அணுக்கருப் பிளவு

(அணுக்கரு பிளவு இலிருந்து வழிமாற்றப்பட்டது)

அணுக்கரு பிளவு (Nuclear fission) அணுக்கரு வினையாலோ அல்லது கதிரியக்கச் சிதைவாலோ ஏற்படலாம். இதில் அணு ஒன்றின் அணுக்கரு, இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அணுவெடை குறைந்த தனிம அணுக்கருக்களாக பிளவுறும். மேலும், இவ்வணுக்கருப் பிளவின்போது, கூடுதலாக விடுதலையாக இயங்கும் நொதுமிகளும் காம்மா வடிவத்தில் ஒளியன்களும் வெளிப்படுகின்றன.

அணுக்கரு பிளவு: குறைந்த வேகத்தில் செல்லும் நொதுமி (Nutrons)ஒன்று யுரேனியம்-235 அணுக்கருவைத் தாக்கும் போது, இரண்டு வேகம் கூடிய இலேசான தனிம அணுக்கருக்களாகப் பிளவடைந்து, விடுபட்டியங்கும் கூடுதலான நொதுமிகளையும் வெளியிடுகிறது. இந்நிகழ்வில் வெளியிடப்படும் ஆற்றல், பிளவுப்பொருள்களின் இயங்காற்றலாலும் நொதுமிகளின் இயங்காற்றலாலும் ஆயதாகும்.
அணுக்கருவியல்
CNO Cycle.svg
கதிரியக்கம்
அணுக்கரு பிளவு
அணுக்கரு பிணைவு
பிளவு
Spontaneous fission · Spallation · Cosmic ray spallation · Photodisintegration

அடர் தனிமங்களின் அணுக்கருப் பிளவின் போது, மிகப் பெரிய அளவில் ஆற்றல், மின்காந்த அலைகள் ஆகவும் பிளவுப்பொருள்கள், நொதுமிகளின் இயக்க ஆற்றலாகவும் வெளிப்படுகின்றன. இயல்பான கதிரியக்கச் சிதைவினை ஒப்பிட்டாலும் இந்த ஆற்றலின் அளவு மிகப் பாரியதாகும்.

1939 ஆம் ஆண்டில் திசம்பர் 17 இல் ஜெர்மனி நாட்டைச் சேர்ந்த ஆட்டோ ஹான் மற்றும் ஸ்ட்ராஸ்மன் ஆகியோர் அணுக்கரு வினைகளை ஆராயும் பொழுது யுரேனியம் அணுக்கரு நொதுமிகளால் தாக்கப்படும்போது அது பேரியம், கிரிப்டான் ஆகிய அணுவெடை குறைந்த அணுக்கருக்களாகப் பிளவுறுவதையும் 200 மெகா எலெக்ட்ரான் வோல்ட் அளவு ஆற்றல் வெளிவிடப்பட்டதையும் அவர்கள் கண்டறிந்தனர். இது பின்னர் இலைசு மெய்த்னராலும் ஆட்டோ இராபர்ட் பிரிச்சாலும் 1939 இல் கோட்பாட்டுவழி விளக்கப்பட்டது. பிரிச்சு இந்நிகழ்வை உயிரியல் நிகழ்வாகிய உயிர்க்கலப் பிளவு அல்லது பிரிகையோடு ஒப்பிட்டார். இந்த அணுக்கரு வினை வெப்பம் உமிழ்வினையாகும்அணுக்கருப் பிளவில் ஆற்றல் உருவாக, பிளவுறும் தனிமத்தைவிட பிளவில் வெளிப்படும் பிளவுத்தனிமங்களின் மொத்தப் பிணைவாற்றல் குறைவாக, அதாவது உயர் ஆற்றலோடு, அமையவேண்டும்.

அணுக்கரு பிளவு ஒரு தனிம மாற்ற நிகழ்வாகும். ஏனெனில், பிளவில் வெளியிடப்படும் தனிமங்கள், பிளவுறும் தனிமத்தை ஒப்பிடும்போது, வேறுபட்ட வேதித் தனிமங்களாக அமைகின்றன. பிக்லவில் உண்டாகும் இருதனிமங்கள் பெரும்பாலும் ஒத்தவையாக இருந்தாலும் அவற்றின் உருவளவு சற்றே வேறுபடுகிறது. அவற்றின் பொருண்மை விகிதம், வழக்கில் உள்ள பிளவியன்ற ஓரகத்தனிமங்களுக்கு, மூன்றில் இருந்து இரண்டு வரை வேறுபடுகிறது.[1][2] பெரும்பாலான பிளவுகள் இரும வகையின. அதாவ்து இரண்டு மின்னூட்டபகவுகளைத் தருகின்றன. சிலவேளைகளில், 1000 நிகழ்வுகளில் இரண்டில் இருந்து நான்கு வரையிலான நேர்வுகளில் மூன்று நேர்மின்னூட்டப் பகவுகள் ஏற்படுவதுண்டு. அதாவ்து மிம்மைப் பிளவு நேர்வதுண்டு. இதி உருவாகும் பகவுப் பொருள்கள் முன்மியில் இருந்து ஆர்கான் அணுக்கரு வரை அமையலாம்.

