சாதாரண நீர் தெரியும்; கனநீர் என்றால் என்னவென்று தெரியுமா?

கடல் நீரைப் பற்றிக் கேள்விப்பட்டிருக்கிறோம். ஏரி நீரைப் பற்றிக் கேள்விப்பட்டிருக்கிறோம். குடிநீரைப் பற்றியும் நமக்குத் தெரியும். ஆனால், கனநீரைப் பற்றி கேள்விப்பட்டிருக்கிறோமோ ? இதற்கான பதில் இல்லை என்பதாகவே இருக்கும். கனநீரைப் பற்றி இந்தப் பதிவில் பார்ப்போம்.

இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களும் ஒரு ஆக்சிஜன் அணுவும் கலந்த மூலக்கூறை (Molecule) நாம் நீர் (H2O) என அழைக்கிறோம். இரண்டு டியூட்டிரியம் (Deuterium) அணுக்களும் ஒரு ஆக்சிஜன் (Oxygen) அணுவும் கலந்த மூலக்கூறு கனநீர் (D2O) ஆகும். அணு உலைகளில் இந்த கனநீர் உபயோகிக்கப்படுகிறது.

ஹைட்ரஜனானது புரோட்டியம் (Protium), டியூட்ரியம் (Deuterium), ட்ரிஷியம் (Tritium) என்ற மூன்று ஐசோடோப்புக்களை உடையது. டியூட்ரியம் ஆக்சிஜனுடன் சேரும்போது அது டியூட்ரியம் ஆக்சைடாக மாறுகிறது. இதுவே கனநீர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. சாதாரண தண்ணீரின் மூலக்கூறு எடை 18 ஆகும். கனநீரின் மூலக்கூறு எடை 20 ஆகும். சாதாரண தண்ணீரை விட கனநீரின் அடர்த்தி (Density), உருகுநிலை (Freezing point) மற்றும் கொதிநிலை (Boiling point) போன்றவை சற்று அதிகமாகும்.

ஹெரால்ட் க்ளேடன் யுரே (Harold Clayton Urey) எனும் அமெரிக்க வேதியியல் நிபுணர் கி.பி.1931ம் ஆண்டில் கனநீரைக் கண்டுபிடித்தார். இதற்காக இவருக்கு கி.பி.1934 ஆண்டு நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. கி.பி.1933ம் ஆண்டில் லூயிஸ் மற்றும் டோனால்ட் ஆகிய இருவரும் மின்னாற்பகுப்பு (Electrolysis) முறையில் தண்ணீரிலிருந்து சில மில்லி லிட்டர் அளவிற்கு கனநீரைத் தயாரித்தார்கள்.

கனநீரானது சாதாரண தண்ணீரிலிருந்து மின்னாற்பகுப்பு முறையில் தயாரிக்கப்படுகிறது. சாதாரண தண்ணீரை மின்னாற்பகுப்பு முறைக்கு உட்படுத்தப்படும்போது அதிலுள்ள ஹைட்ரஜன் வாயுவாகி வெளியேறுகிறது. மீதமுள்ள நீரானது டியூட்ரியம் ஆக்சைடாக மாறுகிறது. இவ்வாறாக தொடர்ந்து சாதாரண தண்ணீரை மின்னாற்பகுப்பு முறைக்கு உட்படுத்தும்போது கனநீர் உருவாகிறது. 3,40,000 பவுண்டு அளவுள்ள தண்ணீர் மின்னாற்பகுப்பிற்கு உட்படுத்தி அதிலிருந்து 1 பவுண்டு அளவுள்ள கனநீர் தயாரிக்கப்படுகிறது.

யுரேனியம் மற்றும் புளுட்டோனியம் போன்றவை கனமான அணுக்கள். இதன் காரணமாகவே இவை அணு உலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இயற்கையில் கிடைக்கும் யுரேனியத்தைப் பயன்படுத்தி மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. யுரேனியத்தைப் பிளக்கும்போது வெளியாகும் நியூட்ரான்கள் மிகவும் சக்தி வாய்ந்தவை. மேலும், இவை வேகமாகச் செல்லும் தன்மை படைத்தவை.

எனவே, இத்தகைய நியூட்ரான்கள் ‘வேக நியூட்ரான்கள்’ என அழைக்கப்படுகின்றன. இத்தகைய நியூட்ரான்களின் வேகத்தைக் குறைக்க கனநீர் தணிப்பானாக (Moderator) பயன்படுத்தப்படுகிறது. நியூட்ரான்களின் வேகம் மிகவும் அதிகமாக இருந்தால் அவற்றை யுரேனியம் கிரகிக்காமல் விட்டுவிடும். இதனால் தொடர்வினையானது நிகழாமல் போய்விடும். எனவே, கனநீர் கொண்டு வேக நியூட்ரான்களின் வேகத்தை சற்று குறைப்பதன் மூலம் அவை மீண்டும் யுரேனியத்தால் கவரப்பட்டு தொடர்வினை நிகழ ஏதுவாகிறது.