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

பிஜிராமன் wrote: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.......

நல்ல கேள்வி ராமன்.

முதலில் அரை ஆயுள் காலம் என்றால் என்னவென்று அறிந்து கொள்வோம்.

கதிரியக்க பொருள் 50% சிதைவடைய ஆகும் காலம் அரை ஆயுள் காலம்/ அரை சிதைவு நேரம்/ அரை வாழ் நாள் / Half life period என்று அழைக்கப்படுகிறது.

விளக்கம்:

இது வரை 118 தனிமங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளது. அவற்றில் 112 மட்டுமே முழுமையாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. இவற்றில் கிட்டத்தட்ட 40 மட்டுமே நிலையில்லாத ஐசோடோப்புகள் ஆகும். மீதி அனைத்தும் நிலையான ஐசோடோப்புகள்.

நிலையான ஐசோடோப்புகள் கதிரியக்கத்தை தருவதில்லை அல்லது மிகக் குறைவான அளவே தருகிறது. இதன் அரை ஆயுள் காலம் மிகக்குறைவு. எனவே இது மருத்துவம் போன்ற இன்றியமையாதவற்றிற்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நிலையற்ற ஐசோடோப்புகள் மட்டுமே கதிரியக்கத்தை அதிகமாக வெளியிடுகிறது. இவற்றின் அரை ஆயுள் காலம் குறைந்தது 100 ஆண்டுகள் ஆகும்.

யுரேனியம்-238 ன் அரை ஆயுள் காலம் கிட்டத்தட்ட 4.47 பில்லியன் ஆண்டுகள். யுரேனியம் -235 ன் அரை ஆயுள் காலம் கிட்டத்தட்ட 704 மில்லியன் ஆண்டுகள்.

புளுட்டோனியும் -244, ன் அரை ஆயுள் காலம் கிட்டத்தட்ட 80 மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகும்.

தோரியம்- 232, ன் அரை ஆயுள் காலம் கிட்டத்தட்ட 14.05 மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகும்.

கூடுதல் தகவல்:
இந்த ஐசோடோப்புகள் தமிழில் ஓரிடத்தான் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஏன் அரை ஆயுள் காலத்தை தனியாக குறிபிட்டுள்ளனர் ஏதேனும் காரணம் உள்ளதா பிரபு அண்ணா

இரா.பகவதி wrote:ஏன் அரை ஆயுள் காலத்தை தனியாக குறிபிட்டுள்ளனர் ஏதேனும் காரணம் உள்ளதா பிரபு அண்ணா

கொஞ்சம் விரிவாக கேளுங்கள் பகவதி.

கதிரியக்க பொருள் 50% சிதைவடைய ஆகும் காலம் அரை ஆயுள் காலம்/ அரை சிதைவு நேரம்/ அரை வாழ் நாள் / Half life period என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஏன் நாம் பொதுவாக அரை ஆயுட்காலதை கணக்கிடுகிறோம் ,அதை கணக்கீட்டு அதை வைத்து ஏதாவது கணக்கிடுகிறோமா

அணு பற்றிய தகவல்கள் அனைத்தும் அருமை.

பிஜிராமன் wrote: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.......

ராமன் உங்கள் கேள்விக்கு பதில்

நிலையற்ற ஐஸோடோப்களின் அரைவாழ் நாள் குறைவு. நிலையான ஐஸோடோபுகளின் அரைவாழ்நாள் அதிகம். காரணம் கீழே

இயற்கையில் கிடைக்கும் யுரேனியம் மூன்று ஐஸோடோபுகளில் இருக்கிறது. இவை யு233, யு235, யு238. இதில் யு233 இயற்கையில் கிடைப்பதில்லை, அது போல் ப்ளூட்டோனியம் இயற்கையில் கிடைப்பதில்லை. இவை முறையே தோரியத்தில் இருந்து யு233, யு238 இருந்து ப்ளூட்டோனியம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