நொதுமித் தூண்டலால் அணுக்கருப் பிளவு வழி ஆற்றல் பெறுவதோடு மட்டுமன்றி, இயற்கையில் உயர்-பொருண்மை- எண் ஓரகத் தனிமங்களில் கதிரியக்கச் சிதைவால் தன்தூண்டல் வழி அணுக்கருப் பிளவு நேர்வதும் உண்டு. இதைப் பிளியோரோவ், பெத்ருசாக், குர்ச்சதோவ் ஆகியோர் 1940 அளவில் கண்டுபிடித்தனர்.[3] iமாஸ்கோவில் இவர்கள் நீல்சு போரின் முன்கணிப்பின்படி, நொதுமியால் தகர்க்கப்படாமல் நிகழும் யுரேனியத்தின் பிளவு வீதம் புறக்கணிக்கத்தக்கது என்பதை நிறுவ, இவர்கள் முயன்றபோது அக்கூற்று உண்மையல்ல என்பது விளங்கலானது.[3]

அணுக்கருப் பிளவு, தான் வெளியிடும் விளைபொருள்களின் முன்கணிக்க இயலாத தன்மையால், முன்மி உமிழ்வு, ஆல்பாச் சிதைவு, கொத்துச் சிதைவு போன்ற ஒவ்வொரு முறையும் ஒத்த விளைபொருளையே தரும் தூயக் குவையத் துளைப்பு நிகழ்வுகளில் இருந்து வேறுபட்டதாகும். அணுக்கருப் பிளவு, அணுமின் நிலையம் வழி மின்னாக்கத்துக்கும் அணுகுண்டு வெடிப்புக்கும் தேவைப்படும் ஆற்றலைத் தருகிறது. அணுக்கரு எரிமங்கள் பிளக்கும் நொதுமிகளால் மொத்தப்பட்டுப் பிளந்ததும் மேலும் புதிய நொதுமிகளை உருவாக்குகிறது. இப்புதிய நொதுமிகள் இந்நிகழ்வு தானே நீடிக்கும் அணுக்கருத் தொடர்வினையை உருவாக்குகின்றன. எனவே, அணுக்கரு உலைகளில் கட்டுபடுத்திய அணுக்கருத் தொடர்வினையால் மின்னாக்கமும் அணுகுண்டுகளில் மிகுந்த வேக்க் கட்டுப்படுத்தாத அணுக்கருத் தொடர்வினையால் பெருவெடிப்பும் ஆகிய இரு பயன்பாடுகளுமே இயல்வதாகின்றன.

அணுக்கரு எரிமங்களின் கட்டற்ற வெப்ப இயங்காற்றல். பாறைநெய் (காசோலின்) போன்ற வெதிமங்களின் கட்டற்ற வெப்ப இயங்காற்றலைவிட பல மில்லியன் மடங்காக அமைதலால். அணுக்கருப் பிளவு மிக அடர்ந்த ஆற்றல் வாயிலாகும். அணுக்கருப் பிளவு விளைபொருள்கள் பிளவுறும் உயரடர் தனிமங்கலை விட கூடுதலான தொடர்கதிரியக்கம் உள்ளவையாகும். இது கதிரியக்கக் கழிவுபொருள் சிக்கலை உருவாக்குகிறது. இக்கதிரியக்கக் கழிவுப்பொருள்களின் திரள்வும் அணுகுண்டுகள் உருவாக்கும் அணுக்கருப் கதிர்பொழிவின் சிக்கலும் அணுக்கரு மின்னாக்க நலங்களை ஈடுகட்டி அணுக்கரு ஆற்றல் சார்ந்த அரசியல் விவாதங்களுக்கு வழிவகுத்துள்ளது.

இயற்பியல் பருந்துப் பார்வைதொகு

இயங்கமைவுதொகு

 
தூண்டப்ட்ட அனுக்கருப் பிளவு வினை. யுரேனியம்-235 அணுக்கரு, ஒரு நொதுமியைக் கவர்ந்து, கிளர்வுற்ற யுரேனியம்-236 அணுக்கருவாகிறது. இந்தக் கிளர்வாற்றல் நொதுமியின் இயங்காற்றலில் இருந்தும் அதன் பிணைவு விசைகளில் இருந்தும் கிடைக்கிறது. யுரேனியம்-236, உடனே வேகமாக இயங்கும் அணுவெடை குறைந்த தனிமங்களாகப் (பிளவு விளைபொருள்களாகப்) பிளவுற்று, மேலும் மூன்று கட்டற்ற நொதுமிகளையும் வெளியிடுகிறது. அதேவேளையில், ஒன்று அல்லது மேற்பட்ட உடனடிக் காமாக் கதிர்களையும் (படத்தில் காட்டப்படவில்லை) வெளியிடுகிறது.
 
