அணுசக்தி பிறந்த கதை-3

மாமனாம் திருமாமன் தனஞ்சயனாம் திருத்தந்தை – வானோர்க்கெல்லாம்

நாயனாம் பிதாமகன் மற்றும் ஒருகோடி நண்பர்கள் அன்பாய் வந்தும்

சேயனாம் அபிமன்யு செயத்ரதன் கைப்படுவான் செயற்கை வெவ்வேறு

ஆயனான் அவ்வினையை வெல்லும் வகை யார் வல்லரோ.

உலகைக் காக்கும் கடவுள் கண்ணபிரான் இவன் தாய் மாமன்! வில்லுக்கு விஜயனான அர்ஜுனன் இவன் தந்தை! தேவலோகத்திற்கு அதிபதியான இந்திரன் இவன் தாத்தா! ஆயிரம் யானைகள் பலம் கொண்ட பீமசேனன் இவன் பெரியப்பா! பல அக்ரோணி சேணைகளுக்குத் தலைவர்களும் கோடிக்கணக்கான வீரர்கள் உடன் இருந்தும் என்ன பயன்? சிந்து நாட்டின் அரசனான செயத்ரதன் இதோ இவனைக் கொன்று வீழ்த்தி விட்டான். விதியை வெல்ல யாரால் முடியும்? என்று யுத்தகளத்தில் வீழ்ந்து கிடக்கும் அபிமன்யூவைப் பற்றி வில்லிபுத்தூரார் வர்ணிக்கிறார்!

எப்படிப்பட்ட பலம் பொருந்திய வீரானாயிருந்தாலும் அவனுக்கும் பலம் பலவீனம் என்று இருக்கத்தான் செய்யும். சக்கர வியூகத்தை உடைத்து உள்ளே புகுந்து செல்லும் வல்லமையுடைய அபிமன்யூவுக்கு அதிலிருந்து வெளியே வரும் யுக்தி தெரியாது. இந்த பலவீனத்தைப் பயன்படுத்தி அவனது எதிரிகள் அவனை யுத்தத்தில் வீழ்த்துகிறார்கள்! அந்த யுக்தியை கிருஷ்ணன் அர்ஜுனனுக்கு உபதேசித்தபோது சுபத்திரை வயிற்றில் கருவாயிருந்த அபிமன்யூ அதை உற்றுக் கேற்பதை அறிந்த கிருஷ்ணன் அன்று உபதேசத்தை நிறுத்தி விட்டு மறுநாள் சுபத்திரை இல்லாத சமயத்தில் அர்ஜுனனுக்கு அதை உபதேசித்தாராம்.

செயத்ரதன் தலையை எவன் மண்ணில் வீழ்த்துகிறானோ அவன் தலை சுக்கு நூறாய் வெடித்துச் சிதறும் என்பது புத்திர பாசத்தால் அவன் தந்தை பெற்ற வரம். எனவே எந்த அரசனும் செயத்ரதனை எதிர்த்து போரிடவே நடுங்குவர். யுத்தத்தில் அவன் தலையைப் பாணத்தால் சிதைத்த அர்ஜுனனை அருகிலிருந்த வனத்தில் தவம் செய்யும் செயத்ரதன் தந்தை கைகளில் விழுமாறு செய்ய ஏவுகிறார் கிருஷ்ணன். தன் கைகளில் விழுந்த செயத்ரதன் தலையை அவன் தந்தை அலறிப்புடைத்து மண்ணில் உருட்ட, வரம் பெற்றவர் தலையே வெடித்துச் சிதற, செயத்ரதன் பழிவாங்கப்பட்டான்.

எதிரில் நிற்கும் எதிரியின் பலத்தில் பாதியை உறிஞ்சி விடும் சக்தி வாலிக்கு   உண்டு. எனவே அவனை யாராலும் யுத்தத்தில் வெல்ல முடியவில்லை. சுக்ரீவனோடு சண்டையிடும் வாலியை ராமன் அவனுக்கு எதிரில் வராமல் மறைவிலிருந்து பாணத்தை விட்டுக் கொன்றான்!

வசிஷ்டர் கொடுத்த மாம்பழத்தை இரு மனைவியர் பகிர்ந்து உண்டதால் பாதிப் பாதி பிண்டமாகப் பிறந்த ஜராசந்தன் பிறகு ஒன்றாய் ஒட்டிக் கொண்டு மகாவீரனாகி கிருஷ்ணனுக்கு ஜென்மப் பகைவனாகத் திகழ்ந்தான். மல்யுத்தத்தில் பீமன்  கிருஷ்ணன் சமிக்‌ஷைப்படி அவனை இரு கூறாகப் பிளந்து கால் மாறு தாலை மாறாகப் போட்டுவிட, மீண்டும் ஒட்ட முடியாமல் ஜராசந்தன் மடிந்தான்.