பொதுவாக இயற்கையில் கிடைக்கும் பொருள்கள் நிலைத்தன்மையுடன் இருக்கும், இவற்றை உடைக்க அதிக அளவு சக்தி தேவை. இவைகள் உடைக்கமுடியா ரேடியோ ஆக்டிவ் தனிமங்கள் என்று கூறப்படுகிறது (non fission). இதற்கு மாறாக செரிவூட்டப்படும் யு ரேனியம், ப்ளுடோனியம் இயற்கையில் கிடைப்பதில்லை. இதில் அதிக அளவு உள் சக்தி (internal energy) இருக்கும். ஆதலால் இவை குறைந்த காலம் மட்டுமே வாழும், அதாவது அதி வேகமாக ரேடியோ ஆக்டிவ் கதிர்களை வெளிப்படுத்தும். இவை உடைப்பது சுலபம். fast breeder reactor இல் இந்த வேலை தான் நடைபெறுகிறது. இயற்கை யுரனியத்தை, செறிவூட்டி பிறகு சுலபமாக உடைத்து அதில் இருந்து நீராவி உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

இது உங்களுக்கு புரிய ஒரு சின்ன உதாரணம் ஒரு ரப்பர் பந்து தரையில் இருப்பதாக கற்பனை செய்து கொள்ளுங்கள், இதன் அருகில் ஒரு மீட்டர் உயர தடை உள்ளது என்று நினைத்து கொள்ளுங்கள் . ஆனால் இந்த பந்து அந்த தடையை தானாக தாண்ட முடியாது. இயற்கை உரேனியம் இப்படி தான். ஆனால் இதில் ரப்பருக்கு எப்படி குதிக்கும் தன்மை உள்ளதோ அது போல், இந்த யுரேனியத்துக்கும் ரேடியோ ஆக்டிவ் தன்மை இருக்கும்.

இப்போது அந்த ரப்பர் பந்தை மேலிருந்து கீழே போடுங்கள், அது அதன் இயற்கை தன்மையால் குதித்து தடையைத் தாண்டும். இயற்பியலில் இப்படி உள்ள தடையை physical barrier என்று கூறுவர். இது போல் யுரேனியத்தின் தடையை நீக்க செறிவூட்டி, நிலையில்லா ஐசடோப்புகளாக மாற்றி அதன் சக்தியை அதிகரித்து சுலபமாக உடைக்கின்றனர்.

இரா.பகவதி wrote:கதிரியக்க பொருள் 50% சிதைவடைய ஆகும் காலம் அரை ஆயுள் காலம்/ அரை சிதைவு நேரம்/ அரை வாழ் நாள் / Half life period என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஏன் நாம் பொதுவாக அரை ஆயுட்காலதை கணக்கிடுகிறோம் ,அதை கணக்கீட்டு அதை வைத்து ஏதாவது கணக்கிடுகிறோமா

அரை வாழ் நாள் என்பது உண்மையில் வாழ்நாளில் அரை அளவு என்று அர்த்தம் செய்யக்கூடாது. ஒரு பொருளில் உள்ள radioactive கதிர் இயக்கம் அதன் உண்மை அளவில் இருந்து குறைந்து, பொருளின் நிறை பாதியாக குறையும் காலம் தான் half life பீரியட்.

இது சாதாரணமாக கணக்கில் வரும் லீனியர் விகிதம் கிடையாது. அதாவது ஒரு ஆளுக்கு இரண்டு கைகள், அப்படி யானால் பத்து ஆளுக்கு மொத்தம் எத்தனை கைகள் என்று கேட்டால், 20 என்று கூறுவோமே அது போல் இது இல்லை. Half life என்பது exponential கணித குறியீடு.

கீழுள்ள படங்களை பாருங்கள், உங்களுக்குப் புரியும். மேலும் விளக்குகிறேன்.

