समस्थानिके

▶युरेनियम, थोरियम, रेडियम या किरणोत्सारी मूलद्रव्यांचा टप्प्याटप्प्याने ऱ्हास होत जातो, याची कल्पना विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीलाच संशोधकांना आली.

▶ मूलद्रव्याचा ऱ्हास होताना नवी ‘किरणोत्सारी मूलद्रव्ये’ निर्माण होऊन या ऱ्हासाचा शेवट शिसे या मूलद्रव्यात होत होता. या ऱ्हासात वेगवेगळा किरणोत्सार दर्शवणारी ४० वेगवेगळी मूलद्रव्ये निर्माण होत होती.

▶आता ८२ अणुक्रमांक असणारे शिसे व ९२ अणुक्रमांक असणारे युरेनियम, यांदरम्यान या ४० ‘किरणोत्सारी मूलद्रव्यां’ना सामावून घेण्यास जागाच नव्हती.

▶ यातील काही मूलद्रव्यांचे गुणधर्म इतके सारखे होते, की रासायनिक पद्धतींद्वारे त्यांना एकमेकांपासून वेगळे करणे अशक्यच होते. तसेच रासायनिक साधर्म्य असणाऱ्या आयोनियम आणि थोरियम या मूलद्रव्यांचे वर्णपटही अगदी सारखे असल्याचेही आढळले होते.

▶१९१३ साली याचे स्पष्टीकरण देताना, या मूलद्रव्यांवर संशोधन करणारा इंग्रज संशोधक फ्रेडरिक सॉडी याने- यातील सारखेच रासायनिक गुणधर्म असणारे अणू हे वेगवेगळ्या मूलद्रव्यांचे अणू नसून ते एकाच मूलद्रव्याचे, परंतु वेगवेगळा अणुभार असणारे अणू असल्याचे सुचवले. अशा अणूंना त्याने ‘समस्थानिक’ (आयसोटोप) ही संज्ञा सुचवली.

▶याच काळात इंग्रज संशोधक जे. जे. थॉमसन याचे धनविद्युतभारित कणांवर संशोधन चालू होते. थॉमसन या संशोधनात- निऑनचे धनविद्युतभारित आयन विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रातून कसा प्रवास करतात, ते अभ्यासत होता. प्रवासानंतर हे अणू कुठे आदळतात, हे पाहण्यासाठी थॉमसनने फोटोग्राफिक फिल्मचा वापर केला.

▶ विद्युत किंवा चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली निऑनच्या आयनांचा मार्ग काही अंशात वळणे अपेक्षित होतेच. तसे ते झालेही! परंतु निऑनचा झोत दोन मार्गामध्ये विभागला गेल्याचे त्याला आढळले.

▶या निरीक्षणांवरून थॉमसनने निऑन वायुमधील ९० टक्के अणूंचा अणुभार २० असावा, तर उर्वरित दहा टक्के अणूंचा अणुभार २२ असावा, असे गणित मांडले. हे दोन्ही अणू निऑन या मूलद्रव्याचे समस्थानिक होते.

▶थॉमसनच्या या संशोधनामुळे सॉडी याचे निष्कर्ष खरे ठरले. यानंतर सहा वर्षांतच, थॉमसनचाच विद्यार्थी असणाऱ्या फ्रान्सिस अ‍ॅस्टन याने समस्थानिकांचे प्रमाण मोजण्यासाठी ‘मास स्पेक्ट्रोग्राफ’ हे साधन तयार केले.

▶समस्थानिकांच्या शोधात महत्त्वाचे योगदान असणाऱ्या फ्रेडरिक सॉडी याचा १९२१ सालचे, तर मास स्पेक्ट्रोग्राफच्या निर्मितीबद्दल फ्रान्सिस अ‍ॅस्टन याचा १९२२ सालचे नोबेल पारितोषिक देऊन गौरव करण्यात आला.