நுண்ணறிவுத் தகவல்கள்: அணுசக்தி (வேதியியல்)

First topic message reminder :

வணக்கம் நண்பர்களே,

நுண்ணறிவுத் தகவல்கள் பகுதியில் அடுத்து நாம் இங்கே காண இருக்கும் பகுதி அணுசக்தி ஆகும். இது இந்த கால கட்டத்திற்கு மிகவும் தேவையான மற்றும் அறிய வேண்டிய ஒன்று என்பதில் மாற்று கருத்து இருக்காது. அணுசக்தி எந்த வகையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதையும், அதன் தேவைகளையும், அதன் விளைவுகளையும் நாம் இங்கே காண இருக்கிறோம்.

இதில் உங்களுக்கு எழும் ஐயங்களை தயங்காமல் கேட்கும் போதுதான் இந்த திரி முழு வெற்றியடையும். என்னால் இயன்றவரை இங்கே பதில் அளிக்கிறேன். அண்ணன் சதாசிவம் அவர்கள் கண்டிப்பாக நல்ல வழிகாட்டுதலை இந்த திரியில் வழங்குவார்கள் என எதிர்பார்க்கிறேன்.

அணுவை பற்றிய பகுதி ஒரு கடல் போன்றது. இதை பற்றிய ஓரளவு அறிவை பெறுவதே இந்த திரியின் நோக்கமாகும்.

இந்த திரி தொடர்பான ஐயங்கள், மாற்றுக் கருத்துக்கள் மற்றும் பதில்களைத் தவிர்த்து, தேவையற்ற விவாதங்கள் மற்றும் பாராட்டுகளை தயவு செய்து தவிர்க்கவும். அவ்வாறு நிகழுமானால் அவை முன்னறிவிப்பின்றி நீக்கப்படும்.

இத்திரியின் நோக்கம், மற்றும் விதிகளை அறிய இங்கே கிளிக் செய்யவும்

உங்கள் கேள்விக்கான பதில் பிறகு சொல்கிறேன். காரணம் இப்போது பதிலளித்தால் குழப்பங்கள் ஏற்படும். தொடர்ந்து படியுங்கள் ராமன்.

அணு எண்: (Z)

ஒரு தனிமத்தில் உள்ள எலெக்ட்ரான் அல்லது புரோட்டானின் எண்ணிக்கையே அணு எண் எனப்படும். இது Z எனும் குறியீடால் குறிக்கப்படுகிறது.

புரோட்டான் மற்றும் எலெக்ட்ரானின் எண்ணிக்கை எப்பொழுதும் அனைத்து தனிமங்களுக்கும் சமமாகவே இருக்கும். நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மட்டும் வேறுபடக்கூடியது. அணு எண் உயர உயர நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையும் உயர்கிறது.

சில குறிப்பிட்ட தனிமங்களின் அணு எண்கள்:

1- ஹைட்ரஜன்
2- ஹீலியம்
3- லித்தியம்
4- பெரிலியம்
5- போரான்
6- கார்பன்
7- நைட்ரஜன்
8- ஆக்சிஜன்
9- ப்ளுரின்
10- நியான்

அனைத்து தனிமங்களின் அணு எண்களை அறிய இங்கே கிளிக் செய்யவும் .



நிறை எண்: (A)

புரோட்டான் அல்லது எலெக்ட்ரான் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையின் கூடுதலே நிறை எண் எனப்படும்.

A= புரோட்டான் அல்லது எலெக்ட்ரான் எண்ணிக்கை + நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை

ஹைட்ரஜன் தனிமத்தில் நியூட்ரான் கிடையாது. எனவே அதன் நிறை எண் 1 ஆகும்.
கார்பனில் 6 நியூட்ரான்கள் உள்ளது. எனவே அதன் நிறை எண் 12 ஆகும்.

யுரேனியம் அணுவில் 92 புரோட்டான்களும் 146 நியூட்ரான்களும் உள்ளது. எனவே அதன் நிறை எண் 238 ஆகும்.