இறுதிக் கட்டப் போரில் ராம பாணங்கள் ராவணன் தலையை அரிந்து தள்ளத் தள்ள மீண்டும் மீண்டும் ராவணன் தலைகள் முளைத்த வண்ணமிருந்தன. விபீஷ்ணன் மூலம் ராவணன் உயிர் நாடியை அறிந்துகொண்ட ராமன்  கடைசியில் அவன் நெஞ்சில் பாணத்தை விட ராவணன் மடிந்தான்.

கிருஷ்ணர்  துரியோதணன் பலம் அவன் தொடையில் இருப்பதை பீமனுக்குச் சொல்ல அவன் கதாயுதத்தால் துரியோதணன் தொடையில் அடித்து அவனை வீழ்த்தினான்.

இப்படி ஒரு எதிரியை நாம் வீழ்த்த வேண்டுமானால் அவன் பலம் மற்றும் பலவீணத்தை முதலில் நன்கு அறிந்துகொள்ள வேண்டும் பிறகு அவனை எங்கு தட்டினால் எப்படி வீழ்வான் என்பது நமக்கு அத்துபடியாகும்.

இந்த யுக்தியைப் பயன்படுத்தித்தான் நமது விஞ்ஞானிகளும் அணுவை பிளக்கும் சூட்சுமத்தைக் கண்டறிந்தார்கள். ஆனால் இந்த அணுக்களின் பண்புகளையும் குணாதிசயங்களையும் பற்றி நன்கு அறிந்து கொள்ள நம் விஞ்ஞானிகளுக்குத் தேவைப்பட்ட காலம்  ஒன்று இரண்டு ஆண்டுகள் அல்ல. கிட்டத்தட்ட இது ஒரு 200 ஆண்டு கால விடா முயற்சிக்குக் கிடைத்த வெற்றி எனலாம். நூற்றுக்கு மேற்பட்ட விஞ்ஞானிகள் இரவென்றும் பகல் என்றும்  பாராமல்  உழைத்த உழைப்புக்குக் கிடைத்த வெற்றி இது!

கி.பி 1700களின் முற்பாதி வரை அணுவியல் கோட்பாடுகள் எதுவுமே உருக்கொள்ளவில்லை. ஏனெனில் பௌதீக கோட்பாடுகளே அறிவியலில் பிரதானம் என்ற நிலையிருந்த கால கட்டம் அது. அந்நிலை மாறி வேதியல் கோட்பாடுகளும் அறிவியலில் முக்கியத்துவம் பெற தொடங்கிய பின்னரே அணுவியல் கோடுபாடுகளும் உருவாயின. கி.பி 1700களின் கடைசிக் காலகட்டத்தில் வேதியல் விஞ்ஞானிகள் இரண்டு வெவ்வேறு வகையான தனிமங்களைச் சேர்த்து ஒரு கூட்டுப் பொருளை உருவாக்க முடியுமா என்ற ஆராய்ச்சியில் ஈடுபட்டனர். முடிவில் அந்தச் சேர்க்கை அந்தத் தனிமங்களின் ஒரு நிலையான விகிதத்தில் அவற்றின் நிறை அல்லது பொருள் திணிவின் (Mass) அளவைப் பொருத்து ஒரு கூட்டுப் பொருள் உருவாகும் என்று கண்டறிந்தனர். இதன் விளைவாக கி.பி 1803ல் ஜான் டால்டன் என்ற பிரிட்டிஷ் வேதியல் விஞ்ஞானி தனது முதலாவது அணுக்கொள்கையை அறிவித்தார். அது முதல் கி.பி 1942ல் அமெரிக்க நாட்டின்  சிக்காகோ பல்கலைக் கழகத்தில் இத்தாலிய விஞ்ஞானி என்ரிகோ பெர்மி நிகழ்த்திய முதல் அணுவெடி பரிசோதனை வரை கிட்டத் தட்ட 150 ஆண்டுகள் இந்த வெற்றிக்குத் தேவைப்பட்டன.

இப்போது அணுக்களின் பண்புகளையும் அதன் குணாதிசயங்களையும் பற்றிப் பார்ப்போம்.

