बम पल्स

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बम पल्स पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन-14 (14C) की अचानक वृद्धि है जो कि 1945 में प्रारंभ हुए सैकड़ों भूमिगत परमाणु बम परीक्षणों के कारण हुआ और 1950 के बाद 1963 तक तीव्र हो गया था, जबकि संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा Cमित परीक्षण प्रतिबंध पर Cमित परीक्षण प्रतिबंध संधि पर हस्ताक्षर किए गए थे और संघ यूनाइटेड किंगडम द्वारा प्रयोग में लाये गए थे ।[1] इन सैकड़ों विस्फोटों के बाद की सापेक्ष सांद्रता दोगुनी हो गई 14C वातावरण में .[2] हम "सापेक्ष सघनता" पर चर्चा करते है, क्योंकि मास स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा 14C स्तर किC अन्य कार्बन आइसोटोप की तुलना में सबसे स्पष्ट रूप से किया जाता हैं, किन्तु सामान्य रूप से आइसोटोप 12C. आइसोटोप प्रचुरता अनुपात न केवल अधिक सरलता से मापा जाता है, अपितु 14C कार्बन डेटर्स चाहते हैं, क्योंकि यह प्रतिरूप में कार्बन का अंश माना जाता है जो की 14C, पूर्ण सघनता नहीं, जो डेटिंग मापन में रूचि रखता है। चित्र में दिखाया गया है कि वातावरण में कार्बन का अंश कैसा है 14C, क्रम में केवल भाग प्रति ट्रिलियन, बम परीक्षणों के बाद पिछले कई दशकों में बदल गया है। क्योंकि पिछले पचास वर्षों में 12C सघनता में लगभग 30% की वृद्धि हुई है, तथ्य यह है कि आइसोटोप अनुपात को मापने वाला "पीएमC", अपने 1955 मूल्य पर (लगभग) वापस आ गया है, इसका प्रमुख तथ्य यह है कि वातावरण में 14C की सघनता पहले की तुलना में लगभग 30% अधिक बनी हुई है। कार्बन-14, कार्बन का रेडियो आइसोटोप , स्वाभाविक रूप से वायुमंडल में ट्रेस मात्रा में विकसित किया जाता है और इस प्रकार से सभी जीवित जीवों में इसका पता लगाया जा सकता है। क्योकि जीवों के सेल (जीव विज्ञान) के अणुओं को बनाने के लिए सभी प्रकार के कार्बन का निरंतर उपयोग किया जाता है। जिससे सघनता का दुगना होना वातावरण में 14C उन सभी जीवों के ऊतकों और कोशिकाओं में परिलक्षित होता जा रहा है जो की परमाणु परीक्षण की अवधि के समय आसपास रहते थे। और जीव विज्ञान और फोरेंसिक के क्षेत्र में इस संपत्ति के कई अनुप्रयोग किये गए हैं।

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पृष्ठभूमि

रेडियोआइसोटोप कार्बन-14 उच्च वायुमंडल में नाइट्रोजन-14 (14N) से निरंतर आने वाली ब्रह्मांडीय किरणों द्वारा बनता है जो न्यूट्रॉन उत्पन्न करते हैं। ये न्यूट्रॉन 14N से टकराकर 14C उत्पन्न करते हैं जो ऑक्Cजन के साथ मिलकर 14CO2 बनाता है। यह रेडियोधर्मी CO2 निचले वायुमंडल और महासागरों में फैलती है जहां इसे पौधों और पौधों को खाने वाले जानवरों द्वारा अवशोषित किया जाता है। रेडियोआइसोटोप 14C इस प्रकार जीवमंडल का भाग बन जाता है जिससे सभी जीवित जीवों में 14C की निश्चित मात्रा उपस्थित रहते है। परमाणु परीक्षण के कारण वायुमंडलीय 14C में तेजी से वृद्धि हुई (आंकड़ा देखें), क्योंकि परमाणु बम के विस्फोट से न्यूट्रॉन भी बनते हैं जो 14N के साथ फिर से टकराते हैं और 14C उत्पन्न करते हैं। 1963 में परमाणु परीक्षण पर प्रतिबंध के बाद से, वायुमंडलीय 14C सापेक्ष सांद्रता धीरे-धीरे सालाना 4% की गति से कम हो रही है। यह निरंतर कमी वैज्ञानिकों को अन्य लोगों के बीच मृत लोगों की उम्र निर्धारित करने की अनुमति देती है और उन्हें ऊतकों में कोशिका गतिविधि का अध्ययन करने की अनुमति देती है। कोशिकाओं की आबादी में 14C की मात्रा को मापकर और इसकी तुलना बम स्पंदन के समय या उसके बाद वायुमंडल में 14C की मात्रा से करके, वैज्ञानिक यह अनुमान लगा सकते हैं कि कोशिकाओं का निर्माण कब हुआ था और तब से वे कितनी बार पलटी हैं।[2]

क्लासिकल रेडियोकार्बन डेटिंग से अंतर

रेडियोकार्बन डेटिंग का उपयोग 1946 से जैविक पदार्थ की आयु 50,000 वर्ष के रूप में निर्धारित करने के लिए किया गया है। जैसे ही जीव मरता है, उसका आदान-प्रदान होता है 14C पर्यावरण के साथ बंद हो जाता है और सम्मिलित हो जाता है और 14C का क्षय होता है। रेडियोआइसोटोप के स्थिर क्षय को देखते हुए (का आधा जीवन 14C लगभग 5,730 वर्ष है), जिसकी सापेक्ष राशि मृत जीव में बचे हुए 14C का उपयोग यह गणना करने के लिए किया जा सकता है कि वह कितने समय पहले मरा था। बॉम्ब पल्स डेटिंग को कार्बन डेटिंग का विशेष रूप माना जाना चाहिए। जैसा कि ऊपर और रेडियोलैब एपिसोड में चर्चा की गई है, एलिमेंट्स (अनुभाग 'कार्बन'),[4] बॉम्ब पल्स डेटिंग में वायुमंडलीय का धीमा अवशोषण 14C बायोस्फीयर द्वारा, क्रोनोमीटर के रूप में माना जा सकता है। वर्ष 1963 के आसपास नाड़ी से प्रारंभ (आंकड़ा देखें), वायुमंडलीय रेडियोकार्बन सापेक्ष बहुतायत में प्रति वर्ष लगभग 4% की कमी आई थी। जिससे बॉम्ब पल्स डेटिंग में इसकी सापेक्ष मात्रा होती है वायुमंडल में 14C की मात्रा कम हो रही है न कि 14C मृत जीवों में, जैसा कि क्लासिकल रेडियोकार्बन डेटिंग में होता है। यह वायुमंडलीय में कमी 14C को कोशिकाओं और ऊतकों में मापा जा सकता है और इसने वैज्ञानिकों को अलग-अलग कोशिकाओं और मृत लोगों की उम्र निर्धारित करने की अनुमति दी है।[5][6][7] ये अनुप्रयोग पल्स-चेस विश्लेषण के साथ किए गए प्रयोगों के समान हैं, जिसमें समय के साथ कोशिकाओं को लेबल किए गए यौगिक (पल्स) और फिर उस यौगिक को बिना लेबल वाले रूप (चेस) में प्रदर्शित करके सेलुलर प्रक्रियाओं की जांच की जाती है। इन प्रयोगों में रेडियोधर्मिता सामान्यतः उपयोग किया जाने वाला लेबल है। पल्स-चेस विश्लेषण और बम-पल्स डेटिंग के बीच महत्वपूर्ण अंतर उत्तरार्द्ध में पीछा की अनुपस्थिति है।

साल 2030 के आसपास बम की पल्स खत्म हो जाएगी। इसके बाद उत्पन्न हुए प्रत्येक जीव में पता लगाने योग्य बम नाड़ी के निशान नहीं होंगे और उनकी कोशिकाओं को इस तरह दिनांकित नहीं किया जा सकता है। रेडियोधर्मी दालों को नैतिक रूप से लोगों को केवल उनकी कोशिकाओं के टर्नओवर का अध्ययन करने के लिए प्रशासित नहीं किया जा सकता है, इसलिए बम पल्स के परिणामों को परमाणु परीक्षण के उपयोगी दुष्प्रभाव के रूप में माना जा सकता है।[4]

अनुप्रयोग

तथ्य यह है कि कोशिकाएं और ऊतक दोहरीकरण को दर्शाते हैं परमाणु परीक्षण के समय और बाद में वातावरण में 14 C, कई जैविक अध्ययनों, फोरेंसिक और यहां तक ​​कि उस वर्ष के निर्धारण के लिए भी बहुत उपयोगी रहा है जिसमें कुछ शराब का उत्पादन किया गया था।[8]

जीव विज्ञान

किर्स्टी स्पाल्डिंग द्वारा किए गए जैविक अध्ययनों से पता चला है कि न्यूरॉन अनिवार्य रूप से स्थिर हैं और जीवन के समय स्नायविक उत्थान नहीं करते हैं।[9] उसने यह भी दिखाया कि बचपन और किशोरावस्था के समय वसा कोशिकाओं की संख्या निर्धारित होती है। जिसकी मात्रा को ध्यान में रखते हुए डीएनए में उपस्थित 14C वह स्थापित कर सकती है कि 10% वसा कोशिकाओं को सालाना नवीनीकृत किया जाता है।[10] रेडियोकार्बन बम पल्स का उपयोग मीठे पानी के ड्रम सहित कई मछली प्रजातियों में ओटोलिथ एनुली (ओटोलिथ वर्गों से प्राप्त आयु) को मान्य करने के लिए किया गया है।[11] झील स्टर्जन,[12] पीला स्टर्जन,[13] बिगमाउथ ,[14] आर्कटिक साल्मोनिडे,[15] प्रिस्टीपोमाइड्स फिलामेंटोसस[16], कई रीफ मछलियाँ,[17] कई अन्य मान्य मीठे पानी और समुद्री प्रजातियों में से बम रेडियोकार्बन आयु सत्यापन के लिए स्पष्टता सामान्यतः +/- 2 वर्ष के अन्दर होती है क्योंकि वृद्धि अवधि (1956-1960) इतनी तीव्र होती है।[11][14][15] बॉम्ब पल्स का उपयोग ग्रीनलैंड शार्क की उम्र का अनुमान लगाने (मान्य नहीं) करने के लिए भी किया गया है, जिसमें सम्मिलित हैं विकास के समय आंखों के लेंस में 14C या उम्र निर्धारित करने और बम पल्स के आसपास उत्पन्न हुई शार्क की लंबाई को मापने के बाद, गणितीय मॉडल बनाना संभव था जिसमें बड़ी शार्क की उम्र निकालने के लिए शार्क की लंबाई और उम्र को सहसंबद्ध किया गया था। अध्ययन से पता चला है कि ग्रीनलैंड शार्क, 392 +/- 120 वर्ष की आयु के साथ, सबसे पुराना ज्ञात कशेरुकी है।[18]

फोरेंसिक

मृत्यु के क्षण में, कार्बन उद्ग्रहण समाप्त हो जाता है। उस ऊतक को ध्यान में रखते हुए जिसमें बम पल्स था 14C प्रति वर्ष 4% की दर से तेजी से कम हो रहा था, इस प्रकार तेजी से टर्नओवर वाले ऊतकों की जांच करके अदालती स्थिति में दो महिलाओं की मृत्यु का समय स्थापित करना संभव हो गया है।[5] अन्य महत्वपूर्ण अनुप्रयोग दक्षिणपूर्व एशियाई सूनामी 2004 के पीड़ितों की उनके दांतों की जांच करके पहचान करना है।[6]

कार्बन ट्रांसपोर्ट मॉडलिंग

वायुमंडलीय में अस्तव्यस्तता 14C बम परीक्षण से वायुमंडलीय परिवहन मॉडल को मान्य करने और वातावरण और महासागरीय या स्थलीय सिंक के बीच कार्बन की गति का अध्ययन करने का अवसर था।[19]

अन्य

वायुमंडलीय बम 14C का उपयोग वृक्ष वलय आयु की पुष्टि करने के लिए और वर्तमान के उन वृक्षों की तिथि तक करने के लिए किया गया है जिनमें कोई वार्षिक वृद्धि वलय नहीं है।[20]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "परमाणु हथियार परीक्षण से रेडियोधर्मी नतीजा". USEPA. Retrieved 2016-08-16.
  2. ↑ 2.0 2.1 Grimm, David (2008-09-12). "मशरूम क्लाउड की सिल्वर लाइनिंग". Science (in English). 321 (5895): 1434–1437. doi:10.1126/science.321.5895.1434. ISSN 0036-8075. PMID 18787143. S2CID 35790984.
  3. ↑ "रेडियोकार्बन". web.science.uu.nl. Retrieved 2016-08-15.
  4. ↑ 4.0 4.1 "Elements – Radiolab". Retrieved 2015-10-24.
  5. ↑ 5.0 5.1 "First 14C results from archaeological and forensic studies at the Vienna environmental research accelerator". Radiocarbon. 40 (1). ISSN 0033-8222.
  6. ↑ 6.0 6.1 Spalding, Kirsty L.; Buchholz, Bruce A.; Bergman, Lars-Eric; Druid, Henrik; Frisén, Jonas (2005-09-15). "Forensics: Age written in teeth by nuclear tests". Nature (in English). 437 (7057): 333–334. Bibcode:2005Natur.437..333S. doi:10.1038/437333a. ISSN 0028-0836. PMID 16163340. S2CID 4407447.
  7. ↑ "14C "Bomb Pulse" Pulse Forensics". Lawrence Livermore National Laboratory. Retrieved 2015-10-24.
  8. ↑ Zoppi, U; Skopec, Z; Skopec, J; Jones, G; Fink, D; Hua, Q; Jacobsen, G; Tuniz, C; Williams, A (2004-08-01). "Forensic applications of 14C bomb-pulse dating". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. Proceedings of the Ninth International Conference on Accelerator Mass Spectrometry. 223–224: 770–775. Bibcode:2004NIMPB.223..770Z. doi:10.1016/j.nimb.2004.04.143. S2CID 95325450.
  9. ↑ Spalding, Kirsty L.; Bhardwaj, Ratan D.; Buchholz, Bruce A.; Druid, Henrik; Frisén, Jonas (2005-07-15). "मनुष्यों में कोशिकाओं की पूर्वव्यापी जन्म डेटिंग". Cell. 122 (1): 133–143. doi:10.1016/j.cell.2005.04.028. ISSN 0092-8674. PMID 16009139. S2CID 16604223.
  10. ↑ Spalding, Kirsty L.; Arner, Erik; Westermark, Pål O.; Bernard, Samuel; Buchholz, Bruce A.; Bergmann, Olaf; Blomqvist, Lennart; Hoffstedt, Johan; Näslund, Erik (2008-06-05). "मनुष्यों में वसा कोशिका के कारोबार की गतिशीलता". Nature (in English). 453 (7196): 783–787. Bibcode:2008Natur.453..783S. doi:10.1038/nature06902. ISSN 0028-0836. PMID 18454136. S2CID 4431237.
  11. ↑ 11.0 11.1 Davis-Foust, Shannon L.; Bruch, Ronald M.; Campana, Steven E.; Olynyk, Robert P.; Janssen, John (2009-03-01). "बम रेडियोकार्बन का उपयोग कर मीठे पानी के ड्रम का आयु सत्यापन". Transactions of the American Fisheries Society. 138 (2): 385–396. doi:10.1577/T08-097.1. ISSN 0002-8487.