ஐசோடோப்புகள்:

ஒத்த அணு என்னையும் , மாறுபட்ட நிறை என்னையும் கொண்ட தனிமத்தின் அணுக்கள் ஐசோடோப்புகள் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

எ.கா: யுரேனியத்தின் அணு எண் 92. அதில் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 143 அல்லது 146 ஆகும். எனவே இதன் நிறை எண் 235 அல்லது 238. ஆகும். இந்த நிறை எண் மாறுபடும்போது அது ஒரு வேதி பண்பையும், சிறிது வேறுபட்ட இயற்பியல் பண்பையும் கொண்டிருக்கும்.

வளர்ந்த நாடான ஜப்பான்,மிக சிறந்த உள்கட்டமைப்பு உடைய ஜப்பான், இனி ஒரு அணு உலை ஆபத்தை சந்திக்கும் சக்தி தனக்கு இல்லை எனவும், இனி புது அணு உலை அமைப்பதில்லை என முடிவு செய்துவிட்டது .

மிக சிறந்த உள்கட்டமைப்பு இல்லாத இந்தியாவில் அணு உலை பாதுகாப்பானதா , அப்படி பாதுகாப்பு உடையதாக மாற்ற என்ன செய்யவேண்டும் .

சதாசிவம் அவர்கள் அணு மின் சக்தி மிக அவசியம் என்று சொன்னதால் இந்த கேள்வி ..

நல்ல கேள்வி அண்ணா.......ஆனால், இதற்கான பதில் இந்த பகுதியின் இறுதியாக அமையும் என்று எண்ணுகிறேன்.

காரணம் இப்பொழுது நாம் அணுவைப் பற்றியும், அதன் தன்மைகள் பற்றியுமான அடிப்படை தகவலை தெரிந்துகொண்டு வருகிறோம்.

இப்பொழுது தான், ஐஸோடோப்களை பற்றி தெரிந்துள்ளோம் அதிலும் நிறைய உள்ளன. இன்னும் ஐசோபார்கள், ஐஸோமெர்ஸ், ஐஸோடோன்ஸ், ஐஸோடெர்ஸ் என நிறைய உள்ளன.

ஐசோபார்கள்:

ஒரே நிறை என்னையும் மாறுபட்ட அணு என்னையும் கொண்டவை ஆகும்.

எ.கா: ஆர்கான், பொட்டாசியம், கால்சியம் ஆகியவை 40 என்ற ஒரே நிறை எண்ணை கொண்டுள்ளன.

ஐசோமர்கள்:

ஒரே அணு எண் மாற்று ஒரே நிறை எண் அஆகியவற்றை பெற்று இருந்தாலும் வெவ்வ்வேறு கதிரியக்க பண்புகளை கொண்டவை.

புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான்களின் பண்பில் ஏற்படும் மாற்றத்தால் இவ்வாறு நிகழ்கிறது.
எ.கா: யுரேனியம் A மற்றும் யுரேனியம் Z ஆகியவை அணு எண் 91 மற்றும் நிறை எண் 234 ஐ கொண்டுள்ளது.

ஐசோட்டோன்கள்:

ஒரே எண்ணிக்கையில் நியூட்ரான்களையும் வெவ்வேறு நிறை எண் மற்றும் அணு எண்ணை கொண்டவை ஆகும்.

எ.கா: கார்பன், நைட்ரஜன், ஆக்சிஜன் ஆகியவற்றில் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை 8 ஆக உள்ளது.

ஐசோஸ்டெர்ஸ்

இவை மூலக்கூறுகள் அல்லது அயணிகள் ஆகும், இவை ஒரே அளவுடைய அனுவையும், ஒரே எண்ணிக்கையிலான வேதியியல் இணைவு எலக்ட்ரான் களையும் கொண்டது.

உதாரணத்திற்கு

சோடியம் மற்றும் ஹைட்ரஜன்
கார்பன் டை ஆக்ஸைடு CO2 மற்றும் நைட்ரஸ் ஆக்ஸைடு N20
சில்லிகோன் மற்றும் கார்பன்

இவை ஒவ்வொன்றும் பண்புகளில் வேறுபடுகிறது.

atom என்ற சொல் கிரேக்க மொழியில் இருந்து வந்த சொல் ஆகும். atomos என்ற சொல்லே வேர் சொல் ஆகும்.
atomos என்றால் பகுக்க முடியாத, மேலும் பிளக்க முடியாத என்று பொருள் ஆகும்.
ஆனால் நம் விஞ்ஞானம் மேலும் அணுவை பகுத்து ப்ரோடான், ஏலக்டரன் மற்றும் பலவற்றையும், அணுக்கரு இணைவு மற்றும் அணுக்கரு பிளவு போன்றவைகளை
கண்டறிந்து, கிரேக்கமொழியின் அர்த்தத்தை பொய் ஆக்கி உள்ளது.

நம் விஞ்ஞானம் மேலும் அணுவை பகுத்து ப்ரோடான், ஏலக்டரன் மற்றும் பலவற்றையும், அணுக்கரு இணைவு மற்றும் அணுக்கரு பிளவு போன்றவைகளை
கண்டறிந்து, கிரேக்கமொழியின் அர்த்தத்தை பொய் ஆக்கி உள்ளது

மிக உண்மை,

அதுமட்டுமல்லாது, அந்த ப்ரோட்டான், எலக்ட்ரான் இவற்றின் உள்ளும் நுழைந்து குவார்க்ஸ் (Quarks) என்ற மின்னூட்டப்பட்ட துகள்கள் இருப்பதைக் கண்டுள்ளனர், இவை ஒவ்வொரு எலக்ட்ரான் மற்றும் ப்ரோட்டானில் உள்ளும் மூன்று துகள்கள் உள்ளன, மேலும் இவை ஒன்றோடு மற்றொன்று பிணைக்கப்பட்டுள்ளன, இவை கிலூன்ஸ் (Gluons) என்று அழைக்கப்படுகிறது.

நன்றி ராமன் மற்றும் செல்ல கணேஷ்

அணுக்கரு வினைகளில் முக்கியமாக பயன்படும் தனிமம் யுரேனியம் ஆகும். இதை பற்றி சிறிது அறிந்து கொள்வோம்.

யுரேனியம் திண்ம நிலையில் உள்ள ஒரு தனிமம் ஆகும்.

இதன் அணுஎண் 92, மற்றும் இதன் அணுக்கருவில் 146 நியூட்ரான்கள் உள்ளது.

இதன் வேதியியல் குறியீடு U ஆகும்.

இதுவே இயற்கையில் கிடைக்கும் அதிக அணுநிறை கொண்ட தனிமம்.

இதன் அணுநிறை வெள்ளீயத்தை விட ஏறத்தாழ இரண்டு மடங்கு அதிகம்.

இது தனிமங்களின் அட்டவனையில் ஆக்ட்டினைடுகள் வரிசையைச் சேர்ந்த ஒரு தனிமம்.

யுரேனியம் சிறிதளவு கதிரியக்க இயல்பு கொண்ட தனிமம். இத் தனிமம் நில உருண்டையில், மண்ணிலும் பாறைகளிலும், நீரிலும் மிகமிகச் சிறிதளவே கிடைக்கின்றது.

பெரும்பாலும் யுரேனைட்டு போன்ற கனிமப்படிவுகளில் இருந்து பிரித்தெடுக்கப்படுகின்றது. கிடைக்கும் அளவு மில்லியனுக்கு ஒரு சில என்னும் சிற்றளவிலேயே கிடைக்கின்றது.


இயற்கையில் கிடைக்கும் யுரேனியம் அணுக்கள் பெரும்பாலும் யுரேனியம்-238 (99.275%), மற்றும் யுரேனியம்-235 (0.72%) என்னும் வகைகளாகவும், மிக மிகச் சிறிதளவு (0.0058%) யுரேனியம்- 234 என்னும் வகையாகவும் உள்ளன.



இது உடலுக்கு தீங்கு விளைவிக்க கூடியது ஆகும்.