அணு எண் ( Atomic Number): ஒரு அணுவிலுள்ள புரோட்டான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையைத்தான் அந்த அணுவின் அணு எண் என்கிறோம். ஒரு தனிமத்தில் உள்ள எல்லா அணுக்களிலும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஒரே மாதிரியாகத்தான் இருக்கும். அதேபோல் ஒரு தனிமத்தின் அணு எண் வேறு எந்த ஒரு தனிமத்திற்கும் இருக்கவே இருக்காது. உதாரணமாக ஹைட்ரஜன் அணு புரொட்டனின் எண்ணிக்கை ஒன்றே ஒன்றுதான். எனவே ஹைட்ரஜனின் அணு எண் 1. இதே போல் ஒவ்வொரு தனிமத்திற்கும் அதன் புரொட்டன்களின் எண்ணிக்கையைப்  பொறுத்து வேவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான அணு எண்கள் இருக்கும். ஹீலியம்-2, லித்தியம்-3, பெரிலியம்-4, போரான்-5, கார்பன்-,6 பாஸ்பரஸ்-15, பிஸ்மத்-83 யுரேனியம்-92. புளூட்டோனியம் 94 என அணு எண்கள் பலவாறு இருக்கும். பிஸ்மத் அணு எண்ணுக்கு மேற்பட்ட அணு எண் கொண்ட தனிமங்களை நம்மால் பரிசோதனைக் கூடங்களில் கூட உருவாக்க முடியும். இந்த அணு எண்களின் வரிசைப்படிதான் தனிமங்களின் வரிசைப் பட்டியலில் (Periodic Table) அவற்றை நாம் வரிசைப்படுத்தி இருக்கிறோம். இதன் மூலம் அடுத்தடுத்த அணு எண் கொண்ட தனிமங்களின் குணாதிசயங்களில் உள்ள ஒற்றுமைகளை வைத்து மேலும் பல குடும்பங்களாக அவற்றை நாம் வகைப்படுத்த முடிகிறது.

அணு நிறை எண் (Atomic Mass Number): ஒரு அணுவின் உட்கருவிலுள்ள புரோட்டான்  மற்றும்   நியூட்ரான்களின்  கூட்டுத் தொகைதான்  அந்த  அணுவின் அணு நிறை எண்.

                                                                 

                         Magnesium atomic structure: Atomic Mass Number - 24

உதாரணமாக மெக்னீசியம் உட்கருவில் 12 புரொட்டான்களும் 12 நியூட்ரான்களும் உள்ளன. எனவே அதன் அணு நிறை எண் 24.

ஒரு தனிமத்தில் உள்ள எல்லா அணுக்களிலும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஒரே மாதிரியாகத்தான் இருக்கும் எனப் பார்த்தோம். ஆனால் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையோ அப்படி அல்ல. ஒரு சில தனிமங்களின் அணுக்களில் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை இயல்பை விட கூடுதலாகவோ குறைவாகவோ இருப்பதும் உண்டு. இவ்வாறு இயல்புக்கு மாறான எண்ணிக்கையில்  நியூட்ரான்களைக் கொண்ட தனிமங்களை நாம் ஐசடோப்பு என அழைக்கின்றோம்.

உதாரணமாக சாதரண ஹைட்ரஜன் அணுவின் உட்கருவில் ஒரே ஒரு புரோட்டான் மட்டுமே இருக்கும். ஆனால் டியூட்டெரியம் என்ற ஹைட்ரஜன் ஐசடோப்பில் ஒரே ஒரு புரொடானுடன் ஒரு நியூட்ரானும் உள்ளது. மற்றொரு ஐசடோப்பு டிரைட்டியம் இரண்டு நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கின்றது. ஆனால் இதிலும் ஒரே ஒரு புரொட்டான் மட்டுமே இருப்பதால் இதையும் ஹைட்ரஜனின் ஐசடோப்பு என்கிறோம்.

                        ஹைட்ரஜனின் ஐசடோப்புகள்

  

       1.Protium (Hydrogen)  2. Deuterium    3. Tritium    

நியாயமாகப் பார்த்தால் இந்த மூன்றையும் நாம் மூன்று வெவ்வேறு  தனிமங்களாகத்தான் பாவிக்க வேண்டும். ஆனால் ஒரே ஒரு புரொட்டான் ஹைட்ரஜனுக்கே உள்ள பண்பு. ஆகையால் ஒரே அணு எண் கொண்ட டியூட்டெரியம், டிரைட்டியம் இரண்டையும் நியுட்ரான்களின் வேறுபாடு காரணமாக ஹைட்ரஜன் என்று அழைக்க முடியாததால் இவற்றை நாம் ஹைட்ரஜனின் ஐசடோப்பு என்ற பெயரில் அழைக்க வேண்டியதாகிறது.