நடைமுறையில் உள்ள U-235, Pu-239 ஆகியவற்றின் வெப்ப நொதுமி பிளவின் பிளவு விளைபொருள்களும் தோரியம் வட்டிப்பின் U-233 எரிமத்தின் பிளவு விளைபொருள்களும்

அணுக்கருப் பிளவு நொதுமிவழி மொத்தல் இன்றியும் கதிரியக்கச் சிதைவால் ஏற்படலாம். இந்த வகைப் பிளவு தன்னியல்புப் பிளவு எனப்படுகிறது. தன்னியல்புப் பிளவு மிக அருகியே சில உயர் அணுவெடை ஓரகத்தனிமங்களில் மட்டுமே நிகழ்கிறது. அணுக்கரு பொறியியல் அமைப்புகளில் நிகழும் அணுக்கருப் பிளவு அணுக்கரு வினை எனப்படுகிறது. பெரும்பாலும் இது இரு அணுவகத் துகள்களின் மொத்தலாலேயே நிகழ்கிறது. அணுக்கரு வினைகளில், ஓர் அணுவகத் துகள் அணுக்கருவை மொத்தி, அதில் மாற்றங்களை உண்டாக்குகிறது. எனவே, அணுக்கரு வினைகள் மொத்தல் இயக்கத்தாலேயே நிகழ்கின்றனவே அன்றி, நிலையான இயல்வளர்ச்சிச் சிதைவாலும் தன்னியல்புக் கதிரியக்க நிகழ்வுகளின் அரைவாணாள் பான்மையாலும் ஏற்படுவதில்லை.

நடப்பில் பல அணுக்கரு வினைவகைகள் அறியப்பட்டுள்ளன. அணுக்கருப் பிளவு மற்ர அணூக்கரு வினைகளில் இருந்து பெரிதும் வேறுபடுகிறது. எனெனில் முன்னதை அணுக்கருத் தொடர்வினையின் கட்டுபாட்டின்வழி மிகைப்படுத்தலாம் அல்லது வேண்டிய வீத்த்துக்குக் கட்டுபடுத்தலாம். இத்தகைய வினையில், ஒவ்வொரு பிளவிலும் விடுபடும் கட்டற்ற நொதுமிகள் மேலும் பல பிளவு நிகழ்வுகளை முடுக்கலாம். அவை மேலும் பல கட்டற்ற நொதுமிகளை விடுவிக்கச் செய்து மேலும் கூடுதல் பிளவுகளை ஏற்படுத்தலாம்.

அணுக்கருப் பிளவுத் தொடர்வினையை நிலைநிறுத்தவல்ல ஓரகத் தனிமங்கல் அணுக்கரு எரிமங்கள் எனப்படுகின்றன. இவை பிளக்கமுடிந்தன வாகும். பரவலாக வழக்கில் உள்ள அணுக்கரு எரிமங்களாக, யுரேனியம்-235 (இது அணுக்கரு உலைகளில் பயன்படும் அணுப்பொருண்மை 235 ஆகவுள்ள யுரேனியத்தின் ஓரகத் தனிமம்), புளூட்டோனியம்-239 (இது அணுப்பொருண்மை 239 ஆகவுள்ள புளூட்டோனியத்தின் ஓரகத் தனிமம்) ஆகியவை அமைகின்றன. இந்த எரிமங்கள் 95, 135 அணுப்பொருண்மைகளை மையமாக்க் கொண்டமைந்த இரண்டு வேதித் தனிமங்களாக இருமுறைமை நெடுக்கத்தில் பிளவுறும்;யு (பிளவுப் பொருள்கள்). அனைத்து அணுக்கரு எரிமங்களும் மெதுவான வேகத்தில் தன்னியல்புப் பிளவுக்கு ஆட்படுகின்றன. அவை அப்படி ஆல்பாத் துகள்களை/ பீட்ட்த் துகள்களைத் தொடர்ந்து வெளியிட்டபடி சிஹைவுறும். இச்சிதைவு வாணாள் பல மில்லியன் ஆண்டுகளில் இருந்து பல புவியியல் பேரூழிகள் வரை தொடரும். அணுக்கரு உலையில் அல்லது அணுக்கரு ஆயுதங்களில் பெரும்பாலான பிளவு நிகழ்வுகள் நொதுமியைப் போன்ற துகள்களின் மொத்தலால் தூண்டப்படுகின்றன. இந்நொதுமி முந்தைய பிளவுகளின் விளைபொருளாகும்.

பிளக்கவல்ல அணுக்கரு ஒரு நொதுமியைக் கவர்ந்ததும் உருவாகும் அணுக்கரு கிளர்வு ஆற்றல் விளைவால் அந்த அணுக்கரு பிளவுறுகிறது. நொதுமிக் கவர்வால் ஏற்படும் இந்த ஆற்றல், நொதுமிக்கும் அணுக்கருவுக்கும் இடையில் செயல்படும் அணுக்கரு ஈர்ப்பு விசையால் ஏற்படுகிறது.ஈரிதழ் துளியாக அணுக்கரு உருக்குலைந்ததும், இரு அணுக்கரு மின்னூட்டப் பகவுகள் கட்டுறும் தொலைவை மிஞ்சும்போது, அந்த இரு பகவுகளும் தனியாகப் பிரிந்து, தம் இடையே அமையும் விலக்க மின்னூட்டங்களால் மேலும் தொலைவாகச் செல்லும். எனவே, தொலைவு மிகமிக இப்பிரிதல் நிகழ்வு மீளிணைய முடியாததாக மாறும். பிளவியன்ற யுரேனியம்-238 போன்ற ஓரகத் தனிமங்களில் இத்தகைய நிகழ்வு ஏற்படுகிறது. ஆனால் இதற்கு,இந்த ஓரகத் தனிமங்களுக்கு கூடுதல் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. இதை வெப்ப அணுக்கரு ஆயுதங்களில் அணுக்கருப் பிளவை நிகழ்த்தும் மீவேக நொதுமிகள் தேவைப்படுகின்றன.

