સ્ફુલિંગ-કક્ષ (spark chamber) : નાભિકીય (nuclear) ભૌતિકવિજ્ઞાનના અભ્યાસમાં અગત્યના એવા ‘કણ-પ્રવેગકો’ (particle-accelerators) દ્વારા પ્રવેગિત ઇલેક્ટ્રૉન અને પ્રોટૉન જેવા નાભિકણોનો અન્ય નાભિ (nucleus) કે નાભિકણ પર પ્રહાર કરતાં ઉદભવતા સંઘાત દરમિયાન સર્જાતી પ્રક્રિયાઓ અને આ પ્રક્રિયાઓમાં ઉદભવતા ટૂંકા અર્ધજીવન(half life)ના અસ્થાયી કણોના અભ્યાસ માટેનું એક ઉપકરણ. આ ઉપકરણ ગઈ સદીના સાતમા દાયકા દરમિયાન યુરોપીય સંઘની જિનીવા (Geneva) ખાતે આવેલ CERN પ્રયોગશાળામાં વિકસાવાયું હતું.
રચના : એક પારદર્શક કક્ષ, જેમાં વાતાવરણના દબાણે હિલિયમ-નિયૉન વાયુનું મિશ્રણ ભરેલું હોય તેમાં એકમેકથી થોડા મિલિમીટર જેવા અંતરે રાખેલ ઍલ્યુમિનિયમ જેવી ધાતુની પાતળી તકતીઓ આવેલી હોય છે.
તકતી તરીકે ઍલ્યુમિનિયમનું સ્તર ચડાવેલ પૉલિયુરીથીનની ફિલ્મ પણ વપરાય છે. એકાંતરે આવેલ તકતીઓને ધન અને અન્ય એકાંતરે આવેલ તકતીઓને ઋણ વીજભારિત કરી શકાય છે; પરંતુ સામાન્ય સ્થિતિમાં આ તકતીઓ વીજભારિત નથી હોતી. કક્ષની ઉપર રાખેલ ગાઇગર–મૂલર કાઉન્ટર (Geiger–Muller counter) નામના સાધન દ્વારા, જ્યારે કક્ષની અંદર, નાભિકીય સંઘાતમાં સર્જાયેલ વીજાણુ પ્રવેશતો નોંધાય, ત્યારે જ તત્કાળ આ તકતીઓને યોગ્ય ઊંચો વીજભાર આપી શકાય તેવી વ્યવસ્થા ગોઠવેલી હોય છે. કક્ષમાં પસાર થતો વીજાણુ તેના માર્ગમાં વાયુનું અયનીકરણ (ionization) કરે છે. એટલે તે માર્ગ પર વિદ્યુત-અવરોધ ઓછો થઈ જાય છે. એકાંતરે તકતીઓ વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતી હોવાથી આ માર્ગ પર તકતીઓ વચ્ચે વિદ્યુત-સ્ફુલિંગ (electric spark) સર્જાય છે. કક્ષની બહાર ગોઠવેલ કૅમેરામાં નોંધાય છે. કક્ષને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રાખેલ હોવાથી વીજાણુનો માર્ગ તેના વિદ્યુતભાર અને દળ અનુસારની વક્રતા ધરાવે છે અને કૅમેરા દ્વારા નોંધાયેલ માર્ગ પરથી વીજાણુનાં આ પરિમાણો તેમજ કેટલી ઝડપથી વીજાણુ પોતાની ઊર્જા ગુમાવી રહ્યો છે તે; ઉપરાંત વીજાણુના ક્ષય(radioactive decay)માં ઉદભવતા અન્ય કક્ષોના પ્રકાર જેવી માહિતી મેળવી શકાય છે.
આકૃતિ 1 : કાઉન્ડર દ્વારા વીજાણુના પ્રવેશ બાદ તત્કાલ તકતીઓ વીજભારિત કરાય છે.