புரொட்டான் + நியூட்ரான் = அணு நிறை எண் எனும்போது நியூட்ரான்களின் இந்த கூடுதல்/குறைவு காரணமாக இந்த மூன்று தனிமங்களின் அணு நிறை எண்ணும் வித்தியாசமாயிருக்கும். இவ்வாறு ஒரு தனிமத்தின் அணு எண்ணுக்கும் அணு நிறை எண்ணுக்கும் உள்ள வேறுபாடுதான் ஒரு தனிமத்தின் ஐசடோப்புகளைக் கண்டறிய நமக்கு உதவுகின்றன.

அடுத்ததாக அணு நிறை எண் அதிகம் கொண்ட யுரேனியத்தின் ஐசடோப்புகளைப் பற்றிப் பார்ப்போம். நமக்கு இயற்கையில் கிடைக்கும் யுரேனியம் இருவகை ஐசடோப்புகளாகக் கிடைக்கின்றன.

அணு எண் 92  + 143 நியூட்ரான்கள் =  அணு நிறை எண் 235 கொண்ட யுரேனியத்தை நாம் U-235 என அழக்கிறோம்.

92 + 146 = 238 எனக் கிடைக்கும் யுரேனியத்தை நாம் U-238 என்கிறோம். 

           யுரேனியத்தின் ஐசடொப்புகள்  U-235 & U-238

அணு எடை (Atomic weight):  நாம் முதலில் பார்த்த அணு எண் வேறு.  இப்போது பார்க்கும் அணு எடை வேறு. அணு எடை என்பது ஒரு அணு இயல்பு நிலையில் அந்த அணுவிலுள்ள புரொட்டன், நியூட்ரான் மற்றும் எலெட்ரான்கள் நிறைகளின் மொத்தக் கூட்டுத் தொகையாகும். நாம் ஏற்கனவே எலெட்ரான்களின் நிறையைப் பற்றிப் பார்த்திருக்கின்றொம். ஒரு உட்கருவுடன் ஒப்பிடும் போது ஒர் எலெக்ட்ரானின் நிறை அதில் வெறும் 1/4300 பங்குதான். எனவே எணு எடைக்கும் அணு நிறை எண்ணுக்கும் பெரிய வித்தியாசம் ஒன்றுமில்லை. ஏறக்குறைய இரண்டும் சமம் எனலாம். ஐசடோப்புகள் உள்ள தனிமங்களுக்கு நாம் அணு எடையைக் காண முக்கியமான ஐசடோப்புகளின் அணு நிறை எண்களின்  கூட்டுத் தொகையைக்கு சராசரியைக் கணக்கிட வேண்டும். உதாரணமாக யுரேனியத்தின் அணு எடை என்பது 238+235/2=236.5+92/4300=236.521395 amu. (இங்கு 92 என்பது யுரேனியத்தின் எலெக்ரான்களின் எண்ணிக்கை)

அணு எடையை நாம் amu  (electronic mass unit) என்ற அலகில் குறிப்பிடுகின்றோம். இதையே ஒரு டால்டன் என்கின்றோம். இதையே கிராமில் சொல்வதானால் ஒரு கிராமை 602 பில்லியன் ட்ரில்லியனால் வகுக்க வரும் எடை ஆகும்!

அணுக்களின் மின் ஆற்றல்: நாம் பொதுவாக அணுக்களை சமநிலை மின்னோட்டம் (Electrically Neutral) கொண்டவையாகக் கருதினாலும் சில சமையங்களில் ஒரு அணு வேறு அணுக்களுடன் மோதும் போதோ இராசயண வினைபுரியும் போதோ வெளி அடுக்கில் உள்ள எலெக்ட்ரான்கள் எண்ணிக்கையில் ஒன்றை பெறவோ இழக்கவோ நேரிடும்.

  

அப்போது மின்னோட்டம் கொண்ட ஒரு புதிய அணு உருவாகும். இதை நாம் அயனி (ion) என்றும், இந்த நிகழ்வை அயனிமயமாக்கல்  (Ionization) என்றும் அழைக்கிறோம். இந்த நிகழ்வின் போது ஒரு அணு ஒரு எலெக்ட்ரானை இழக்க நேர்ந்தால் இழந்த அயனியை நேர்மின் அயனி என்றும், பெறும் அயனியை எதிர் மின் அயனி என்றும் அழைகின்றோம்.