போல் யுரேனியத்தின் தடையை நீக்க செறிவூட்டி, நிலையில்லா ஐசடோப்புகளாக மாற்றி அதன் சக்தியை அதிகரித்து சுலபமாக உடைக்கின்றனர்.

அருமையான விளக்கம் ஐயா......நிலையான மற்றும் நிலையற்ற ஐஸோடோப்களை பற்றி அறிந்து கொண்டேன்....

ஐயா, இந்த நிலையான ஐஸோடோப்பை நிலையற்றதாக்க, அதனை செறிவூட்ட வேண்டும் என்று கூறுகிறீர்கள், அப்படி அதனை செறிவூட்ட, எதை பயன்படுத்துகிறோம், இதற்கு ஏதாவது வழிமுறை இருக்கிறதா ஐயா.......

நன்றி ராமன்
செறிவூட்ட நியுட்ரான்கள் பயன்படுகிறது.
உதாரணமாக யு238 /92 இதன் உடன் நியூட்ரான் சேர்க்கும் போது இது யு239/92, இது நிலையில்லா தன்மையால் மேலும் மாற்றம் அடைந்து யு239/94 ஆக மாறும். இதுவே ப்ளூட்டோனியம் என்று நாம் கூறுவது. இந்த ப்ளூட்டோனியம் அதிக சக்தியுடன் இருக்கும். இதில் ஒரு நியூட்ரான் இணைய முயற்சிக்கும் போது, அது சிதைந்து யு235/92 ஆக மாறும்.

இதன் மூலம் இயற்கையில் உடைக்கமுடியா (un-fissionable element)
நியூட்ரான் இணைந்து கூடுதல் எரிபொருளான புளூ டோனியமும், யு235 கிடைக்கிறது. இந்த மாற்றத்தை செய்யும் கொதிகலனை நாம் fast breeder reactor என்று கூறுகிறோம். இதில் ஒரு விஷேசம் சாதாரண reactor இல், வெளிப்படும் நியூட்ரான் களை உறிஞ்சி reaction கட்டுப்படுத்த கணநீர் (heavy water ) moderator ஆக பயன்படுத்தப்படுகிறது. மேற்சொன்ன வகையில் இந்த கணநீரும் இந்த வகையில் அவசியம் இல்லை. ஒரு எரிபொருளே இன்னொரு எரிபொருளை உருவாக்கி வெளிப்படும் நியூட்ரான்களை உறிஞ்சிக்கொள்கிறது.

இது radioactive கதிர் இயக்க ஆபத்தை குறைக்கிறது. பழைய வகை reactor இல் பயன்படுத்தப்படும் கணநீர் ஒரு சில சுழச்சிக்குப் பிறகு சுத்திகரிப்பு ஆலைக்கு சென்று வெளியில் கடலில் அல்லது நிலத்தில் கலக்கப்படும். இதில் என்ன தான் சுத்திகரிப்பு செய்தாலும் ஒரு சில கதிர் இயக்க வினைபுரியும் தன்மை உள்ள தனிமங்கள் இருக்கும். இவையே மக்களுக்கு தொல்லை செய்யும். ஆனால் இன்றைய நவீன உலகத்தில் பயன்படுத்தும் ரியாக்டர் பெரும்பாலும் fast breeder reactor தான். இதில் வெளிப்படும் அனைத்து கதிர் இயக்கமும் அதன் உள்ள ஈர்க்கப்படுகிறது. இதை தான் அரசு சொல்கிறது, கூடங்குளம் ஆபத்து இல்லாதது என்று.

அசம்பாவிதம் நடக்கா பட்சத்தில் இதில் இருந்து ஒரு துளியும் வெளி வராது. அசம்பாவிதம் நடந்தாலும் இந்த ரியாக்டரை சுற்றி பல அடுக்குப் பாதுகாப்பு வளையம் உள்ளது. இதை தாண்டி வெளியில் உள்ள மக்களுக்கு பாதிப்பு வரும் என்று கூறுவது குதிரைக்கு கொம்பு முளைக்கும் என்று கூறுவது போன்றது.

நாம் அன்றாடம் சமையல் அறையில் பயன்படுத்தும் எரி வாயு உருளை ஒரு வெடிகுண்டு தான். இதை சரியாகப் பயன்படுத்தாததால் ஒரு சில வீடுகளில் விபத்து நிகழ்ந்துள்ளது. இதனால் உருளை வீடுகளில் பயன்படுத்துவது தவறு என்று கூறுவது எப்படி சரியாகதோ அது போல் தான் அணு உலை எதிர்ப்பும். வீட்டில் வெடிகுண்டு வைத்து சமையல் செய்யலாம். இது தவறில்லை. ஆனால் அரசு இது போன்ற ஒன்றை பயன்படுத்தி மின்சாரம் தயார் செய்வது தவறு என்று கூறுவது எப்படி சரி. இதை விளக்கி சொன்னால் மாண்புமிகு அப்துல் கலாமை கேள்வி கேட்கிறார்கள்.

மக்களின் முட்டாள்தனததை மீடியாக்கள் பயன்படுத்தி கொள்கிறது.

பகவதி உங்கள் கேள்விக்கு மேலும் விளக்கம்,
மேலுள்ள படங்களை பாருங்கள்.

மேல கொடுத்த படத்தில் கார்பன்-14 என்ற தனிமம் 10 கிராம் எடையில் இருந்து 5 கிராம் எடையாக மாற 5730 ஆண்டுகள் ஆகும். இது 5 கிராம் எடையில் இருந்து பாதியாக குறைய 5730 ஆண்டுகள் ஆகும். இது இப்படியே போகும். இதை அந்த படத்துக்கு கீழுள்ள சமன்பாட்டில் மூலம் அறியலாம்.

ஆக கார்பன் தனிமத்தை பொறுத்தவரை தன் நிறை எடையில் இருக்கும் முதல் அளவில் இருந்து அடுத்த அளவுக்குப் பாதியாக அழியும் காலம் ஒன்று தான், அது 5730 ஆண்டுகள் தான்.

இப்போது ஒரு பொருள் முதல் அளவு தெரியாமல் முழுவதும் அழிந்து விடும் காலம் எவ்வளவு என்று கேட்டால் அதற்கு விடை கூற முடியாது. இது நீங்கள் எடுக்கப்படும் முதல் நிறையைப் பொறுத்து அமையும்.

10 கிராம் எடுத்தால் ஒரு கால அளவு, 20 கிராம் எடுத்தால் வேறு ஒரு கால அளவு. 10 கிராமுக்கு இவ்வளவு ஆண்டுகள் அப்படியானால் இருபது ஆண்டுக்கு இவ்வளவு என்று இரட்டிப்பு செய்யக்கூடாது. இதன் கணித விகிதம் வேறு. இதனால் தான் தனிமங்களின் அழிவுக்காலம் அரை ஆயுள் காலங்களில் குறிக்கப்படுகிறது.

இதை மேலும் சுலபமாக புரிந்து கொள்ள ஒரு கணக்கு

ஓருவருக்கு முதல் நாள் ஒரு ரூபாய் கொடுக்கிறேன் என்று வைத்து கொள்ளுங்கள். அவர் பதிலுக்கு ஒரு ரூபாய் சேர்த்து, இரண்டு ரூபாய் திருப்பி கொடுக்கிறார் என்று வைத்து கொள்ளுங்கள்.

இரண்டாம் நாள் அவருக்கு என்னிடம் உள்ள இரண்டு ரூபாய் கொடுக்கிறேன் அவர் இரண்டு ரூபாய் இணைத்து நான்கு ரூபாய் திருப்பி கொடுக்கிறார் என்று கற்பனை செய்து கொள்ளுங்கள் .

