একই মৌল, কিন্তু ভিন্ন ভর
একটা মৌলের পরিচয় তার প্রোটন সংখ্যায় — সেটা বদলালে মৌলই বদলে যায়। কিন্তু নিউট্রন একটু নমনীয়: একই মৌলের এমন পরমাণু, যাদের নিউট্রন সংখ্যা আলাদা, তাদের বলে আইসোটোপ (সমস্থানিক)। হাইড্রোজেনের তিনটে: প্রোটিয়াম (¹H, নিউট্রন নেই — শুধু একটা প্রোটন), ডিউটেরিয়াম (²H, একটা নিউট্রন) আর ট্রিটিয়াম (³H, দুটো নিউট্রন, সামান্য তেজস্ক্রিয়)। তিনটাই হাইড্রোজেন: এক প্রোটন, এক ইলেকট্রন, রসায়ন হুবহু এক।
সংকেত লেখার নিয়ম: প্রতীকের বাঁ দিকে উপরে ভর সংখ্যা (প্রোটন + নিউট্রন), নিচে পারমাণবিক সংখ্যা। কার্বন-১২ আর কার্বন-১৪-এর পার্থক্য শুধু ওপরের সংখ্যাটায় — ১২ বনাম ১৪ — এজন্যই পর্যায় সারণিতে কার্বনের ভর লেখা থাকে ১২.০১১: সেটা প্রকৃতিতে মেশানো সব আইসোটোপের ওজন-গড়, কোনো একটা পরমাণুর ভর নয়।
কিছু পারমাণবিক ভর বন্ধনীতে কেন
সারণির নিচের সারিগুলোতে তাকালে ভরগুলো বন্ধনীতে ঢুকে যায় — যেমন টেকনেশিয়ামের [98]। এটা আইসোটোপ-সংক্রান্ত সততা: এই মৌলগুলোর কোনো স্থিতিশীল আইসোটোপই নেই, তাই "প্রাকৃতিক গড়" অসম্ভব। বন্ধনীর সংখ্যাটা সবচেয়ে স্থিতিশীল (বা দীর্ঘস্থায়ী) আইসোটোপের ভর — ভদ্রতার খাতির, প্রকৃতির কোনো মিশ্রণের মাপ নয়।
আইসোটোপের হল অব ফেম
কার্বন-১৪ ডেটিং: মহাজাগতিক রশ্মি জীবন্ত প্রাণীদের ভেতরে ¹⁴C-এর জোগান রাখে; মৃত্যুতে ঘড়িটা চালু হয়, আর অবশিষ্ট ভগ্নাংশ থেকেই মমি থেকে কাঠকয়লা — সবকিছুর বয়স। ইউরেনিয়াম-২৩৫ বনাম ইউরেনিয়াম-২৩৮: রাসায়নিকভাবে যমজ, পদার্থবিজ্ঞানে আকাশ-পাতাল — শুধু দুর্লভ ²³⁵U চেইন বিক্রিয়া টিকিয়ে রাখতে পারে, এজন্যই সমৃদ্ধকরণ (এনরিচমেন্ট) ব্যাপারটা আছে। কোবাল্ট-৬০ ক্যানসার চিকিৎসায় নিয়ম-শৃঙ্খলা গামা রশ্মি দেয়; আয়োডিন-১৩১ রোগ নির্ণয় ও চিকিৎসা দুটোতেই সোজা থাইরয়েডে ঢোকে; ডিউটেরিয়াম কিছু পারমাণবিক চুল্লির গতি নিয়ন্ত্রণ করে, আবার গাছের ভেতর পানির পথ দেখায়।
সাভারে বাংলাদেশের একমাত্র গবেষণা চুল্লি (TRIGA Mark-II) চলে নিম্ন-সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম জ্বালানিতে, আর দেশের চিকিৎসা-আইসোটোপগুলো — রেডিওথেরাপি ওয়ার্ডের কোবাল্ট সোর্স, থাইরয়েড ক্লিনিকের আয়োডিন ডোজ — আসে আমদানি করা, ওপরের পদার্থবিজ্ঞানই মেনে মাপা। আইসোটোপ কোনো বাহারি পাদটীকা নয়; এরা চলমান অবকাঠামো।
আইসোবার হলো ফাঁদ-প্রশ্নটি
পরীক্ষায় আইসোটোপের সঙ্গে তার আয়না-ধারণাটাও জোড়া দিয়ে আসে: আইসোবার (সমভারিক) — ভিন্ন মৌলের এমন পরমাণু, যাদের ভর সংখ্যা সমান কিন্তু পারমাণবিক সংখ্যা আলাদা। ক্লাসিক জুড়ি ক্যালসিয়াম-৪০ আর আর্গন-৪০: ওপরের সংখ্যা এক, মৌল আলাদা। আইসোটোপ ভাগ করে Z, আলাদা হয় A-তে; আইসোবার ভাগ করে A, আলাদা হয় Z-তে। দুটো শব্দ, অর্থের এক অক্ষরের ফারাক — আর গুলিয়ে ফেলা ছাত্রছাত্রীদের হারানো প্রচুর নম্বর।
তুমি জিজ্ঞেস করেছিলে
০বিক্রিয়ায় আইসোটোপ কি আলাদা আচরণ করে?
রাসায়নিকভাবে প্রায় হুবহু একই — একই প্রোটন, একই ইলেকট্রন, একই বন্ধন। পার্থক্য ভরের ভিত্তিতে: ভারী আইসোটোপ একটু ধীরে বিক্রিয়া করে (কাইনেটিক আইসোটোপ প্রভাব), হালকা গুলো সামান্য দ্রুত বাষ্প হয় — এজন্যই ভারী পানি আলাদা করতে হয় ভৌতভাবে, রাসায়নিকভাবে নয়। কিন্তু পারমাণবিক আচরণ সম্পূর্ণ আলাদা হতে পারে — ইউ-২৩৫ সমৃদ্ধকরণের পুরো ভিত্তিই তা।