गहिरो-अन्तरिक्ष अभियानहरूको लागि ब्रह्माण्डीय किरणहरू विरुद्ध ढालको रूपमा चेर्नोबिल फंगी 

१९८६ मा, युक्रेन (तत्कालीन सोभियत संघ) मा रहेको चेर्नोबिल आणविक ऊर्जा केन्द्रको चौथो एकाइमा ठूलो आगलागी र बाफ विस्फोट भएको थियो। यो अभूतपूर्व दुर्घटनाले १०० भन्दा बढी रेडियोधर्मी तत्वहरू (मुख्यतया आयोडिन-१३१, सिजियम-१३७, र स्ट्रन्टियम-९०) मिलेर बनेको रेडियोधर्मी रिएक्टर कोरको ५% भन्दा बढी वातावरणमा छोड्यो। वरपरका जीवन स्वरूपहरू बाँच्नको लागि विकिरण स्तर अत्यन्त उच्च थियो। दुर्घटना स्थल वरपरका १० वर्ग किलोमिटर क्षेत्रमा रहेका पाइन रूखहरू विकिरणको घातक मात्राको सम्पर्कमा आएका कारण केही हप्ता भित्रै मरेका थिए। यद्यपि, केही ढुसी र कालो ढुसी खतरनाक रूपमा उच्च विकिरण स्तरबाट मात्र बाँचेनन् तर दुर्घटना स्थलमा फस्टाएको पाइयो। पछिल्ला अध्ययनहरूले साइटबाट २०० प्रजातिका फङ्गाका लगभग २००० प्रजातिहरू अलग गरे। यो पत्ता लाग्यो कि फंगल हाइफे आयनाइजिंग बीटा र गामा विकिरणको स्रोततिर बढेको थियो जसरी हरियो बिरुवाहरू सूर्यको प्रकाशतिर बढ्छन्। अझ रोचक कुरा के छ भने, आयनाइजिंग विकिरणको सम्पर्कले मेलानाइज्ड फंगल कोषहरूलाई उच्च ऊर्जा विकिरणको उपस्थितिमा मेलानिन पिग्मेन्टद्वारा ऊर्जा कब्जा गर्ने संकेत गर्ने वृद्धिलाई सक्षम बनाएको देखिन्छ (प्रकाश संश्लेषणमा सूर्यको प्रकाशमा क्लोरोफिलले ऊर्जा कब्जा गर्ने जस्तै)। २०२२ मा, अन्तर्राष्ट्रिय अन्तरिक्ष स्टेशन (ISS) मा गरिएको एक प्रयोगले यी फङ्गाहरूले अन्तरिक्षमा पनि रेडियो-प्रतिरोध र रेडियो-संश्लेषणको क्षमताहरू प्रदर्शन गरेको देखाएको छ। यसले सुझाव दिन्छ कि चेरनोबिल दुर्घटना स्थल जस्ता चरम विकिरण अवस्थाहरूमा बाँच्ने र फस्टाउने मेलानाइज्ड फङ्गालाई ब्रह्माण्डीय किरणहरूबाट गहिरो-अन्तरिक्ष मानव बस्तीलाई जोगाउन र चन्द्रमा र मंगल ग्रहमा भविष्यका मानव बस्तीहरूतर्फ आर्टेमिस जस्ता गहिरो-अन्तरिक्ष अभियानहरूको ऊर्जा-स्वायत्तता बढाउन (ब्रह्माण्डीय किरणहरूबाट) ऊर्जा कब्जा गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।  