அணுக்கருவின் நீர்மத் துளிப் படிமம் இரு சம உருவளவு பிளவுப்பொருள்களை அணுக்கரு உருக்குலைவின்போது ஏற்பட்ம் என முன்கணிக்கிறது. பிளவுப்பொருள் ஒன்றை விட மற்றொன்று சற்றே சிறியதாக அமையும் கூடுதலான ஆற்றல்வாய்ந்த விளைவை இயக்கவியலாக விளக்க மேலும் நுட்பமான அணுக்கருக் கூடு வடிவப் படிமத்தின் தேவை வேண்டப்படுகிறது. இத்தகைய கூடுவடிவப் படிமப் பிளவுக் கோட்பாடு மரியா கோயப்பர்ட் மேயர் எனும் வானியலாளரால் முன்மொழியப்பட்டது.

இயல்பான பிளவு நிகழ்வு பெரும்பான்மையாக இருமப் பிளவாகவே அமைகிறது. இது பிளவுப் பொருள்களை, 95±15, 135±15 யு நெடுக்கத்தில் உருவாக்குகிறது. ஏனெனில், இந்த இருமைப் பிரிவு நிகழ்வே மிகவும் வாய்ப்புள்ளதாக நடப்பில் அமைகிறது. சிலவேளைகளில் 1000 நிகழ்வுகளில் 2 முதல் 4 நிகழ்வுகள் மும்மைப் பிளவாகவும் அமைகிறது. இதில் நொதுமிகளோடு, மூன்று நேர்மின்னூட்டப் பகவுகள் விளைகின்றன. இவற்றில் மிகச் சிறிய பகவு முன்மி (proton) (Z=1)எனும் சிறு மின்னூட்டமுள்ள பகவில் இருந்து ஆர்கான் (argon) (Z=18) எனும் பெஇய பகவு வரை அமையலாம். இந்நிகழ்வில் உருவாகவல்ல சிறிய பகவுகள், பெரும்பாலும் ஆல்பாச் சிதைவில் 90% ஆல்பாத் துகளினும் கூடுதல் ஆற்றல் வாய்ந்த எல்லியம் (helium)-4 அணுக்கருவும் ("long range alphas" at ~ 16 MeV), எல்லியம் (helium)-6 அணுக்கருவும் டிரிட்டான்கள் எனும் டிரைட்ரியம் அணுக்கருவும் ஆகும். என்றாலும் மும்மை நிகழ்வு மிக அருகியே நிகழ்ந்தாலும், இக்கால அணுக்கரு உலைகளின் எரிமத் தண்டுகளில் கணிசமான எல்லியம்-4, டிரைட்ரியம் வளிமம் திரள்கிறது.[4]

ஆற்றலியல்தொகு

உள்ளீடுதொகு

 
நீர்மத் துளிப் படிமத்தில் இருமப் பிளவுக் கட்டங்கள். ஆற்றல் உள்ளீடு அணுக்கருவை தடித்த வெண்சுருட்டாகக் குலைக்கிறது; பின் பட்டாணி வடிவத்துக்கு உருமாற்றுகிறது. பிறகு ஏற்படும் ஈரிதழ்கள், குறுநெடுக்க அணுக்கரு விசை ஈர்ப்புத் தொலைவினும் கூடும்போது, இருமப் பிளவு நேர்கிறது . பின்னர் அவை மின்னூட்டத்தால் மேலும் கூடுதலான தொலைவுக்குத் தள்ளப்படுகின்றன. நீர்மத் துளிப் படிமத்தில் இரு பிளவுப் பகவுகளும் ஒரே உருவளவில் அமையவேண்டும். குறுவடிவப் படிமத்தில் செய்முறையில் நிகழ்வதுபோல பிளவுப் பகவுகள் அல்லது துண்டங்கள் வெவ்வேறு உருவளவுகளில் அமையலாம்.

அடர் அணுக்கருக்களைப் பிளக்க 7 முதல் 8 மெகா எலெக்ட்ரான் வோல்ட் அளவுக்கு மொத்த உள்ளீட்டு ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. இந்த ஆற்றல் கோள வடிவில் உள்ள அணுக்கருவைப் பிணத்துகொண்டுள்ள விசையைத் தொடக்கநிலையில் எதிர்கொள்ளவும் பின்னர் அதை இரு இதழ்களாக பிளக்கவும் தேவையாகிறது. இந்தப் பிளவுண்ட பட்டாணி வடிவ அணுக்கருக்கள் தம் நேர்மின்னூட்டங்களின் விசையால் ஒன்றுக்கொன்று தனியாக நிலவுகின்றன. பெரும்பாலான நிகழ்வுகளில் இருமைப் பிளவுகளே ஏற்படுகின்றன. பிளவுண்ட அணுக்கரு இதழ்கள் வல்விசை அவற்றை ஈர்க்க முடியாத தொலைவுக்குப் பிரியும்போது. குறுந்தொலைவில் மட்டுமே செயல்படும் வல்விசை அவற்றை ஈர்த்து ஒன்றுசேர்க்கவியலாது. எனவே பிரிப்பு நிகழ்வு, பிளவுத் துண்டங்களின் நீள்நெடுக்க மின்காந்த விலக்கத்தால் தொடர்ந்து செயல்படும். இதனால். இரு பிளவுத் துண்டங்களும் உயர் ஆற்றலுடன் வேகமாக ஒன்றைவிட்டு ஒன்று விலகிச் செல்லும்.