தகவல் உதவி: விக்கிபீடியா

அணு பிளப்பின் கோட்பாடு

யுரேனியம் –235, புளுட்டோனியம்- 239 போன்ற கனமான அணுக்களின் ஐசோடோப்புகள் நிலையற்றவை. அவற்றை நியூட்ரான்கள் கொண்டு தாக்கும் போது பிளக்கப்படுகின்றன. இந்த நிகழ்வின் போது மிகுந்த ஆற்றல் வெளிப்படுகிறது. இந்நிகழ்வே அணுக்கருப்பிளப்பு எனப்படுகிறது.

இந்நிகழ்வின் போது ஒரு அணு இரு சிறு அணுவாகவும், இரண்டு அல்லது மூன்று நியூட்ரான்களும் உண்டாகிறது. இவ்வனுக்களின் நிரி எண் யுரேனியம் –235 அல்லது புளுட்டோனியம்- 239 ஆகியவற்றின் நிறை எண்ணை விட சிறிது குறைவாகவே இருக்கும்.

இவ்வாறாக அணுக்கரு பிளப்பின் போது சிறிதளவு திண்மைப்பொருள் (வலிமை வாய்ந்தது) அழிந்து ஆற்றலாக வெளிப்படுகிறது.

ஐன்ஸ்டீனின் புகழ் பெற்ற விதிப்படி மிகக்குறைவான திண்மைப் பொருள் அபரிமிதமான அளவு ஆற்றலுக்கு சமம்.



அதாவது 1 கிகி யுரேனியத்தில் உள்ள ஆற்றல், 3400 டன் நிலக்கரியில் உள்ள ஆற்றலுக்கு சமமாகும்

அண்ணா, நிலையற்ற ஐஸோடோப்களின் அரைவாழ் நாள் அதிகமா அல்லது, நிலையான ஐஸோடோப்களின் அரைவாழ் நாள் அதிகமாக இருக்குமா.....கொஞ்சம் இதைப் பற்றி கூறுங்கள்.....

காரணம், நாம் அணு உலையில் உபயோகிப்பது யுரேனியம், இதுவோ நிலையற்றது அதனால் கேட்கிறேன்......கூறுங்கள் அண்ணா.......

உங்கள் கேள்விக்கான பதிலை அறியும் முன் கதிரியக்கம் பற்றி அறிந்து கொள்வோம் ராமன்.

கதிரியக்கம்:

1896 ஆம் ஆண்டு வாக்கில் ஹென்றி பெக்கெரல் என்பவர் பாஸ்பரசன்ட் பொருள்களை பற்றி ஆய்வு செய்தார். ஒருநாள் தற்செயலாக கன யுரேனியம் உள்ள கனிம குவியல் ஒன்றை, கருப்புத்தாளால் சுற்றப்பட்ட, இருட்டறையில் வைத்துவிட்டார். பிறகு அந்த கருப்புத்தாளை உருப்பெருக்கம் செய்தபோது கனிமம் வைக்கப்பட்ட இடத்தில் ஒரு கரும்புள்ளி இருப்பதை கண்டார்.

மேலும் ஆய்வு செய்த போது யுரேனியம் கனிமம் X – கதிர்களை விட கூடுதலான ஊடுறவு திறன் கொண்ட மர்ம கதிர்களை வெளியிடுவதை கண்டார். இக்கதிர்கள் காற்றையும் ஏனைய வாயுக்களையும் அயனிகளாக்கின. இத்தகைய கனிமங்களே கதிரியக்க கனிமங்கள் எனப்படும். இந்நிகழ்வு கதிரியக்கம் எனப்பட்டது. சில சமயம் மாதக்கணக்கில் கூட கதிரியக்கம் வெளிப்பட்டது.

ஒரு பொருள் தன்னிச்சையாகவோ, புறதூண்டுதல் காரணமாகவோ ஆல்பா, பீட்டா, காமா போன்ற கதிர்வீச்சை வெளியிடும் நிகழ்வே கதிரியக்கம் எனப்படுகிறது (Radio activity).

கதிரியக்கத்தை SI அலகில் Bq என்று அளப்பார்கள். இதற்கு பெக்கெரல் (Becquerel) என்று பொருள்.