विश्वभरका आणविक रिएक्टरहरूले प्रायः विखंडन सामग्रीको रूपमा लगभग ३-५% युरेनियम-२३५ भएको समृद्ध युरेनियम प्रयोग गर्छन् (केही उन्नत ब्रीडर रिएक्टरहरूले प्लुटोनियम-२३९ वा थोरियम-२३३ पनि प्रयोग गर्न सक्छन्)। रिएक्टरहरूमा युरेनियम-२३५ को नियन्त्रित विखंडनको प्राथमिक उत्पादनहरू क्रिप्टन र बेरियमको हल्का केन्द्रक, मुक्त न्यूट्रोन र ठूलो मात्रामा ऊर्जा हुन्। अस्थिर हल्का विखंडन टुक्राहरू (क्रिप्टन र बेरियम न्यूक्ली) को थप रेडियोधर्मी क्षयले बीटा कणहरू, गामा किरणहरू र अन्य स्थिर उप-उत्पादनहरू छोड्छ।  

चेर्नोबिल दुर्घटना (१९८६) 

१९८६ मा, युक्रेन (तत्कालीन सोभियत संघ) मा रहेको चेर्नोबिल आणविक ऊर्जा केन्द्रको चौथो युनिटमा भएको आगो र बाफ विस्फोटको परिणामस्वरूप वातावरणमा ५% भन्दा बढी रेडियोधर्मी रिएक्टर कोर निस्कियो। उक्त अभूतपूर्व दुर्घटनाले वातावरणमा १०० भन्दा बढी रेडियोधर्मी तत्वहरू निस्कियो, जसमध्ये मुख्य आयोडिन-१३१, सिजियम-१३७ र स्ट्रोनटियम-९० थिए। पछिल्ला दुई (जस्तै सिजियम-१३७ र स्ट्रोनटियम-९०) अझै पनि स्थानीय वातावरणमा उल्लेखनीय मात्रामा उपस्थित छन् किनभने तिनीहरूको आधा-आयु लगभग ३० वर्ष लामो छ। यी दुई आइसोटोपहरू मुख्यतया बहिष्करण क्षेत्रलाई पृथ्वीमा सबैभन्दा रेडियोधर्मी रूपमा दूषित क्षेत्र बनाउन जिम्मेवार छन्।  

साइट नजिकैको बहिष्करण क्षेत्रका केही स्थानहरूमा विकिरणको स्तर अत्यन्त उच्च छ। नष्ट गरिएको रिएक्टर भवनमा प्रति घण्टा २०,००० भन्दा बढी रोन्टजेन विकिरण स्तर छ (तुलनाको लागि, पाँच घण्टामा लगभग ५०० रोन्टजेन विकिरणको घातक खुराक हो, जुन नष्ट गरिएको रिएक्टर साइट नजिकको विकिरणको १% भन्दा कम हो)।   

बहिष्करण क्षेत्र (रातो वन भनिन्छ) भित्र चेर्नोबिल प्लान्ट वरपरको १० वर्ग किलोमिटर क्षेत्रमा विकिरणको स्तर यति उच्च थियो कि लगभग ६०-१०० ग्रे (Gy) विकिरणको सम्पर्कमा आएको केही हप्ता भित्र हजारौं सल्लाका रूखहरू मरे। यो विकिरणको मात्रा क्षेत्रका सल्लाका रूखहरूका लागि घातक थियो जुन खिया लागेर रातो भए र मरे। आज पनि, रेड वनका केही स्थानहरूमा गामा किरणहरूको चरम सीमा लगभग १७ मिलिरेम/घण्टा (लगभग १७० µSv/घण्टा) हुन्छ। गामा किरणहरू धेरै उच्च ऊर्जा विकिरण हुन्। तिनीहरू गहिरो रूपमा प्रवेश गर्छन् र परमाणु र अणुहरूबाट इलेक्ट्रोनहरू तोड्छन् र आयनहरू र मुक्त रेडिकलहरू बनाउँछन् जसले डीएनए र इन्जाइमहरू जस्ता महत्त्वपूर्ण जैविक अणुहरू सहित कोषहरू र तन्तुहरूलाई अपूरणीय क्षति पुर्‍याउँछन्। गामा किरणहरूको धेरै उच्च मात्राको सम्पर्कमा आउँदा चेर्नोबिल दुर्घटना स्थल वरपरका सल्लाका रूखहरूमा जस्तै जीवित जीवहरूको मृत्यु हुन्छ। तर सधैं होइन!  

