Wednesday, August 31, 2011

அணுசக்தி பிறந்த கதை-2


அணுவின் அமைப்பு: உலகின் சின்னஞ் சிறிய பொருள் அணு என்று நாம் கூறினாலும் அந்த அணு மூன்று உட்பொருள்களால் ஆனது என்றால் ஆச்சர்யமாய் இருக்கிறதல்லவா? புரோட்டான், நியூட்ரான் மற்றும் எலெக்ட்ரான் என்ற மூன்று மூலக்கூறுகளைத்தான் அணுவைக் கட்டமைக்கும் உட்பிரிவு அணுத் துகள்கள்  (Sub atomic particle)  என்று நாம் அழைகிறோம்.



இந்த மும்மூர்த்திகளில் புரோட்டான், நியூட்ரான் இரண்டும் கூட்டணியாக இணைந்து பின்னிப் பிணைந்து  எலெக்ரான்களிலிருந்து வெகுதூரம் விலகி அணுவின் மையத்தில் அணுவின் உட்கரு (Nucleus) என்ற பெயரில் குடிகொண்டுள்ளது. எலெக்ட்ரான் எனப்படும் இந்த மின்னனு உட்கருவை அசுர வேகம், மின்னல் வேகம் என்ற வார்த்தைகளில் அடங்காத பத்துலட்சத்தில் ஒரு பங்கு வினாடியில் ஒரு சுற்று என்ற அதிசயிக்கத்தக்க வேகத்தில் சுற்றி வருகின்றன.




எலெக்ட்ரான்களின் இந்த சுழற்சி வேகம்தான் அணுவுக்கு முட்டை ஓடு போன்ற ஒரு வெளிப்புறத் தோற்றத்தை அளிக்கின்றது. இன்னும் விளக்கமாகச் சொல்ல வேண்டும் என்றால் ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் விட்டம் 6 கி.மீ அகலம் என்று கற்பனை செய்து கொண்டால் அதன் மையத்தில் ஒரு டென்னிஸ் பந்தின் அளவுதான் ஹைட்ரஜன் அணுவின் உட்கரு இருக்கும். இந்த  உட்கருவிலிருந்து 3 கி.மீ அப்பால் சுற்றி வரும் எலெட்ரான்கள்தான் அணுவுக்கு ஒரு திடத்தோற்றத்தைத் தருகின்றது. எலெக்ட்ரான்களுக்கும் உட்கருவுக்கும் இடைப்பட்ட தூரம் எதுமேயற்ற ஒரு வெற்றிடம்! ஆனால் எலெக்ட்ரான்களின் சுழற்சியினால் உருவாகும் இந்த மாயச் சுவரைக் கடந்து இந்த சூன்யத்துற்குள் எதுவுமே நுழைந்து விட முடியாது. எப்படி ஒரு மின் விசிறி சுழலும் போது ஒரு பென்சிலை இறக்கைகளின் சுழற்சியில் நுழைத்தால் உட்செல்ல முடியாதோ அப்படித்தான் அணுவுக்குள்ளும் எந்த ஒரு சக்தியும் நுழைய முடியாது.

அணுவின் இந்த அமைப்பை சூரிய குடும்பத்தோடும் ஒப்பிடுவதுண்டு. அணுவின் உட்கருவை சூரியன் என்று வைத்துக் கொண்டால் எலெக்ரான்கள் தான் கிரகங்கள் ஆகும். ஆனால் கிரகங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட பாதையில் சுற்றிவருவது போல் அணுவின் உட்கருவை எலெக்ட்ரான்கள் சுற்றுவதில்லை. அப்பாதையைக் கண்காணிப்பது என்பதும் அவ்வளவு சுலபமில்லை. மேலும் அணுவின் உட்கருவில் புரோட்டான்களும் நியூட்ரான்களும் ஒரே இடத்தில் நிலை கொள்ளாமல் இடம் மாறி மாறி நகர்ந்து கொண்டே இருக்கும்.

