அணுக்கரு பிளவு

கட்டற்ற கலைக்களஞ்சியமான விக்கிப்பீடியாவில் இருந்து.
தாவிச் செல்லவும்: வழிசெலுத்தல், தேடல்
அணுக்கரு பிளவு: குறைந்த வேகத்தில் செல்லும் நொதுமி 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

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.

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 உமிழ்வினையாகும்.இந்த அணுக்கரு வினை வெப்பம் உமிழ்வினையாகும். அணுக்கருப் 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. இக்கதிரியக்க்க் கழிவுப்பொருள்களின் திரள்வும் அணுகுண்டுகள் உருவாக்கும் அணுக்கருப் கதிர்பொழிவின் சிக்கலும் அணுக்கரு மின்னாக்க நலங்களை ஈடுகட்டி அணுக்க்ரு ஆற்ரல் சார்ந்த அரசியல் விவாதங்களுக்கு வழிவகுத்துள்ளது.

இயற்பியல் பருந்துப் பார்வை[தொகு]

இயங்கமைவு[தொகு]

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]

ஆற்றலியல்[தொகு]

உள்ளீடு[தொகு]

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

குறிப்புகள்[தொகு]

  1. M. G. Arora and M. Singh (1994). Nuclear Chemistry. Anmol Publications. p. 202. ISBN 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–. ISBN 978-1-4419-5860-0. http://books.google.com/books?id=bEXqI4ACk-AC&pg=PA11. 
  3. 3.0 3.1 Петржак, Константин (1989). "Как было открыто спонтанное деление". in Черникова, Вера (in Russian). Краткий Миг Торжества — О том, как делаются научные открытия. Наука. பக். 108–112. ISBN 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.

மேற்கோள்கள்[தொகு]


வெளி இணைப்புகள்[தொகு]

"https://ta.wikipedia.org/w/index.php?title=அணுக்கரு_பிளவு&oldid=2292696" இருந்து மீள்விக்கப்பட்டது