उच्च विकिरण भएको चेर्नोबिल दुर्घटना स्थलमा केही फङ्गाहरू बाँचेका मात्र होइनन् तर फस्टाएका पनि छन्।  

दुर्घटना स्थल वरपरका १० वर्ग किलोमिटर क्षेत्रफलका सल्लाका रूखहरू अत्यधिक उच्च विकिरण स्तरको सम्पर्कमा आएका कारण केही हप्ता भित्रै मरेका थिए, तर केही कालो ढुसी, विशेष गरी क्लाडोस्पोरियम स्फेरोस्पर्मम र अल्टरनेरिया अल्टरनेटा दुर्घटनाको केही वर्ष पछि क्षतिग्रस्त चौथो युनिटको वरपर विकिरणको स्तर अझै घातक भएतापनि बढ्दै गएको देखियो। यो आश्चर्यजनक थियो। २००४ सम्म, विभिन्न अध्ययनहरूले दुर्घटना स्थलबाट २०० प्रजातिका फङ्गाका लगभग २००० प्रजातिहरू अलग गरे।  

रोचक कुरा के छ भने, यो पत्ता लाग्यो कि फंगल हाइफे आयनाइजिंग विकिरणको स्रोततिर बढेको छ (जसरी बिरुवाहरू सूर्यको प्रकाशतिर बढ्छन् जसले फोटोट्रोपिज्म देखाउँछ)। आयनाइजिंग विकिरणको फंगल प्रतिक्रियाको मापनमा, अनुसन्धानकर्ताहरूले देखाए कि बीटा र गामा विकिरण दुवैले स्रोततिर हाइफेको दिशात्मक वृद्धिलाई बढावा दिन्छन्।  

मेलानाइज्ड माइक्रोबियल प्रजातिहरू प्रकृतिमा बढी सामान्य हुने भएकाले, विखंडन टुक्राहरू (रेडियोन्यूक्लाइड्स) ले दूषित माटोमा केही फङ्गाहरूको बाँच्न र फस्टाउनको यो उल्लेखनीय क्षमतामा मेलानिन पिग्मेन्टको भूमिका हुन्छ भन्ने सोचिएको थियो। २००७ मा प्रकाशित एक प्रयोगले यो वास्तवमा मामला थियो भनेर पत्ता लगायो। आयनाइज्ड विकिरणमा मेलानिनको एक्सपोजर मुख्य कुरा हो। आयनाइज्ड विकिरणले मेलानिन पिग्मेन्टको इलेक्ट्रोनिक गुणहरू परिवर्तन गर्‍यो जसले मेलानाइज्ड फंगल कोषहरूलाई आयनाइज्ड विकिरणको एक्सपोजर पछि बढ्दो वृद्धि सक्षम बनायो। यसले संकेत गर्‍यो कि मेलानिनले ऊर्जा क्याप्चर (रेडियोसंश्लेषण) मा भूमिका खेल्छ, प्रकाश संश्लेषणमा क्लोरोफिलले जस्तै। यसको अर्थ रेडियोन्यूक्लाइड्स प्रदूषण सफा गर्न यी फङ्गाहरू प्रयोग गर्ने सम्भावना पनि थियो।   

गहिरो अन्तरिक्षमा मानव मिसन र बसोबासहरू  

लामो समयसम्म, सबै ग्रहीय सभ्यताहरूले अन्तरिक्षबाट हुने प्रभावबाट अस्तित्वगत खतराहरू सामना गर्छन् त्यसैले मानवलाई बहु-ग्रह प्रजाति बन्न अनिवार्य छ। पृथ्वीभन्दा बाहिर मानव बस्तीहरू स्थापना गर्न गहिरो अन्तरिक्ष मानव अभियानहरूको परिकल्पना गरिएको छ। आर्टेमिस मून मिसन यस दिशामा सुरुवात हो जसले मंगल ग्रहमा मानव मिसन र बस्तीहरूको तयारीमा चन्द्रमामा र वरपर दीर्घकालीन मानव उपस्थिति सिर्जना गर्ने लक्ष्य राख्छ।   