સ્ફુલિંગ-કક્ષના એક સંશોધિત પ્રકારમાં પાતળા સમાંતર તારોની બે જાળીઓની વચ્ચે તેમના જેવી જ એક અન્ય જાળી રાખીને આમ ત્રણ જાળીઓની એક સેન્ડવિચ (sandwich) પ્રકારની રચના કરાયેલ હોય છે.
આકૃતિ 2 : વીજાણુ દ્વારા સર્જાતા ઇલેક્ટ્રૉન, મધ્યમમાં રહેલ O વોલ્ટ વીજસ્થિતિમાને રહેલ જાળીના તારો દ્વારા તેમનાં વીજાણુથી, અંતરના પ્રમાણમાં ઝિલાય છે.
આમાં વચ્ચે રખાયેલ જાળીને તેની બંને બાજુ આવેલ જાળીઓના સંદર્ભમાં લગભગ ~ 3500 વોલ્ટ જેવા વીજસ્થિતિમાને રાખવામાં આવેલ હોય છે અને ત્રણ જાળીની આ સેન્ડવિચને એક પાતળા પ્લાસ્ટિકની ફ્રેમવાળા કક્ષમાં રાખવામાં આવે છે, જેમાંથી હિલિયમ-નિયૉન વાયુનું મિશ્રણ પસાર થતું હોય છે. આ રચનામાંથી વીજાણુકણ પસાર થતાં હિલિયમ-નિયૉન વાયુના અયનીકરણને કારણે સર્જાતો વિદ્યુત-સ્ફુલિંગ (electric spark) જે જાળીઓની નજીક સર્જાયો હોય તેનાથી અંતરના પ્રમાણમાં નોંધી શકાય તેવી વ્યવસ્થા હોય છે અને એ રીતે વીજાણુનો માર્ગ ચોકસાઈથી નોંધી શકાય છે. આ પ્રકારના કક્ષને ગુણિતપ્રમાણ ગણક (multiwire proportional counter) પ્રકારનો સ્ફુલિંગ-કક્ષ કહેવાય છે. આ ઉપરાંત સ્ફુલિંગ-કક્ષના અન્ય સંશોધિત પ્રકારો પણ વિકસાવાયેલ છે.
આવા સ્ફુલિંગ કક્ષો મિલિમીટરના વીસમા ભાગ કરતાં પણ વધુ ચોકસાઈથી વીજાણુનો માર્ગ માપી શકે છે. વળી 1952માં ડોનાલ્ડ ગ્લેઝર (Donald Glazer) દ્વારા શોધાયેલ, વીજાણુની નોંધ કરતા અન્ય સાધન બુદબુદકક્ષ (bubble chamber) કરતાં હજારગણા ઝડપી હોવાથી, નાભિકીય સંઘાતો દરમિયાન સર્જાતા અત્યંત અલ્પજીવી કણોને નોંધવામાં મહત્વના છે. (આવી પ્રક્રિયામાં સર્જાતા કેટલાક અસ્થાયી કણો તો સેકંડના અબજમા ભાગ જેવો જીવનકાળ ધરાવતા હોય છે.)
ધાતુની પાતળી તકતીને બદલે જાડી પ્લેટ વાપરીને સ્ફુલિંગ-કક્ષ દ્વારા ન્યૂટ્રૉન જેવા વીજભારરહિત કણ પણ નોંધી શકાય છે. જ્યારે તેજ ગતિ ધરાવતો વીજભારરહિત કણ આવા કક્ષમાંથી પસાર થાય ત્યારે ધાતુની જાડી પ્લેટના નાભિ સાથેની (નાભિકીય) પ્રક્રિયામાં જે વીજાણુઓ સર્જાય છે તે ત્યાર બાદ ઉદભવતા સ્ફુલિંગ દ્વારા નોંધી શકાય છે. આ જ પ્રમાણે ગૅમા કિરણો નોંધવા માટે સ્ફુલિંગ-કક્ષમાં સીસાની પ્લેટો વપરાય છે, જે સીસાની નાભિ સાથે(નાભિકીય)ની પ્રક્રિયા દ્વારા ઇલેક્ટ્રૉન અને પોઝીટ્રૉનના યુગ્મનું સર્જન કરે છે.
જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