکتی ہیں، جس سے مواد میں سوجن پیدا ہوتی ہے۔ یہ دباؤ کے حساس یا محدود مواد کے لیے ایک زبردست مسئلہ ہے جو مسلسل تابکاری کی بمباری کے تحت ہوتے ہیں، جیسے دباؤ والے پانی کے ری ایکٹر۔ بہت سے معاملات میں، تابکاری کا بہاؤ غیر اسٹوچیومیٹرک ہوتا ہے، جو مرکب کے اندر علیحدگی کا سبب بنتا ہے۔ یہ غیر اسٹوچیومیٹرک بہاؤ اناج کی حدود کے قریب مقامی ساخت میں نمایاں تبدیلی کا باعث بن سکتا ہے، جہاں ایٹموں کی نقل و حرکت اور بے ترتیبی میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے۔ جب یہ بہاؤ جاری رہتا ہے، تو سنک پر سالیوٹ افزودگی کے نتیجے میں نئے مراحل کی بارش ہو سکتی ہے۔ تابکاری کے تھرمو-مکینیکل اثرات تابکاری کو سخت کرنا عیب دار کلسٹرز، نجاست-عیب دار کلسٹر کمپلیکس، بے ترتیبی لوپس، بے ترتیبی لائنیں، خالی جگہیں، بلبلے اور جھرنوں کے تعارف کے ذریعے زیر بحث مواد کو مضبوط کرنا ہے۔ دباؤ والی وریدوں کے لیے، سختی میں اضافے کے نتیجے میں پیدا ہونے والی لچک میں کمی ایک خاص تشویش ہے۔ جکڑن تابکاری کے ٹوٹنے کے نتیجے میں تناؤ کی سختی میں کمی کی وجہ سے توانائی میں فریکچر میں کمی واقع ہوتی ہے (کیونکہ تابکاری کے دوران سختی پہلے ہی ہو رہی ہوتی ہے)۔ یہ تابکاری کی سختی کا سبب بننے والی وجوہات سے بہت ملتی جلتی وجوہات کے لیے حوصلہ افزائی کی جاتی ہے ؛ عیب دار کلسٹرز، ڈسلوکیشنز، وائڈز اور پریپیٹیٹس کی نشوونما۔ ان پیرامیٹرز میں تغیرات پھٹنے کی صحیح مقدار کی پیش گوئی کرنا مشکل بناتے ہیں، لیکن پیمائش کے لیے عمومی اقدار متوقع مستقل مزاجی کو ظاہر کرتی ہیں۔ تابکاری والے مادوں میں کریپ تھرمل کریپ تابکاری والے کریپ کے مقابلے میں نہ ہونے کے برابر ہے، جو 10−6 سیکنڈ−1 سے زیادہ ہو سکتا ہے۔ میکانزم بہتر پھیلاؤ نہیں ہے، جیسا کہ بلند درجہ حرارت سے بدیہی ہوگا، بلکہ تناؤ اور ترقی پذیر مائیکرو اسٹرکچر کے درمیان تعامل ہے۔ تناؤ لوپس کے نیوکلیئشن کو جنم دیتا ہے، اور ڈسلوکیشن پر انٹرسٹیشیلز کے ترجیحی جذب کا سبب بنتا ہے، جس کے نتیجے میں سوجن ہوتی ہے۔ سوجن، پھسلن اور سختی کے ساتھ مل کر، کافی دباؤ میں کسی بھی جوہری مواد پر تباہ کن اثرات مرتب کر سکتی ہے۔ تابکاری والے مادوں میں نمو ڈفیوژن انیسوٹروپی فرق (ڈی اے ڈی) کی وجہ سے ہوتی ہے۔ یہ رجحان قدرتی خصوصیات کی وجہ سے زرکونیم، گریفائٹ اور میگنیشیم میں اکثر ہوتا ہے۔ حرکی اور برقی چالکتا الیکٹرانوں اور کسی مادے کی جالی کے ذریعے توانائی کی نقل و حمل پر انحصار کرتی ہے۔ جالی میں نقائص اور منتقلی کے ذریعے ایٹموں کے متبادل ان راستوں کو پریشان کرتے ہیں، جس کی وجہ سے تابکاری کے نقصان سے دونوں قسم کے ترسیل میں کمی واقع ہوتی ہے۔ کمی کی شدت کا انحصار مواد میں غالب قسم کی چالکتا (الیکٹرانک یا ویڈمین-فرانز قانون، فونونک) اور تابکاری سے ہونے والے نقصان کی تفصیلات پر ہوتا ہے اور اس لیے اب بھی اس کی پیش گوئی کرنا مشکل ہے۔ پولیمر پر اثرات تابکاری سے ہونے والا نقصان پولیمر کو متاثر کر سکتا ہے جو جوہری ری ایکٹرز، طبی آلات، الیکٹرانک پیکیجنگ، اور ایرو اسپیس پارٹس کے ساتھ ساتھ پولیمر جو خوراک اور دواسازی کی صنعتوں میں استعمال کے لیے نسبندی یا تابکاری سے گزرتے ہیں۔ آئنائزنگ تابکاری کو جان بوجھ کر پولیمر کی خصوصیات کو مضبوط اور ترمیم کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس شعبے میں تحقیق نے ان ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہونے والے تابکاری کے تین سب سے عام ذرائع پر توجہ مرکوز کی ہے، جن میں گاما، الیکٹران بیم اور ایکس رے تابکاری شامل ہیں۔ پولیمر اور دھاتوں کے لیے تابکاری سے ہونے والے نقصان کے طریقہ کار مختلف ہیں، کیونکہ پولیمر میں بے ترتیبی اور اناج کی حدود کی حقیقی اہمیت نہیں ہوتی ہے۔ اس کے بجائے، پولیمر زنجیروں کی حرکت اور دوبارہ ترتیب کے ذریعے خراب ہوتے ہیں، جو وان ڈیر والز قوتوں اور ہائیڈروجن بانڈنگ کے ذریعے تعامل کرتے ہیں۔ اعلی توانائی کی موجودگی میں، جیسے کہ آئنائزنگ ریڈی ایشن، پولیمر زنجیروں کو جوڑنے والے کوولینٹ بانڈز خود اپنی کشش کی قوتوں پر قابو پا کر آزاد ریڈیکلز کا ایک جوڑا تشکیل دے سکتے ہیں۔ یہ ریڈیکلز پھر متعدد پولیمرائزیشن رد عمل میں حصہ لیتے ہیں جو تابکاری کیمسٹری کی درجہ بندی کے تحت آتے ہیں۔ کراس لنکنگ اس عمل کو بیان کرتی ہے جس کے ذریعے مختلف زنجیروں پر کاربن پر مرکوز ریڈیکلز مل کر کر کراس لنکس کا نیٹ ورک بناتے ہیں۔ اس کے برعکس، سلسلہ سکشن اس وقت ہوتا ہے جب پولیمر ریڑھ کی ہڈی پر کاربن پر مرکوز ریڈیکل ایک اور آزاد ریڈیکل کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، عام طور پر ماحول میں آکسیجن سے، جس کی وجہ سے مرکزی سلسلہ ٹوٹ جاتا ہے۔ آزاد ریڈیکلز ایسے رد عمل سے بھی گزر سکتے ہیں جو ریڑھ کی ہڈی پر نئے فعال گروپوں کو تیار کرتے ہیں، یا بغیر چپکنے والے دو پولیمر شیٹس کو ٹکڑے ٹکڑے کر دیتے ہیں۔ زیادہ تر پولیمر کے لیے آئنائزنگ تابکاری کے متوقع اثرات کے بارے میں متضاد معلومات موجود ہیں، کیونکہ تابکاری کے حالات اتنے بااثر ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، خوراک کی شرح اس بات کا تعین کرتی ہے کہ آزاد ریڈیکلز کتنی تیزی سے بنتے ہیں اور کیا وہ مواد کے ذریعے دوبارہ جمع ہونے کے لیے پھیل سکتے ہیں، یا کیمیائی رد عمل میں حصہ لے سکتے ہیں۔ کراس لنکنگ اور چین سکشن کا تناسب درجہ حرارت، ماحول، آکسیجن بمقابلہ غیر فعال گیسوں کی موجودگی، تابکاری کے منبع (دخول کی گہرائی کو تبدیل کرنا)، اور اس بات سے بھی متاثر ہوتا ہے کہ آیا پولیمر آبی محلول میں تحلیل ہو گیا ہے۔ کراس لنکنگ اور چین سکشن کے مکینیکل خصوصیات پر مختلف اثرات ہوتے ہیں۔ تابکاری والے پولیمر عام طور پر بیک وقت دونوں قسم کے رد عمل سے گزرتے ہیں، لیکن ضروری نہیں کہ ایک ہی حد تک ہوں۔ کراس لنکس سلسلہ سلائڈنگ کو روک کر پولیمر کو مضبوط کرتے ہیں، جو مؤثر طریقے سے تھرموسیٹ کے رویے کا باعث بنتے ہیں۔ کراس لنکس اور برانچنگ زیادہ سالماتی وزن اور پولی ڈسپرسٹی کا باعث بنتی ہیں۔ اس طرح، ان پولیمر میں عام طور پر سختی، تناؤ کی طاقت، اور پیداوار کی طاقت میں اضافہ ہوگا، اور گھلنشیلتا میں کمی ہوگی۔ پولی تھیلین کراس لنکنگ کے نتیجے میں بہتر مکینیکل خصوصیات کا تجربہ کرنے کے لیے مشہور ہے، جس میں تناؤ کی طاقت میں اضافہ اور وقفے پر لمبائی میں کمی شامل ہے۔ اس طرح، اس کے "کان کنی کے لیے راک بولٹ، کنکریٹ کی کمک، ہلکی وزن والی اعلی طاقت والی رسیوں کی تیاری اور اعلی کارکردگی والے کپڑوں جیسے متنوع علاقوں میں کئی فائدہ مند استعمال ہیں۔" اس کے برعکس، زنجیر سکشن کے رد عمل زنجیروں کے اوسط سالماتی وزن کو کم کرکے مواد کو کمزور کر دیں گے، جیسے کہ تناؤ اور لچکدار طاقت میں کمی اور گھلنشیلتا میں اضافہ ہوتا ہے۔ زنجیر سکشن بنیادی طور پر پولیمر کے بے ساختہ علاقوں میں ہوتا ہے۔ یہ مختصر زنجیروں کو دوبارہ جمع کرنا آسان بنا کر ان علاقوں میں کرسٹلینیٹی میں اضافہ کر سکتا ہے۔ اس طرح، یہ مشاہدہ کیا گیا ہے کہ کرسٹلینیٹی خوراک کے ساتھ بڑھتی ہے، جس کی وجہ سے میکروسکل پر زیادہ ٹوٹنے والا مواد بنتا ہے۔ اس کے علاوہ، "گیسی مصنوعات، جیسے کہ، پولیمر میں پھنس سکتی ہیں، اور یہ جمع شدہ مقامی دباؤ کی وجہ سے بعد میں کریزنگ اور کریکنگ کا باعث بن سکتی ہیں"۔ اس رجحان کی ایک مثال تھری ڈی پرنٹ شدہ مواد ہے، جو اکثر ان کی پرنٹنگ کی ترتیب کے نتیجے میں سوراخ دار ہوتے ہیں۔ آکسیجن سوراخوں میں پھیل سکتی ہے اور زندہ بچ جانے والے آزاد ریڈیکلز کے ساتھ رد عمل ظاہر کر سکتی ہے، جس کی وجہ سے یہ پھٹ سکتی ہے۔ کچھ مادے بڑھاپے کے دوران کمزور ہوتے رہتے ہیں، کیونکہ باقی آزاد ریڈیکلز رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔ تابکاری کے نقصان کے لیے ان پولیمرز کی مزاحمت کو خوشبودار گروپوں کو گرافٹنگ یا کو پولیمرائز کرکے بہتر بنایا جا سکتا ہے، جو استحکام کو بڑھاتے ہیں اور رد عمل کو کم کرتے ہیں، اور اینٹی آکسیڈنٹس اور نینو میٹریلز کو شامل کرتے ہیں، جو فری ریڈیکل اسکاوینجرز کے طور پر کام کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، زیادہ سالماتی وزن والے پولیمر تابکاری کے لیے زیادہ مزاحم ہوں گے۔ گیسوں پر اثرات تابکاری کی نمائش گیسوں میں کیمیائی تبدیلیوں کا سبب بنتی ہے۔ نقصان کے لیے سب سے کم حساس عمدہ گیسیں ہیں، جہاں سب سے بڑی تشویش جوہری رد عمل کی مصنوعات کے فالو اپ کیمیائی رد عمل کے ساتھ جوہری منتقلی ہے۔ ہوا میں اعلی شدت والی آئنائزنگ تابکاری نیلے رنگ کے جامنی رنگ کی دکھائی دینے والی آئنائزڈ ہوا کی چمک پیدا کر سکتی ہے۔ چمک کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے مثال کے طور پر نازک حادثات کے دوران، جوہری دھماکے کے فورا بعد مشروم کے بادلوں کے آس پاس، یا کسی تباہ شدہ جوہری ری ایکٹر کے اندر جیسے چرنوبل تباہی کے دوران۔ اوزون کی قابل ذکر مقدار پیدا کی جا سکتی ہے۔ یہاں تک کہ اوزون کی چھوٹی مقدار بھی وقت کے ساتھ ساتھ بہت سے پولیمر میں اوزون کے پھٹنے کا سبب بن سکتی ہے، اس کے علاوہ تابکاری سے ہونے والے نقصان سے بھی۔ گیس سے بھرے تابکاری کا پتہ لگانے والے کچھ گیسی آئنائزیشن ڈٹیکٹرز میں، گیسوں کو تابکاری سے ہونے والا نقصان آلہ کی عمر بڑھنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے، خاص طور پر ان آلات میں جو طویل عرصے تک تیز شدت والی تابکاری کے سامنے رہتے ہیں، جیسے۔ لارج ہیڈرون کولائڈر یا گیگر-مولر ٹیوب آئنائزیشن کے عمل کے لیے ڈٹیکٹرز کو 10 ای وی سے زیادہ توانائی کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ مالیکیولز میں کوولینٹ بانڈز کو تقسیم کرنے اور فری ریڈیکلز پیدا کرنے کے لیے صرف 3-4 ای وی کی ضرورت ہوتی ہے۔ ذرات کے ذریعے آئنائزیشن کے واقعات سے شروع ہونے والے برقی اخراج کے نتیجے میں پلازما میں بڑی مقدار میں آزاد ریڈیکلز آباد ہوتے ہیں۔ انتہائی رد عمل والے آزاد ریڈیکلز اصل مالیکیولز میں دوبارہ مل سکتے ہیں، یا دوسرے مالیکیولز کے ساتھ فری ریڈیکل پولیمرائزیشن رد عمل کا سلسلہ شروع کر سکتے ہیں، جس سے سالماتی وزن میں اضافے کے ساتھ مرکبات پیدا ہوتے ہیں۔ یہ اعلی سالماتی وزن والے مرکبات پھر گیسی مرحلے سے نکلتے ہیں، الیکٹروڈ پر کنڈکٹو یا غیر کنڈکٹو ذخائر بناتے ہیں اور ڈٹیکٹر کی سطحوں کو موصلیت دیتے ہیں اور اس کے ردعمل کو مسخ کرتے ہیں۔ ہائیڈرو کاربن بجھانے والے گیس، مثال کے طور پر۔ آرگان-میتھین، عام طور پر پولیمرائزیشن کے ذریعے بڑھاپے کے لیے حساس ہوتے ہیں ؛ آکسیجن کا اضافہ بڑھاپے کی شرح کو کم کرتا ہے۔ سلیکون تیل کی ٹریس مقدار، جو سلیکون ایلسٹومرز کے آؤٹ گیسنگ سے اور خاص طور پر سلیکون چکنا کرنے والوں کے نشانات سے موجود ہوتی ہے، سطحوں پر سلکان کرسٹل کے ذخائر کو سڑنے اور بنانے کا رجحان رکھتی ہے۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ کے ساتھ ارجن (یا زینون) کے گیسی مرکب اور اختیاری طور پر آکسیجن کے 2-3% کے ساتھ بھی اعلی تابکاری کے بہاؤ کے لیے انتہائی روادار ہوتے ہیں۔ آکسیجن کو کاربن ڈائی آکسائیڈ کے ساتھ نوبل گیس کے طور پر شامل کیا جاتا ہے جس میں اعلی توانائی والے فوٹونوں کے لیے بہت زیادہ شفافیت ہوتی ہے۔ آکسیجن سے بننے والی اوزون بالائے بنفشی فوٹونوں کا ایک مضبوط جذب کنندہ ہے۔ کاربن ٹیٹرا فلورائڈ کو ہائی ریٹ ڈٹیکٹرز کے لیے گیس کے جزو کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ آپریشن کے دوران پیدا ہونے والے فلورائن ریڈیکلز تاہم چیمبرز اور الیکٹروڈز کے لیے مواد کے انتخاب کو محدود کرتے ہیں (مثال کے طور پر۔ سونے کے الیکٹروڈ کی ضرورت ہوتی ہے، کیونکہ فلورائن ریڈیکلز دھاتوں پر حملہ کرتے ہیں، اور فلورائڈز بناتے ہیں)۔ تاہم کاربن ٹیٹرا فلورائڈ کا اضافہ سلکان کے ذخائر کو ختم کر سکتا ہے۔ کاربن ٹیٹرا فلورائڈ کے ساتھ ہائیڈرو کاربن کی موجودگی پولیمرائزیشن کا باعث بنتی ہے۔ آرگان، کاربن ٹیٹرا فلورائڈ، اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کا مرکب ہائی ہیڈرون بہاؤ میں کم عمر بڑھنے کو ظاہر کرتا ہے۔ مائعوں پر اثرات جیسے گیسوں، مائعوں میں مستقل اندرونی ساخت کا فقدان ہوتا ہے۔ اس لیے تابکاری کے اثرات بنیادی طور پر ریڈیولیسس تک محدود ہوتے ہیں، جس سے مائعوں کی کیمیائی ساخت میں تبدیلی آتی ہے۔ گیسوں کی طرح، بنیادی میکانزم میں سے ایک آزاد ریڈیکلز کی تشکیل ہے۔ تمام مائع تابکاری کے نقصان کے تابع ہیں، چند غیر ملکی مستثنیات کے ساتھ ؛ جیسے۔ پگھلا ہوا سوڈیم، جہاں خلل ڈالنے کے لیے کوئی کیمیائی بندھن نہیں ہوتے ہیں، اور مائع ہائیڈروجن فلورائڈ، جو گیس ہائیڈروجن اور فلورائن پیدا کرتا ہے، جو خود بخود ہائیڈروجن فلورائڈ پر رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ پانی پر اثرات آئنائزنگ تابکاری کے تابع پانی ہائیڈروجن اور ہائیڈروکسیل کے آزاد ریڈیکلز بناتا ہے، جو گیس ہائیڈروجن، آکسیجن، ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ، ہائیڈروکسیل ریڈیکلز اور پیرو آکسائیڈ ریڈیکلز بنانے کے لیے دوبارہ مل سکتے ہیں۔ جانداروں میں، جو زیادہ تر پانی پر مشتمل ہوتے ہیں، زیادہ تر نقصان رد عمل والی آکسیجن پرجاتیوں، پانی سے پیدا ہونے والے آزاد ریڈیکلز کی وجہ سے ہوتا ہے۔ آزاد ریڈیکلز خلیوں کے اندر ڈھانچے بنانے والے حیاتیاتی سالمات پر حملہ کرتے ہیں، جس سے آکسیڈیٹیو تناؤ پیدا ہوتا ہے (ایک مجموعی نقصان جو خلیوں کی موت کا سبب بننے کے لیے کافی ہو سکتا ہے، یا ممکنہ طور پر کینسر کا باعث بننے والے ڈی این اے کو نقصان پہنچا سکتا ہے)۔ جوہری ری ایکٹروں کے کولنگ سسٹم میں، مفت آکسیجن کی تشکیل سے کٹاؤ کو فروغ ملے گا اور ٹھنڈے پانی میں ہائیڈروجن کے اضافے سے اس کا مقابلہ کیا جاتا ہے۔ ہائیڈروجن کا استعمال نہیں کیا جاتا ہے کیونکہ آکسیجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے والے ہر مالیکیول کے لیے ایک مالیکیول پانی کے ریڈیولیسس کے ذریعے آزاد ہوتا ہے ؛ اضافی ہائیڈروجن صرف ابتدائی ہائیڈروجن ریڈیکلز فراہم کر کے رد عمل کے توازن کو تبدیل کرنے کا کام کرتا ہے۔ دباؤ والے پانی کے ری ایکٹروں میں کم ہونے والا ماحول آکسیڈیٹیو پرجاتیوں کی تعمیر کا کم شکار ہوتا ہے۔ ابلتے پانی کے ری ایکٹر کولینٹ کی کیمسٹری زیادہ پیچیدہ ہے، کیونکہ ماحول آکسائڈائز ہو سکتا ہے۔ زیادہ تر تابکاری سرگرمی ری ایکٹر کے مرکز میں ہوتی ہے جہاں نیوٹران کا بہاؤ سب سے زیادہ ہوتا ہے۔ توانائی کا بڑا حصہ تیز نیوٹران اور گاما تابکاری سے پانی میں جمع ہوتا ہے، تھرمل نیوٹران کی شراکت بہت کم ہوتی ہے۔ ہوا سے پاک پانی میں، ہائیڈروجن، آکسیجن، اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کا ارتکاز تقریبا 200 Gy تابکاری پر مستحکم حالت میں پہنچ جاتا ہے۔ تحلیل شدہ آکسیجن کی موجودگی میں، تعاملات اس وقت تک جاری رہتے ہیں جب تک کہ آکسیجن کا استعمال نہ ہو اور توازن منتقل نہ ہو جائے۔ پانی کی نیوٹرون ایکٹیویشن نائٹروجن پرجاتیوں کی کم تعداد کی تشکیل کا باعث بنتی ہے۔ رد عمل والے آکسیجن پرجاتیوں کے آکسیڈائزنگ اثرات کی وجہ سے، یہ نائٹریٹ آئنوں کی شکل میں موجود ہوتے ہیں۔ کم کرنے والے ماحول میں امونیا بن سکتا ہے۔ تاہم امونیا آئنوں کو بعد میں نائٹریٹ میں بھی آکسائڈائز کیا جا سکتا ہے۔ ٹھنڈے پانی میں موجود دیگر انواع آکسیڈائزڈ کٹاؤ کی مصنوعات ہیں (جیسے۔ کرومیٹس) اور فشن مصنوعات (مثال کے طور پر۔ پرٹیکنیٹیٹ اور پیریڈیٹ اینائنز، یورینیل اور نیپٹونیل کیٹیشن)۔ ہائیڈروجن کے مرکزوں میں نیوٹرانوں کے جذب ہونے سے پانی میں ڈیوٹیریم اور ٹریٹیئم کی تشکیل ہوتی ہے۔ سپر کریٹیکل واٹر کا طرز عمل، جو سپر کریٹیکل واٹر ری ایکٹروں کے لیے اہم ہے، مائع پانی اور بھاپ کے ریڈیو کیمیکل طرز عمل سے مختلف ہے اور فی الحال زیر تفتیش ہے۔ پانی پر تابکاری کے اثرات کی شدت تابکاری کی قسم اور توانائی پر منحصر ہے، یعنی اس کی لکیری توانائی کی منتقلی۔ کم ایل ای ٹی گاما شعاعوں کے تابع گیس سے پاک پانی تقریبا کوئی ریڈیولیسس مصنوعات پیدا نہیں کرتا ہے اور ان کے کم ارتکاز کے ساتھ توازن برقرار رکھتا ہے۔ ہائی-ایل ای ٹی الفا تابکاری بڑی مقدار میں ریڈیولیسس مصنوعات تیار کرتی ہے۔ تحلیل شدہ آکسیجن کی موجودگی میں، ریڈیولیسس ہمیشہ ہوتا ہے۔ تحلیل شدہ ہائیڈروجن کم ایل ای ٹی تابکاری کے ذریعے ریڈیولیسس کو مکمل طور پر دبا دیتا ہے جبکہ ریڈیولیسس اب بھی اس کے ساتھ ہوتا ہے۔ رد عمل والے آکسیجن پرجاتیوں کی موجودگی تحلیل شدہ نامیاتی کیمیکلز پر سخت خلل ڈالنے والا اثر ڈالتی ہے۔ الیکٹران بیم ٹریٹمنٹ کے ذریعے زیر زمین پانی کے تدارک میں اس کا استعمال کیا جاتا ہے۔ تابکاری کے نقصان کو کم کرنے کے دو اہم طریقے حساس مواد میں جمع ہونے والی توانائی کی مقدار کو کم کرنا ہیں (مثال کے طور پر۔ تحفظ، ماخذ سے فاصلہ، یا مقامی واقفیت)، یا مواد کی تابکاری کے نقصان کے لیے کم حساس ہونے کے لیے ترمیم (جیسے۔ اینٹی آکسیڈنٹس، اسٹیبلائزرز شامل کرکے، یا زیادہ مناسب مواد کا انتخاب کرکے)۔ مذکورہ بالا الیکٹرانک ڈیوائس کی سختی کے علاوہ، شیلڈنگ کے ذریعے کچھ حد تک تحفظ حاصل کیا جا سکتا ہے، عام طور پر تابکاری کے منبع اور محفوظ کیے جانے والے علاقوں کے درمیان اعلی کثافت والے مواد (خاص طور پر لیڈ، جہاں جگہ اہم ہے، یا کنکریٹ جہاں جگہ دستیاب ہے) کی مداخلت کے ساتھ۔ تابکار آیوڈین جیسے مادوں کے حیاتیاتی اثرات کے لیے غیر تابکار آاسوٹوپس کا استعمال تابکار شکل کے حیاتیاتی اضافے کو کافی حد تک کم کر سکتا ہے، اور قدرتی عمل کے ذریعے جسم سے بھاری دھاتوں سے بنے تابکار مواد کو ہٹانے میں تیزی لانے کے لیے کیلیشن تھراپی کا اطلاق کیا جا سکتا ہے۔ ٹھوس تابکاری کے نقصان کے لیے تابکاری کے نقصان کے ٹھوس جوابی اقدامات تین طریقوں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ سب سے پہلے، میٹرکس کو بڑے سائز کے سالیوٹس سے سیر کرنا۔ یہ کریپ اور ڈسلوکیشن حرکت کے نتیجے میں ہونے والی سوجن کو پھنسانے کا کام کرتا ہے۔ وہ پھیلاؤ کو روکنے میں مدد کرنے کے لیے بھی کام کرتے ہیں، جو مادے کی تابکاری سے متاثر علیحدگی سے گزرنے کی صلاحیت کو محدود کرتا ہے۔ دوسرا، مواد کے میٹرکس کے اندر آکسائڈ کو منتشر کرنا۔ منتشر آکسائڈ رینگنے کو روکنے میں مدد کرتا ہے، اور سوجن کو کم کرنے اور تابکاری سے پیدا ہونے والی علیحدگی کو بھی کم کرنے میں مدد کرتا ہے، نقل مکانی کی حرکت اور انٹرسٹیشیلز کی تشکیل اور حرکت کو روک کر۔ آخر میں، انجینئرنگ اناج کی حدود کو جتنا ممکن ہو اتنا چھوٹا ہونے سے، نقل مکانی کی حرکت میں رکاوٹ پیدا کی جا سکتی ہے، جو جکڑن اور سختی کو روکتی ہے جس کے نتیجے میں مادی ناکامی ہوتی ہے۔ انسانوں پر آئنائزنگ تابکاری کے اثرات عام طور پر زندہ چیزوں کے لیے نقصان دہ اور ممکنہ طور پر مہلک ہوتے ہیں لیکن کینسر اور تھائروٹوکسکوسس کے علاج کے لیے تابکاری تھراپی میں صحت سے متعلق فوائد حاصل کر سکتے ہیں۔ اس کا سب سے عام اثر کینسر کی نمائش کے بعد سالوں یا دہائیوں کی پوشیدہ مدت کے ساتھ شامل ہونا ہے۔ زیادہ مقدار بصری طور پر ڈرامائی تابکاری کے جلنے، اور/یا ایکیوٹ ریڈی ایشن سنڈروم کے ذریعے تیزی سے ہلاکت کا سبب بن سکتی ہے۔ کنٹرول شدہ خوراکیں طبی امیجنگ اور ریڈیو تھراپی کے لیے استعمال کی جاتی ہیں۔ تابکاری کی نمائش کے زیادہ تر منفی صحت کے اثرات کو دو عام زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: زیادہ مقدار کے بعد خلیوں کے قتل یا خرابی کی وجہ سے بڑے حصے میں تعیناتی اثرات (نقصان دہ ٹشو رد عمل) ؛ اور اسٹوکاسٹک اثرات، یعنی کینسر اور موروثی اثرات جن میں سومیٹک خلیوں کی تغیر یا تولیدی (جراثیمی) خلیوں کی تغیر کی وجہ سے ان کی اولاد میں موروثی بیماری کی وجہ سے بے نقاب افراد میں کینسر کی نشوونما شامل ہے۔ یہ بھی دیکھیں تابکاری مواد سائنس طاقت کو روکنا (ذرہ تابکاری) تصادم جھرن آئن ٹریک تابکاری کو سخت کرنا دھاتوں اور مرکب دھاتوں میں تابکاری کو نقصان مزید پڑھنے حوالہ جات تابکاری کے اثرات