வல்விசை வழியாக அடர் அணுக்கருக்களுக்கு கூடுதலாக ஒரு நொதுமியை எளிய முறையில் பிணைத்து ஏரத்தாழ 6 MeV பிளவு உள்ளீட்டு ஆற்றலை வழங்கலாம்; என்றாலும், பல பிளக்கவியலும் ஓரகத் தனிமங்களில், இந்த ஆற்றலின் அளவு அணுப்பிளவுக்குப் போதுமானதல்ல.எடுத்துகாட்டாக, யுரேனியம்-238, ஒரு MeV ஆற்றலுக்கும் குறைந்த நொதுமிகளுக்கு சுழி பிளவு குறுக்கு வெட்டுமுகத்தைக் கொண்டுள்ளது. வேறு வாயிலால் கூடுதல் ஆற்ரல் தரப்படாவிட்டால் அணுக்கரு பிளவுற வாய்ப்பில்லை. ஆனால், இது அந்த குறை வேக அல்லது மிகுவேக நொதுமியை உறிஞ்சி, யுரேனியம்-238 ஆக மாறுகிறது. பிளவை நிகழ்த்த வேண்டப்படும் எஞ்சிய ஆற்றலை இருவழிகளில் தரலாம். இவற்றில் ஒருவழி நாம் உள்ளனுப்பும் மீவிரைவு நொதுமி இயக்க ஆற்றலாகும். இது தன் ஒரு MeV ஆற்றலுக்கும் சற்றே கூடுதலான ஆற்றலைப் பெற்றுள்ளதால் பிளக்கவியலும் அடர் அணுக்கருக்களை எளிதாகப் பிளக்கும். இத்தகைய உயர் ஆற்றல் நொதுமிகள் யுரேனியம்-238 அணுக்கருவை நேரடியாகப் பிளக்கவல்லன. வெப்ப அணுக்கரு ஆயுதப் படைப்பில், மீவிரைவு நொதுமிகள் அணுக்கருப் பிணைவால் வழங்கப்படுகின்றன. என்றாலும், அணுக்கரு உலைக்குள் இந்நிகழ்வு உண்டாக வாய்ப்பில்லை.ஏனெனில், எந்தவகை அணுக்கருப் பிளவிலும் யுரேனியம்-238 அணுக்கருவைப் பிளக்கவல்ல மிக்க் குறைவான் நொதுமிகளே உருவாகின்றன. அந்நொதுமிகளின் நடுவண் ஆற்றல் 2 MeV ஆகவும் நிரல் ஆற்றல் 0.75 MeV ஆகவும் அமைவதால், கிட்டதட்ட அரைப்பகுதியளவு நொதுமிகள் மிகக் குறைந்த ஆற்ற்லையே பெற்றுள்ளன.[5]

அடர் கதிரியக்கத் தனிமங்களில், U-235 போன்ற (143 நொதுமிகள் கொண்டுள்ளது) ஒற்றைப்படை எண்ணிக்கை நொதுமிகள் கொண்டவற்றில் ஒரு கூடுதல் நொதுமி 1 முதல் 2 MeV கூடுதல் ஆற்றலைப் பெற்றுள்ளது. இது அதே தனிமத்தின் இரட்டைப்படை எண்ணிக்கை கொண்டவற்றை விட (146 எண்ணிக்கை நொதுமிகள் கொண்டுள்ள U-238 ஐப் போன்றன) கூடுதலான ஆற்றலாகும்.இந்த கூடுதல் ஆற்றல் நொதுமி இணையாக்க இயங்கஐவின் விளைவுகள்ளால் கிடைக்கிறது. இந்தக் கூடுதல் ஆற்றல் பாலியின் தவிர்ப்பு நெறிமுறையால் உருவாகிறது. பாலி தவிர்ப்பு நெறிமுறை அனுக்கருவின் கடைசி வட்டணைப் பட்டையில் கூடுதலாக ஒரு கூடுதல் நொதுமியை இருக்க விடுகிறது. எனவே, இவை இரண்டும் இணையாக அந்த வட்டணைப் பட்டையில் நிலவ முடிகிறது. இதனால், இவ்வகை ஓரகத் தனிமங்களில், கூடுதல் நொதுமியின் இயக்கவாற்றல் தேவைப்படுவதில்லை. ஏனெனில், தேவைப்படும் ஆற்றல் அனைத்தும் மெதுவேக அல்லது மீவேக நொதுமி உறிஞ்சலால் பெறப்படுகிறது. மெதுவேக நொதுமியின் உறிஞ்சல் அணுக்கரு உலைகளிலும் மீவேக நொதுமியின் உறிஞ்சல் மீவேக அணுக்கரு உலைகளிலும் அணுவாயுதங்களிலும் நிகழ்கின்றன. மேலே கூறியபடி, தனது நொதுமிகளாலேயே திறம்பட பிளக்கவியன்ற தனிமங்களின் துணைக்குழு பிளப்பியன்றன என வழங்கப்படுகிறது. இவை அணுக்கருத் தொடர்வினையைத் தூய தனிமத்தின் சிற்றளவு பொருளைக் கொண்டே உருவாக்குகின்றன. இவ்வகைப் பிளக்கவியன்ற ஓரகத்தனிமங்களுக்கான எடுத்துகாட்டுகள் U-235 , புளூட்டோனியம்-239 போன்றனவாகும்.

வெளியீடுதொகு

வகைமைப் பிளவு நிகழ்வுகள் ஒவ்வொரு பிளவு நிகழ்வுக்கும் 200 மெகா எலெக்ட்ரான் வோல்ட் ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன. பிளக்கப்படும் ஓரகத் தனிம வகைக்கோ அது பிளக்கவியன்றதா அல்லது பிளக்கவியலாத தா என்பதற்கோ ஒவ்வொரு பிளவு நிகழ்வில் வெளியிடும் ஆற்றல் அளவு மாறாது. இதைக் கீழுள்ள பிணைவாற்றல் வரைவில் இருந்து அறியலாம். பட்த்தில் யுரேனியத்தில் இருந்து தொடங்கும் கதிரியக்க அணுக்கருக்களின் பிணைவாற்றல் ஒவ்வொரு அணுக்கருவனுக்கும் ஏறத்தாழ 7.6 MeV ஆக அமைதலைக் காணலாம். பிணைவாற்றல் வரைவில் மேலும் இடது பக்கத்தில் பார்க்கும்போது, பிளவு விளைபொருள்கள் கொத்தாகத் திரண்டிருப்பதையும் அங்கே ஒவ்வொரு அணுக்கருவனுக்குமான பிணைவாற்றல் 8.5 MeV ஆற்றலைச் சுற்றியே அமைவதை நோக்கலாம்.கதிரியக்கத் தனிமப் பொருண்மை நெடுக்க ஓரகத் தனிமத்தின் பிளவு நிகழ்வில், வினைதொடங்கும் தனிமத்தின் ஒவ்வோர் அணுக்கருவனுக்கும் ஏறத்தாழ 0.9 MeV ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது. மெதுவான நொதுமி மொத்தும் U235 பிளவிலும் மீவேக நொதுமி மொத்தும் U238 பிளவிலும் முற்றொருமித்த ஆற்றல் அள்வே வெளியிடப்படுகிறது. இந்த ஆற்றல் வெளியீட்டளவு தோரியத்துக்கும் மற்ற கதிரியக்கத் தனிமங்களுக்கும் கூட பொருந்தும்.[6]

மாறாக, நிலக்கரி எரிதல், டிரைநைட்ரோடொலுயீன் வெடிப்பு போன்ற வேதிவினைகளில் ஒரு நிகழ்வில் சில எலெக்ட்ராம் வோல்ட் ஆற்றலே வெளியிடப்படுகிறது. எனவே அணுக்கரு எரிபொருள் வேதி எரிபொருளை விட பத்து மில்லியன் மடங்கு ஆற்றல் அடர்த்தியைக் (அலகு பொருண்மைக்கான ஆற்றல்) கொண்டுள்ளது. அணுக்கரு பிளவின் ஆற்றல் பிளவுப் பொருள்கள், பகவுப்பொருள்களின் இயக்க ஆற்றலாகவும் காமாக் கதிர்களின் மின்காந்த ஆற்றலாகவும் வெளியிடப்படுகிறது; அனுக்கரு உலைகளில், பிளவுப் பொருள்கள், காமாக் கதிர் ஆற்றல் உலையின் பொருளோடும் அதன் செயலாக்கப் பாய்மத்தோடும் மோதி வெப்பமாக மாறுகிறது. உலைப் பாய்மமாக நீரோ அல்லது அடர்நீரோ அல்லது உருகிய உப்புகளோ பயன்படும்.

ஒரு யுரேனியம் அணுக்கரு பிளவுற்று 0.1% அளவுக்கான யுரேனியத்தின் பொருண்மையுள்ள இரண்டு சேய் அணுக்கருக்கள் ஆகும்போது[7] ~200 MeV பிளவு ஆற்றல் தோன்றும். யுரேனியம்-235 தனிமத்தின் மொத்தச் சராசரி பிளவு ஆற்றலில், அதாவது 202.5 MeV அளவில் ~169 MeV அளவு ஆற்றல் சேய் அணுக்கருவின் இயக்க ஆற்றலாகத் தோன்றும். எனவே சேய் அணுக்கரு கூலம்பு விலக்க விசையால் 3% அளவு ஒளியின் விரைவுடன் பறந்து விலகும். மேலும் சராசரியாக, 2.5 நொதுமிகள் உமிழப்படும். இத நொதுமி ஒவ்வொன்றும் சராசரியாக ~2 MeV (மொத்தமாக, 4.8 MeV) இயக்க ஆற்றலைப் பெற்றிருக்கும் .[8] பிளவு வினை மேலும் தோராயமாக, 7 MeV அளவு ஆற்றலை உடனடிக் காமாக் கதிர் ஒளியன்களாக (மின்காந்த அலைகளாக) வெளியிடுகிறது. எனவே, அனுக்கரு பிளவு வெடிப்பு அல்லது உய்யநிலை நேர்ச்சி, 3.5% அளவுக்கான தன் ஆற்றலை காமாக் கதிர்களாகவும் 2.5% அளவுக்கும் குறைவான ஆற்றலை மீவேக நொதுமிகளாகவும் ( இருவகைக் கதிர்வீச்சுகளின் மொத்த ஆற்றல் அளவு ~ 6%) எஞ்சிய ஆற்றலை பிளவுத் துண்டங்களிலும் (இது சூழ்ந்துள்ள பொருளோடு மோதும்போது வெப்பமாக மாறும்) வெளியிடுகிறது. அணுகுண்டுகளில் இந்த வெப்ப ஆற்றல் குண்டு அகட்டின் வெப்பநிலையை 100 மில்லியன் கெல்வின் அளவுக்கு உயர்த்தி, மென் X-கதிர்களைத் துணை உமிழ்வாகத் தருகிறது. இந்த மென் X-கதிர் ஆற்றலின் ஒரு பகுதி மின்னணுவாக்க கதிர்வீச்சை உருவாக்குகிறது. என்றாலும், அணுக்கரு உலைகளில், பிளவுத் துண்ட இயக்க ஆற்றல் குறைந்த வெப்பநிலையிலேயே வெப்ப ஆற்றலாக நிலவுகிறது. எனவே, மின்னணுவாக்கம் ஏதும் நிகழ்த்துவதில்லை.

நொதுமி அணுகுண்டுகள் (கதிர்வீச்சு மேம்படுத்திய ஆயுதங்கள்) கட்டிய்மைக்கப்பட்டுள்ளன. இவை தம் ஆற்றலின் பெரும்பகுதியை மின்னணுவாக்க்க் கதிர்வீச்சாக வெளியிடுகின்றன (குறிப்பாக நொதுமிகளாக வெளியிடுகின்றன). இவை கூடுதல் கதிர்வீச்சுக்கு அணுக்கரு பிணைவுக் கட்டத்தை உடைய வெப்ப அணுக்கரு கருவிகளாகும். ஆனால், பிலவுவழி அணுகுண்டுகள் தம் மொத்த ஆற்றலில் 6% அளவுக்கே பிளவு நிகழ்ந்த உடனே கதிர்வீச்சை வெளியிட வல்லன.

மொத்த உடனடி பிளவு ஆற்றல் ஏறத்தாழ 181 MeV அல்லது ~ 89% அளவு மொத்த தொகுநேர பிளவு ஆற்றலுக்குச் சமமாகும். எஞ்சிய ~ 11% அளவு ஆற்றல் பல்வேறு அரை வாணால் கொண்ட பீட்டா சிதைவுப் பொருள்களால் வெளியிடப்படுகிறது. என்றாலும் இந்தப் பகுதி ஆற்றல் புஇளவு நிகழ்ந்த உடனே தொடங்கி விடுகிறது; அதோடு தொடர்ந்து நிகழும் பீட்டாச் சிதைவுகளுடன் இணைந்த காலந்தாழ்த்திய காமாக் கதிர்களின் உமிழ்வுகளோடு தொடர்கிறது. எடுத்துகாட்டக, யுரேனியம்-235 எரிமத்தில் இந்த கால்ந்தாழ்த்திய ஆற்றல் ஏறத்தாழ 6.5 MeV அளவு ஆற்றல்i பீட்டச் சிதைவுகளிலும், 8.8 MeV அளவு எதிர்நொதுமிகளிலும் (இவை பீட்டாக்கள் வெளிய்டப்படும்போதே வெளியிடப்படுபவை) கடைசியாக, கூடுதலான 6.3 MeV அளவு ஆற்றல் கிளர்வுற்ற பீட்டாச் சிதைவுப் பொருள்களில் இருந்து உமிழப்படும் காலந்தாழ்த்திய காமாக் கதிர்களின் ஆற்றலில் அமைகிறது (மொத்த்த்தில் ஒரு பிளவுக்கு சராசரியாக பத்து காமாக் கதிர் உமிழ்வுகள் ஏற்படுகின்றன). எனவே, கிட்ட்தட்ட மொத்த ஆற்றலின் 6.5% அளவு பிளவு நிகழ்வுக்குப் பின்னர் சிறிது நேரம் கழித்து கால்ந்தாழ்த்திய மின்னணுவாக்க கதிர்வீச்சாக வெளியிடப்படுகிறது. இந்த கால்ந்தாழ்த்திய மின்னணுவாக்க ஆற்றல் சீராக காமா, பீட்டாக் கதிர்களின் ஆற்றகளுக்கு இடையில் பிரிந்தமைகிறது.

அணுக்கரு பிளவு விளைபொருளும் பிணைவாற்றலும்தொகு

செயலாற்றல் தோற்றமும் பிணைவாற்றல் வரைவும்தொகு

 
"பிணைவாற்றல் வரைவு": வழக்கில் உள்ள ஓரகத் தனிமங்களின் ஒவ்வொரு அணுக்கருவனுக்குமான பிணைவாற்றல் வரைபடம்.