ஒரு அணு நிறையின் (Mass) பெரும் பங்கு அதன் உட்கரு எனலாம். ஏனெனில் எலெக்ரான்கள் வெகு இலகுவான நிறையுடையது. ஒரு புரோட்டான் 1836 எலெக்ரான்களின் நிறை கொண்டது. ஒரு நியூட்ரான் 1839 எலெக்ரான்களின் நிறை கொண்டது என்றால் ஒரு எலெக்ரானின் நிறையை நாம் ஒருவாறு யூகிக்கலாம். ஒவ்வொரு புரோட்டானும் ஒரு யூனிட் நேர் மின் சக்தியைக் கொண்டிருக்கும். ஒவ்வொரு எலெக்ட்ரானும் ஒரு யூனிட் எதிர்மின் சக்தியைக்கொண்டிருக்கும். நியூட்ரான்கள் மின்னோட்டம் எதுவுமே இல்லாத சமநிலை யுடையவை ஒரு அணுவில் புரொட்டான்களின் எண்ணிக்கையும்  எலெக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையும் பெரும்பாலும் சமஅளவில் இருப்பதால் அணுக்களும் சமநிலை மின்னோட்டம் (Electrically Neutral) உள்ளவை எனலாம்.




ஒரு அணுவுடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு புரொட்டானும் நியூட்ரானும் லட்சத்தில் ஒரு பங்கு சிறியவைகள். இந்த புரொட்டானும் நியூட்ரானும் கூட மேலும் சின்னஞ் சிறிய குவார்க்ஸ் எனப்படும் நுண்துகள்களால் ஆனவை.

ஆனால் எலெக்ட்ரான்கள் அப்படி அல்ல. இவைகள் எந்த ஒரு நுண்துகள் களாலும் ஆனவை அல்ல. எலெக்ரான்களின் நிறையோ வெகு சொற்பமே என்றாலும் எலெக்ட்ரான்கள் எதிர்மின் சக்தி கொண்டவைகள் என்பதால் அது  உட்கருவால் ஈர்க்கப்படுகின்றது. எதிர் மின்னோட்டம் கொண்ட எலெக்ட்ரான் கள் உட்கருவிலிருந்து விலகிச் செல்லவே முயலும். முடிவில் அதனதன் ஈர்ப்பு சக்தியால் சூரியனை கிரகங்கள் சுற்றிவருவது போல் எல்லா எலெக்ட்ரான்களும் உட்கருவைச் சுற்றி வலம் வருகின்றன.  இதில் அதிக எதிர்மின் சக்தி கொண்ட எலெக்ட்ரான்கள் உட்கருவிலிருந்து நம் யுரேனஸ் கிரகத்தைப்போல் வெகுதூரம் விலகியும் குறைந்த சக்தி கொண்ட எலெக்ட்ரான்கள் உட்கருவின் அருகில் புதன் கிரகத்தைப்போல் பல்வேறு அடுக்குகளில் (Shell) சுற்றி வருகின்றன.


இயல்பு நிலையில் எந்த பாதிப்புக்கும் ஆட்படாமல் உள்ள அணு ஒரு பெட்டிக்குள் கிடக்கும் பட்டாசைப் போல் அடங்கிக் கிடக்கும் (Inert Stage). பட்டாசின் திரியில் ஒரு நெருப்புப் பொறி பட்டவுடன் அது வெடித்துச் சிதறு வது போல் அணுக்களும் ஏதாவது ஒரு வகையில் பாதிப்புக்கு உள்ளாகும் போது அவைகளும் வெடித்துப் பிளவுறும். இந்த அணுப்பிளவின் போது வெளிப்படும் அபரிமித சக்தியைத்தான் அணுசக்தி என்கிறோம். கண்களால் பார்க்கக் கூடிய திரியை நம்மால் எளிதில் பற்ற வைக்க முடியும். ஆனால் கண்களுக்கே புலப்படாத அணுக்களை எப்படிப் பற்ற வைத்துப் பாதிப்புக்கு உள்ளாக்குவது? ஆனாலும் கண்களுக்கே புலப்படாத இந்த அணுக்களையும் பிளந்து அதன் உள்ளே புகுந்து சாதித்துவிட்டான் மனிதன்!

இங்குதான் மனிதனின் மூளை எத்தகைய அபார சக்தி வாய்ந்தது என்பதை  நம்மால் உணர்ந்து கொள்ளமுடிகிறது.
       
          சந்திப்பு மீண்டும் தொடரும்

No comments: