அணுவிலிருந்து மின்சாரம் எவ்வாறு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது?

நமது அன்றாட வாழ்க்கைக்கு மிகவும் தேவையானது மின்சாரம். தற்காலத்தில் நாம் உபயோகிக்கும் பல பொருட்கள் மின்சாரத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டே இயங்குகின்றன. உலகமெங்கும் மின்சாரம் பல வழிகளில் தயாரிக்கப்படுகிறது. இந்த பதிவில் அணுசக்தியிலிருந்து மின்சாரம் எப்படித் தயாரிக்கப்படுகிறது என்பதைப் பற்றி அறிந்து கொள்ளுவோம்.

மின் உற்பத்தி செய்யப்படும் நிலையங்களில் நிறுவப்பட்டுள்ள டர்பைனை (Turbine) ஒரு ஆற்றலைக் கொண்டு சுழல வைப்பதன் மூலம் ஜெனரேட்டரானது இயக்கப்பட்டு மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இத்தகைய டர்பைனைத் தொடர்ந்து சுழல வைப்பதற்காக பலவகையான ஆற்றல்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

காற்றாலைகளில் காற்று சக்தியைக் கொண்டு டர்பைனைத் தொடர்ந்து சுழல வைத்து ஜெனரேட்டரானது இயக்கப்பட்டு மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. அனல் மின் நிலையங்களில் நிலக்கரியை எரித்து அதனால் ஏற்படும் வெப்ப ஆற்றலைக் கொண்டு டர்பைன் இயக்கப்பட்டு மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. நீர் மின்சார முறையில் வேகமாகப் பாயும் நீரின் ஆற்றலைக் கொண்டு டர்பைன் சுழற்றப்பட்டு ஜெனரேட்டர் இயக்கப்பட்டு மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

அணுமின் நிலையங்களில் யுரேனியம் அணுக்களை பிளக்கச்செய்து அதிலிருந்து கிடைக்கும் வெப்ப ஆற்றலைக் கொண்டு மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இனி அணுமின் நிலையங்களில் எவ்வாறு மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது என்பதைப் பற்றி விரிவாகப் பார்ப்போம்.

அணுசக்தியிலிருந்து மின்சாரம்:

யுரேனியம் மற்றும் புளுட்டோனியம் போன்றவை கனமான அணுக்களாகும். இத்தகைய அணுக்களை நியூட்ரான்களைக் கொண்டு தாக்கும்போது அவை சிறு அணுக்களாக பிளவுபடுகின்றன. இத்தகைய நிகழ்ச்சியானது அணுப்பிளவு (Nuclear Fission) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த செயலின் விளைவாக வெப்ப ஆற்றல் தோன்றும். இந்த வெப்ப ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி நீராவியினை உற்பத்தி செய்து டர்பைனை சுழலச் செய்வார்கள். டர்பைன்கள் சுழலும் போது மிகப்பெரிய ஜெனரேட்டரானது இயங்கி மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இந்த முறையில்தான் அணுவைப் பயன்படுத்தி மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

தொடர்வினை செயல்பாடு (Chain Reaction):

அணுவிலிருந்து அணுஉலையின் மூலம் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படும் நிகழ்ச்சியில் பல விஷயங்கள அடங்கியுள்ளன. அதில்

ஒன்று தொடர்வினையாகும். அணுஉலையில் யுரேனியம் 235 எரிபொருளாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. அணுஉலைக்குள் வைக்கப்படும் யுரேனியம் அணுவை நியுட்ரானைக் கொண்டு தாக்கும் போது அது அணுவின் கருவைத் தாக்கி பிளந்து இரண்டாக்கும். இதன்மூலம் இரண்டு நியூட்ரான்கள் வெளியாகும். இந்த நியூட்ரான்களின் வேகமானது தணிப்பான் (Moderator) மூலம் குறைக்கப்படும். நியூட்ரான்கள் மீண்டும் யுரேனிய அணுக்கருக்களைத் தாக்கிப் பிளக்கும். இப்போது நான்கு நியூட்ரான்கள் வெளியாகி நான்கு யுரேனிய அணுக்கருக்களைத் தாக்கிப் பிளக்கும். இந்த நிகழ்ச்சியின் விளைவாக எட்டு நியூட்ரான்கள் தோன்றும். இந்த நிகழ்ச்சி தொடர்ந்து நடக்கும்போது நியூட்ரான்கள் அதிக அளவில் படிப்படியாகத் தோன்றி கோடிக்கணக்கில் பெருகி ஒரே சமயத்தில் இலட்சக்கணக்கான அணுக்கருக்களைப் பிளந்து நொடிப்பொழுதில் பெரும் சக்தியை தோற்றுவிக்கும்.