அணுக்களின் கதிரியக்கத் தன்மை: ஒருசில அணுக்களின் உட்கரு இயற்கையிலேயே மாறும் தன்மை கொண்டவையாக் இருக்கும். இவ்வாறான அணுக்களை நாம் கதிரியக்கத் தன்மை (Radioactive) கொண்டவை என்கிறோம். இந்த மாற்றம் என்பது அணுவின் உட்கருவில் இரண்டு வகைகளில் நிகழ்கின்றது

  
    1. ஒரு அணுவின் புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான்களின் இயல்பான எண்ணிக்கையில் ஏற்படும் மாற்றம் கரணமாக உருவாகும் கதிரியக்கமாகும். அணுவின் உட்கருவில் இவ்வாறான மாற்றம் நிகழும்போது அதிலிருந்து ஆல்பா (alpha) அல்லது பீட்டா (beta) துகள்கள் அடங்கிய கச்திர்வீச்சு வெளிப்படும். இவ்வகைக் கதிவீச்சு மனிதன் உட்பட அனைத்து உயிரினங்களையும் அதிகம் பாதிக்கும்.

 
    2.இரண்டாவது வகைக் கதிர்வீச்சு உட்கருவில் புரொட்டான் + நியுட்ரான் கட்டமைப்பில் (arrangements) ஏற்படக்கூடிய மாற்றம் காரணமாக நிகழ்வது. இத்தகைய நிகழ்வின் போது வெளிப்படும் கதிர்வீச்சை காமா கதிர்கள் (Gamma rays) என்கிறோம். 

                                               

Carbon isotopes

யுரேனியம் U-235, U-238 ரேடியம் Ra-226 போன்றவை கதிரியக்கம் அதிகம் கொண்ட தனிமங்களாகும். அணு எண் 83ஐக் கொண்ட பிஸ்மத் தனிமத்தை விட அதிக அணு எண் கொண்ட அனைத்து தனிமங்களுமே கதிவீச்சுத் தன்மை கொண்டவைகளே. இலகுவான் குறைந்த அணு எண் கொண்ட ஒரு சில தனிமங்களின் ஐசடோப்புகளுக்கும் இக்கதிவீச்சுத் தன்மை உண்டு.  உதாரணம் ஹைட்ரஜனின் டியூட்டெரியம்,  மற்றும் கார்பன்-14.

ஒரு அணுவின் இத்தகைய இயற்கைக்கு மாறான பண்புகளை வைத்துத்தான் ஒரு எதிரியை வீழ்த்தப் பயன்படுத்திய அதே யுக்தியைக் கொண்டு இந்த அணுக்களையும் பிளக்க நாம் வழி வகை கண்டறிந்தோம்.

நாம் பெரும்பாலும் தனிமங்களைப் பூமியின் பாறைகளை அகழ்ந்து அதிலுள்ள கனிமங்களில் இருந்துதான் பெறுகிறோம். படிகப்பாறைகள் எரிமலைக் குழம்பு குளிர்ந்து இருகிய நிலையில் உருவனவை. எனவே லட்சக்கணக்காண ஆண்டுகளுக்கு முன் உருவான பாறைகளிலிருந்து பெறப்படும் ஒரு தனிமத்திற்கும் சமீப காலங்களில் உருவான பாறைகளிலிருந்து பெறப்படும் அதே தனிமத்திற்குமான பண்புகளில் சிறிதளவு வித்தியாசம் இருக்கவே செய்யும். ஐசடொப்புகள் உருவாக இத்தகைய பண்புகளே காரணம் எனலாம். லட்சக்கணக்கான ஆண்டுகட்கு முன்பு உருவான பாறைகளிலிருந்து பெறப்பட்ட  யுரேனியம் U-238 நிலைத்த தன்மையுடையதாகவும் அதன் அணுக்களை அவ்வளவு எளிதில் பிளக்க முடியாத குணத்துடனும் விளங்குகின்றது. ஆனால் வயது குறைந்த பாறைகளில் இருந்து பெறப்படும் யுரேனியமானது இன்னும் U-238 போன்று அந்தப் பக்குவ நிலையை அடையததால் இது நிலையற்ற தன்மையுடையதாகவும் இதன் அணுக்கள் எளிதில் பிளவுறும் தன்மை (fission) கொண்டதாகவும் இருக்கின்றது. எனவேதான் இந்த (Fissile) வகை U-235 யுரேனியத்தை நாம்மால் எளிதில் பிளக்க முடியுமாதலால் இதுதான் எரிப்பதற்கு ஏற்ற அணு எரிபொருள் வடிவம் ஆகும். எனவேதான் அணு வெடி  சோதனைகளுக்கு இதனையே நாம் அதிகம் பயன் படுத்துகின்றோம். இவை பெரும்பாலும் அதிகம் கதிர்வீச்சுத் தன்மை உடையவை.

-மீண்டும் சந்திபோம்.......