गहिरो अन्तरिक्ष मानव अभियानहरूको अगाडि सबैभन्दा ठूलो चुनौती भनेको अन्तरिक्षमा जताततै फैलिने शक्तिशाली ब्रह्माण्डीय किरणहरूको निरन्तर प्रवाह हो। पृथ्वीको चुम्बकीय क्षेत्रले हामीलाई पृथ्वीमा ब्रह्माण्डीय किरणहरूबाट जोगाउँछ, तर यो अन्तरिक्षमा मानव अभियानहरूको लागि सबैभन्दा ठूलो स्वास्थ्य जोखिम हो। त्यसकारण, गहिरो अन्तरिक्ष अभियानहरूलाई ब्रह्माण्डीय किरणहरूबाट सुरक्षात्मक ढाल चाहिन्छ। अर्कोतर्फ, ब्रह्माण्डीय विकिरण पनि ऊर्जाको असीमित स्रोत हुन सक्छ र यदि तिनीहरूलाई प्रयोग गर्न उपयुक्त प्रविधि भएको भए लामो गहिरो अन्तरिक्ष अभियानहरूको ऊर्जा-स्वायत्तता बढाउन सक्छ। 

उच्च-विकिरणयुक्त चेर्नोबिल साइटमा फस्टाउने फंगीले गहिरो-अन्तरिक्ष मानव मिसन र बस्तीहरूमा ब्रह्माण्डीय विकिरणबाट उत्पन्न चुनौतीहरूको समाधान प्रस्ताव गर्न सक्छ।  

माथि छलफल गरिएझैं, क्षतिग्रस्त चेर्नोबिल आणविक ऊर्जा प्लान्टको उच्च-विकिरण प्रदूषण स्थल र पृथ्वीमा अन्य उच्च-विकिरण वातावरणमा केही मेलानाइज्ड फङ्गाहरू बढ्न पाइन्छ। स्पष्ट रूपमा, यी फङ्गाहरूमा रहेका मेलानिन पिग्मेन्टहरूले रासायनिक ऊर्जा उत्पन्न गर्न उच्च-ऊर्जा विकिरणको प्रयोग गर्छन् (जसरी हरियो बोटबिरुवाहरूमा क्लोरोफिलले प्रकाश संश्लेषणमा सूर्यको किरणहरू प्रयोग गर्दछ)। यसरी, चेर्नोबिल फङ्गाहरूमा उच्च-ऊर्जा ब्रह्माण्डीय किरणहरू (रेडियो-प्रतिरोध) विरुद्ध सुरक्षात्मक ढालको रूपमा साथै गहिरो-अन्तरिक्ष मिसनहरूमा ऊर्जा उत्पादक (रेडियोसंश्लेषण) दुवैको रूपमा काम गर्ने क्षमता हुन सक्छ यदि तिनीहरूको क्षमता अन्तरिक्षमा ब्रह्माण्डीय किरणहरूमा विस्तार हुन्छ भने। अनुसन्धानकर्ताहरूले यसलाई अन्तरिक्षमा परीक्षण गरे।  

ढुसी क्लाडोस्पोरियम स्फेरोस्पर्मम मंगल ग्रहको सतहमा बसोबासको नक्कल गर्ने अवस्थामा २६ दिनसम्म यसको वृद्धि र आयनाइजिंग ब्रह्माण्डीय किरणहरू अवशोषित गर्ने र ओसिलो बनाउने क्षमताको अध्ययन गर्न अन्तर्राष्ट्रिय अन्तरिक्ष स्टेशन (ISS) मा खेती गरिएको थियो। नतिजाले फंगल बायोमासको कारणले ब्रह्माण्डीय विकिरण क्षीणन र अन्तरिक्षमा वृद्धिको फाइदा देखाएको छ जसले चेर्नोबिल दुर्घटना स्थलमा केही फङ्गाहरूले प्रदर्शन गरेको क्षमताहरू अन्तरिक्षमा ब्रह्माण्डीय किरणहरूमा विस्तार गर्न सकिन्छ भन्ने सुझाव दिन्छ।  