நியூட்ரான்களைக் கொண்டு கனமான அணுக்களைத் தாக்கினால் அவை பிளவுபட்டுச் சிதறும் என்றும் இவ்வாறு சிதறும் அணுக்களோடு நியூட்ரான்களும் வெளிப்படுகின்றன என்றும் நாம் அறிந்து கொண்டோம். இவ்வாறு தொடர்ந்து பிளவுபடும் போது மேலும் வெப்பமும் நியூட்ரான்களும் வெளியாகின்றன. இத்தகைய வினையானது தொடர்ந்து நடைபெற்று வெப்ப ஆற்றலானது தொடர்ந்து கிடைத்துக் கொண்டே இருக்கும். இந்த நிகழ்ச்சியானது “தொடர்வினை” (Chain Reaction) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த தொடர்வினை ஒரு கட்டுக்குள் தொடர்ந்து நடைபெற்றுக் கொண்டிருந்தால்தான் தொடர்ந்து மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய இயலும். தொடர்வினையானது சரியான முறையில் கட்டுப்பாட்டுக்குள் நடைபெற காட்மியம் மற்றும் போரான் ஆகிய தனிமங்களால் ஆன கட்டுப்பாட்டு உருளை (Control Rod) பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த கட்டுப்பாட்டு உருளையானது அணுப்பிளவின் போது வெளியாகும் அதிகமான நியூட்ரான்களை தன்னுள் வாங்கிக் கொண்டு செயல்படுகின்றன. இதன் காரணமாக குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்கள் தொடர்ந்து தொடர்வினையை நிகழ்த்துகின்றன.

உலகில் முதன்முதலில் அணுஉலை:

உலகில் முதன்முதலில் அணுஉலையினை அமைத்துக் காட்டியவர் அமெரிக்காவைச் சேர்ந்த சர் என்ரிகோ ஃபெர்மி (Sir Enrico Fermi) என்பவராவார். வேக நியூட்ரான்களை பாராஃபின் அல்லது தண்ணீர் வழியாக செலுத்தி அதன் வேகத்தைக் குறைத்தால் அணுக்கள் அவற்றை மிகச் சுலபமாக ஈர்த்துக் கொள்ளுகின்றன என்ற உண்மையை பெர்மி கண்டுபிடித்தார். இந்த கண்டுபிடிப்பே அணுஉலைகளை உருவாக்குவதில் முக்கிய பங்கு வகித்தது எனலாம்.

தொடர்ந்து பல ஆராய்ச்சிகளை மேற்கொண்ட பெர்மி, கி.பி.1942 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்காவில் சிகாகோ பல்கலைகழக கால்பந்தாட்ட மைதானத்தில் ஒரு சிறிய சோதனை அணுஉலையை அமைத்தார். இச்சோதனையில் பெர்மி செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியத்தைப் பயன்படுத்தினார். வேக நியூட்ரான்களைக் கட்டுப்படுத்த கிராபைட் துண்டுகளை உபயோகித்தார். கதிர்வீச்சைக் கட்டுப்படுத்த அணு உலையினுள் காட்மியம் கம்பிகளை வைத்தார். அணுக்கருவைப் பிளந்து ஆற்றலை உண்டாக்கிக் காட்டினார் ஃபெர்மி. இதுவே உலகின் முதல் அணுஉலையாகும்.