  12. ↑ Janssen, John; Hansen, Michael J.; Davis‐Foust, Shannon L.; Campana, Steven E.; Bruch, Ronald M. (2009-03-01). "Lake Sturgeon Age Validation using Bomb Radiocarbon and Known‐Age Fish". Transactions of the American Fisheries Society (in English). 138 (2): 361–372. doi:10.1577/t08-098.1.
  13. ↑ Braaten, P. J.; Campana, S. E.; Fuller, D. B.; Lott, R. D.; Bruch, R. M.; Jordan, G. R. (2015). "Age estimations of wild pallid sturgeon (Scaphirhynchus albus, Forbes & Richardson 1905) based on pectoral fin spines, otoliths and bomb radiocarbon: inferences on recruitment in the dam-fragmented Missouri River". Journal of Applied Ichthyology (in English). 31 (5): 821–829. doi:10.1111/jai.12873. ISSN 1439-0426.
  14. ↑ 14.0 14.1 Lackmann, Alec R.; Andrews, Allen H.; Butler, Malcolm G.; Bielak-Lackmann, Ewelina S.; Clark, Mark E. (2019-05-23). "बिगमाउथ बफ़ेलो इक्टीओबस साइप्रिनेलस ने मीठे पानी के टेलोस्ट रिकॉर्ड को बेहतर आयु विश्लेषण के रूप में सेट किया है, जो शताब्दी दीर्घायु का खुलासा करता है". Communications Biology (in English). 2 (1): 197. doi:10.1038/s42003-019-0452-0. ISSN 2399-3642. PMC 6533251. PMID 31149641.
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  16. ↑ Andrews, Allen H.; DeMartini, Edward E.; Brodziak, Jon; Nichols, Ryan S.; Humphreys, Robert L. (2012-11-01). "A long-lived life history for a tropical, deepwater snapper (Pristipomoides filamentosus): bomb radiocarbon and lead–radium dating as extensions of daily increment analyses in otoliths". Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 69 (11): 1850–1869. doi:10.1139/f2012-109. ISSN 0706-652X.
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  18. ↑ Nielsen, Julius; Hedeholm, Rasmus B.; Heinemeier, Jan; Bushnell, Peter G.; Christiansen, Jørgen S.; Olsen, Jesper; Ramsey, Christopher Bronk; Brill, Richard W.; Simon, Malene (2016-08-12). "आई लेंस रेडियोकार्बन ग्रीनलैंड शार्क (सोमनिओसस माइक्रोसेफालस) में सदियों की लंबी उम्र का खुलासा करता है". Science (in English). 353 (6300): 702–704. Bibcode:2016Sci...353..702N. doi:10.1126/science.aaf1703. hdl:2022/26597. ISSN 0036-8075. PMID 27516602. S2CID 206647043.
  19. ↑ Caldeira, Ken (1998). "समुद्र से रेडियोकार्बन का शुद्ध प्रवाह और वायुमंडलीय रेडियोकार्बन सामग्री में वृद्धि की भविष्यवाणी की". Geophysical Research Letters. 25 (20): 3811-3814. Bibcode:1998GeoRL..25.3811C. doi:10.1029/1998GL900010. S2CID 129623525.
  20. ↑ Rakowski, Andrzej Z.; Barbetti, Mike; Hua, Quan (2013-03-25). "Atmospheric Radiocarbon for the Period 1950–2010". Radiocarbon (in English). 55 (4): 2059–2072. doi:10.2458/azu_js_rc.55.16177.
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