यो भन्न धेरै हतार छ तर भविष्यमा यी फङ्गाहरूलाई मंगल ग्रह र मंगल ग्रहमा ढुवानी गर्न सम्भव हुन सक्छ जहाँ उपयुक्त पूर्वाधारको सहयोगमा यी फङ्गाहरू रासायनिक ऊर्जा उत्पादकको रूपमा कार्यात्मक हुनेछन्।  

*** 

सन्दर्भ:  

1. झ्दानोभा एनएन, एट अल २००४. आयोनाइजिंग विकिरणले माटोको फङ्गालाई आकर्षित गर्छ। माइकोल रिज. १०८: १०८९–१०९६. DOI: https://doi.org/10.1017/S0953756204000966 

2. दादाचोभा ई., एट अल २००७. आयोनाइजिंग विकिरणले मेलानिनको इलेक्ट्रोनिक गुणहरू परिवर्तन गर्दछ र मेलानाइज्ड फंगीको वृद्धि बढाउँछ। PLOS One। DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0000457 

3. डाइटन जे., टुगे टी., र झ्दानोभा एन., २००८। रेडियोन्यूक्लाइडबाट फङ्गी र आयनाइजिंग विकिरण। FEMS माइक्रोबायोलोजी पत्रहरू, खण्ड २८१, अंक २, अप्रिल २००८, पृष्ठ १०९–१२०। DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2008.01076.x 

4. एकाटेरिना डी. र कासाडेभल ए., २००८। आयोनाइजिंग विकिरण: मेलानिनको मद्दतले फङ्गाले कसरी सामना गर्छ, अनुकूलन गर्छ र शोषण गर्छ। माइक्रोबायोलोजीमा वर्तमान विचार। खण्ड ११, अंक ६, डिसेम्बर २००८, पृष्ठ ५२५-५३१। DOI: https://doi.org/10.1016/j.mib.2008.09.013 

5. एभेरेस्च एनजेएच एट अल २०२२. डेम्याटियस फंगसको खेती क्लाडोस्पोरियम स्फेरोस्पर्मम अन्तर्राष्ट्रिय अन्तरिक्ष स्टेशनमा सवार र आयोनाइजिंग विकिरणको प्रभाव। अगाडि। माइक्रोबायोल।, ०५ जुलाई २०२२। सेकेन्ड। एक्स्ट्रिम माइक्रोबायोलोजी खण्ड १३ २०२२। DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.877625 

6. सिहभर एल., २०२२। ऊर्जा उत्पादकको रूपमा चेर्नोबिल फंगी। मा उपलब्ध छ https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022cosp…44.2639S/abstract 

7. टिबोला एमएच, र फिशर जे., २०२५। रेडियोट्रोफिक फङ्गी र विकिरणबाट प्रभावित क्षेत्रहरूको जैविक उपचार एजेन्ट र सुरक्षात्मक एजेन्टको रूपमा तिनीहरूको प्रयोग। अनुसन्धान, समाज र विकास। DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v14i1.47965 

*** 

सम्बन्धित लेखहरू 

• जीवनको इतिहासमा सामूहिक विलुप्तता: नासाको आर्टेमिस चन्द्रमा र ग्रह रक्षा डार्ट मिशनहरूको महत्त्व (23 अगस्त 2022)  

• आर्टेमिस मुन मिशन: गहिरो अन्तरिक्ष मानव बसोबास तर्फ (11 अगस्त 2022) 

• .... फिक्का निलो डट, हामीले कहिल्यै चिनेको एक मात्र घर (13 जनवरी 2022) 

***