இது சாதாரணமாக தெரியும், இப்படி போனால் ஒரு மாத கழித்து 30ஆம் நாள் 53,68,70,912 ரூபாய் நான் கொடுப்பேன், அவர் பதிலுக்கு ஐம்பத்து மூன்று கோடியே 68 லட்சத்து, எழுபது ஆயிரத்து தொள்ளாயிரத்து பனிரெண்டு ரூபாய் கொடுப்பார்.

மிகவும் மலைப்பான கணக்கு இது.

இந்த கணக்கில் எல்லா நாளும் உள்ள பணம் அதற்கு அடுத்த நாளில் உள்ள பணத்துக்கு பாதி அளவு உள்ளது. இரண்டாம் நாள் தொடங்குவது இரண்டு ரூபாய், அது மூன்றாம் நாளின் நான்கு ரூபாயில் பாதி, அந்த நான்கு ரூபாய் அடுத்த நாளில் பாதி. ஆக அனைத்து நாளுமே அடுத்த நாளில் பாதியில் தான் ஆரம்பம் ஆகிறது.

இதே கணக்கு ஒரு ரூபாய்க்கு பதில், 10 ரூபாய்யில் ஆரம்பித்தால் அதன் இறுதி தொகை வேறு. முப்பது நாளுக்கு பதிலாக 10 நாள்கள் எடுத்தால் அதன் மதிப்பு வேறு. ஒரு நாளுக்கு ஒரு முறை என்பதற்க்கு பதிலாக ஒரு வாரத்துக்கு ஒரு முறை என்று வைத்து கொண்டால் அதன் மதிப்பு வேறு. ஆக இந்த கணக்கில் உள்ள ஒற்றுமை இந்த பாதி அளவு தான். இது நீங்கள் எடுக்கப்டும் முதல் தொகையைப் பொருத்தும், எத்தனை நாள் கணக்கு போடுகீறீர்கள் என்பதை பொருத்தும், எத்தனை நாளுக்கு ஒரு முறை என்பதை பொருத்தும் மாறும். எந்த வகையானாலும் இதில் உள்ள ஒரு சமன்பாடு பாதி அளவு விகிதம் தான்.

அது போல் தான் அணுவின் ஆயுள் காலமும், நீங்கள் எடுக்கப்படும் எடை எவ்வளவு வேண்டுமானால் இருக்கலாம், ஒரு பங்கில் இருந்து அடுத்த பங்குக்கு பாதியாக சிதையும் காலம் தெரிந்தால் அது முழுவதும் சிதையும் காலம் கணித்து விடலாம். , (அதாவது ஒரு ரூபாய் இரண்டு ரூபாய்யாக மாறுவதற்கு ஒரு நாள் தேவையா ஒரு வாரமா என்று நினைக்கிறோமோ, அது போல் தான் ஒரு பொருள் அதன் நிறை எடையில் இருந்து பாதி அளவு குறையும் காலம் 10 விநாடியா 10000 வருடமா என்பது , இது ஒவ்வொரு தனிமத்திருக்கும் மாறும்)

இதன் காரணமாக இந்த முறையில் அதாவது half life அளவில் எல்லா அணுவின் சிதைவுக் காலம் குறிக்கப்படுகிறது. இது தெரிந்தால் நீங்கள் எந்த அணுவின் சிதைவுக்காலத்தையும் அதன் முதல் எடுக்கப்படும் எடையைப் பொறுத்து கூறிவிடலாம்.

பள்ளிக்கூடத்தில் படிக்கும் போது நான் மிகவும் வியந்து உணர்ந்த தத்துவம் இந்த half life பீரியட். இயற்பியல் பாடத்தில் இது போன்ற அழகான, ஆழமான, அவ்வளவு எளிதில் புரியாத விளக்கங்கள் நிறைய உண்டு.

இது புரிந்து கொள்வது சற்று கடினம். கொடுப்பட்ட படங்களையும், விளக்கத்தையும் உணர்ந்து படித்தால் புரியும். மேலும் விளக்கம் தேவையெனின் சொல்லுங்கள்.