அணுக்கருத் தொடர்வினைகள்தொகு

 
அணுக்கருப் பிளவுத் தொடர்வினையின் திட்டப்படம். 1. யுரேனியம்-235 அணு ஒரு நொதுமியை உறிஞ்சி, இரு புது அணுக்களாகப் (பிளவுப் பகவுகள்) பிளவுற்று (பிளவுப் பகவுகள்), மூன்று நொதுமிகளையும் ஓரளவு பிணைவாற்றலையும் வெளியிடுகிறது. 2. இவற்றில் ஒரு நொதுமி யுரேனியம்-238 அணுவால் உறிஞ்சப்பட்டாலும் வினையைத் தொடர்வதில்லை. அடுத்த நொதுமி எதனுடனும் மோதுவதுமில்லை. எனவே வினையைத் தொடர்வதுமில்லை. என்றாலும் மற்றொரு நொதுமி யுரேனியம்-235 அணுவுடன் மோதி பிளவை ஏற்படுத்தி இரு நொதுமிகளையும் ஓரளவு பிணைவாற்றலையும் வெளியிடுகிறது. 3. இந்த இரண்டு நொதுமிகளும் யுரேனியம்-235 அணுக்களுடன் மோதி ஒவ்வொன்றும் பிளவை ஏற்படுத்தி ஒன்று முதல் மூன்று நொதுமிகளை வெளியிட்டு அவற்ரின்வழி வினையைத் தொடரச் செய்கிறது.

அணுக்கருப் பிளவு உலைகள்தொகு

 
செருமனி பிலிப்சுபர்கு அணுக்கரு மின்நிலையத்தின் குளிர்த்தும் கோபுரங்கள்.

அணுக்கருப் பிளவுவழி அணுகுண்டுகள்தொகு

 
1945 இல் யப்பானில் இரீழ்சிமாவிலும் நாகசாகியிலும் அணுகுண்டுகள் போட்டபோது எழும்பிய காளான் வடிவ கதிர்வீச்சுப்பொருள் முகில், தாக்க மையத்தில் இருந்து 18 கிமீ தொலைவுக்குப் பரவியது அமைந்தது. இந்த அணுகுண்டு குறைந்தது 60,000 பேரைக் கொன்றது.[9]

வரலாறுதொகு

அணுக்கருப் பிளவின் கண்டுபிடிப்புதொகு

 
ஆட்டோ ஆனும் பிரிட்சு சுட்டிராசுமனும் 1938 இல் அணுக்கருப் பிளவு நிகழ்ச்சியைக் கண்டுபிடிக்க பயனாகிய செய்முறை ஆய்கருவி
 
முதல் செயற்கை அணு உலை வரைபடம், சிக்காகோ அணு உலை-1.

மேனாட்டன் திட்டமும் அப்பாலும்தொகு

புவியில் நிகழ்ந்த இயற்கை அணுக்கருத் தொடர்வினை உலைகள்தொகு

குறிப்புகள்தொகு

  1. M. G. Arora and M. Singh (1994). Nuclear Chemistry. Anmol Publications. பக். 202. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:81-261-1763-X. http://books.google.com/books?id=G3JA5pYeQcgC&pg=PA202. 
  2. Gopal B. Saha (1 November 2010). Fundamentals of Nuclear Pharmacy. Springer. பக். 11–. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:978-1-4419-5860-0. http://books.google.com/books?id=bEXqI4ACk-AC&pg=PA11. 
  3. 3.0 3.1 Konstantin Petrzhak (1989). "Как было открыто спонтанное деление". in Черникова, Вера (in Russian). Краткий Миг Торжества — О том, как делаются научные открытия. Наука. பக். 108–112. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:5-02-007779-8. 
  4. S. Vermote, et al. (2008) "Comparative study of the ternary particle emission in 243-Cm (nth,f) and 244-Cm(SF)" in Dynamical aspects of nuclear fission: proceedings of the 6th International Conference. J. Kliman, M. G. Itkis, S. Gmuca (eds.). World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. Singapore.
  5. J. Byrne (2011) Neutrons, Nuclei, and Matter, Dover Publications, Mineola, NY, p. 259, ISBN 978-0-486-48238-5.
  6. Marion Brünglinghaus. "Nuclear fission". European Nuclear Society. 2013-01-17 அன்று மூலம் பரணிடப்பட்டது. 2013-01-04 அன்று பார்க்கப்பட்டது. Cite uses deprecated parameter |dead-url= (உதவி); Invalid |dead-url=dead (உதவி)
  7. Hans A. Bethe (April 1950), "The Hydrogen Bomb", Bulletin of the Atomic Scientists, p. 99.
  8. Tஇந்தப் பிளவு நொதுமிகள் அகன்ற ஆற்ரல் நெடுக்கத்தில் அதாவது, 0 முதல் 14 MeV ஆற்றல் நெடுக்கத்தில் நிரலாக 2 MeV அளவும் நடுவன் மதிப்பாக 0.75 Mev அள்வும் பெற்றுள்ளன. See Byrne, op. cite.
  9. "Frequently Asked Questions #1". Radiation Effects Research Foundation. செப்டம்பர் 19, 2007 அன்று மூலம் பரணிடப்பட்டது. September 18, 2007 அன்று பார்க்கப்பட்டது. Cite uses deprecated parameter |dead-url= (உதவி); Invalid |dead-url=dead (உதவி)

மேற்கோள்கள்தொகு

வெளி இணைப்புகள்தொகு

"https://ta.wikipedia.org/w/index.php?title=அணுக்கருப்_பிளவு&oldid=3431379" இருந்து மீள்விக்கப்பட்டது