இதிலே யுரேனியத்தை அணு உலையில் ஏற்றுதல்
யுரேனியத்தில் இருக்கும் ஐசோடோப்புகளில் யூ235 தான் அணு உலையில் பயன்படுகிறது என பார்த்தோம். இந்த யூ235 இயற்கையாக கிடைப்பது குறைவு என்பதால் அதை சுத்திகரிக்கவேண்டும். யூரேனிய சுரங்கத்தில் இருந்து வெட்டியெடுத்துவிட்டு பின்பு நூற்றுக்கணக்கான செண்ட்ரிபியூஜ்கள் கொண்டு சுத்திகரிப்பாங்க. செண்ட்ரிபியூஜ் என்பது வீட்டுல இருக்கும் வாஷிங்மெஷினில் இருக்கும் டிரையர் போன்றது. அதுக்குள்ள ஒரு பெரிய அண்டா சுத்தும், அதன் சுத்தும் வேகத்தில் எடைக்கு தகுந்தவாறு உள்ளே இருக்கும் பொருள் பிரிக்கப்படும். கயிற்றில் ஒரு கல்லைகட்டி வேகமா சுத்தி கல்லை விட்டா கல் தூர போயி விழும் இல்லையா அது தான் செண்ட்ரிபியூஜிலும் நடக்கும். இந்த சுத்திரிகரிப்பு ரொம்ப கடினம். உலகத்திலேயே சில நாடுகள் (அமெரிக்கா, ரஷ்யா, சீனா, பிரான்ஸ், கனடா, இந்தியா) போன்ற நாடுகளிடம் மட்டுமே இந்த தொழில்நுட்பம் உண்டு. இப்படி சுத்திகரித்து எடுக்கப்பட்ட யுரேனியம் உருளைகளாக வார்க்கபட்டு அணு உலையில் ஏற்றப்படும்.
இங்க எவ்வளவு யுரேனியம் தேவைப்படும் என்ற கேள்வி எழுகிறது? ஒரு அணு உலையில் எவ்வளவு யுரேனியம் இருக்கும்? மொத்தமாகவே ஏத்திடுவாங்களா இல்லை கொஞ்சம் கொஞ்சமா ஏத்துவாங்களா?
இதுக்கு பதில் சொல்ல முன்ன சொன்ன தொடர் வினை என்பது பற்றி நன்றாக புரிந்து கொள்ளவேண்டும். தொடர்வினை என்றால் என்ன? ஒரு யுரேனியம் அணு அணுப்பிளவில் மூன்று நியூட்ரான்களை தரும். இந்த மூன்று நீயூட்ரான்களும் இன்னும் மூன்று அணுக்களை தாக்கி 9 நீயூட்ரான்களை தரும். இந்த 9 நீயூட்ரான்கள் 9 அணுக்களை தாக்கி 81 நீயூட்ரான்களை தரும். இப்படியாக நடக்கும் வினையை கட்டுக்குள் வைக்கவேண்டும். ஏட்டுக்கு இது சொல்லப்பட்டால் அணுப்பிளவில் வெளியேறும் எல்லா நீயூட்ரான்களும் போய் இன்னோர் அணுவை தாக்காது. வெளியேறும் வாய்ப்புகள் அதிகம். நீயூட்ரான்கள் மின்காந்த புலத்திற்கு கட்டுப்படாததால் அவற்றை பிடித்து வைக்கமுடியாது. அப்படி வெளியேறும் நீயூட்ரான்களுக்கு பதிலாக நீயூட்ரான்களை தந்துகொண்டே இருக்கவேண்டும். ஒருவேளை எல்லா நீயூட்ரான்களும் அணுக்களை தாக்கிவிட்டால் அதிகமாக வெளிப்படும் நீயூட்ரான்களை ஏற்றுக்கொள்ளும் அமைப்பும் இருக்கவேண்டும்.
இந்தமாதிரி இருக்கும் நிலையை சமநிலைத்தனமை என சொல்லலாம். ஆங்கிலத்தில் criiticallity என சொல்வார்கள். அணு உலை கிரிட்டிகல் நிலையை அடைந்தது என செய்திகளில் கேட்டிருக்கலாம். அந்த கிரிட்டிகாலிட்டி இது தான். இதிலே மூன்று வகை.
1. குறைவான சமநிலைத்தன்மை : ஒன்றிற்கும் நீயூட்ரான் மட்டுமே அடுத்த அணுப்பிளவிற்கு ஏதுவாகிறது. இதிலே அணுபிளவு தொடர்ந்து நடைபெறாது
2. அதிக சமநிலைத்தனமை : ஒன்றிற்கு அதிகமான நீயூட்ரான்கள் அடுத்த அணுப்பிளவிற்கு ஏது. இதிலே அணுப்பிளவு தொடந்து தேவைப்படுதலை மீறி நடைபெறும். ஆனால் இது அணு குண்டு ஆகாது. ஏன் ஆகாது என கீழே விளக்குகிறேன்.
3. சமநிலைத்தன்மை. ஒரே ஒரு நீயூட்ரான் மட்டுமே அடுத்த அணுப்பிளவிற்கு தயாராக இருக்கிறது.
அடிப்படை அணு உலையில் வடிவமைப்பே குறைவான சமநிலைத்தன்மைக்கு போகுமே தவிர அதிக சமநிலைத்தன்மைக்கு போவதாக இருக்காது என்பது தான். அதிகமாக வெளிப்படும் நீயூட்ரான்களை கட்டுப்படுத்தும் அமைப்புகள் இருப்பதால் இது போவதற்கு வாய்ப்பே இல்லாமல் இருக்கும். இந்த அமைப்பை ஆங்கிலத்தில் Inherent safety என சொல்லுவார்கள். தமிழிலே அடிப்படையிலே பாதுகாப்பு உடைய அமைப்பு என சொல்லலாம். இதற்கு மாறானது engineered safety, இந்த அமைப்பிலே ஏதேனும் தவறு அல்லது விபத்து ஏற்படும் பட்சத்தில் வெளியில் இருந்து மட்டுமே அணு உலையை பாதுகாக்க இயலும். இப்போது வரும் அணு உலைகள் அடிப்படையிலேயே பாதுகாப்புடன் வருகின்றன. இதை passive nuclear safety எனவும் சொல்வார்கள்.
அணு குண்டு என்றால் எப்படி இருக்கும்? அணு குண்டில் இருக்கும் அனைத்து யுரேனியம் அணுக்களும் ஒரே நேரத்தில் அணுப்பிளவிற்கு ஈடுபடுத்தப்படும். இதுவே மிகப்பெரும் வெப்பத்தை வெளிப்படுத்தும். இப்படி ஒரு அமைப்பை கொண்டுவருவது கடினம். இந்த கணக்கை போட்டு அதை பல முறை சோதனை செய்தால் மட்டுமே சாத்தியம். இல்லாவிடில் அது அணுகுண்டாக இருக்காது வெறும் புஸ்வாணம் தான்.
இங்கே ஒரு சிறு பெயர் விளக்கம். நான் அணு உலை எனப்படும் ஆங்கிலத்தில் core எனப்படும் யுரேனியம்+நீயூட்ரான் கம்பிகளை கொண்ட அமைப்புதான். ஒட்டு மொத்த அமைப்பையே அல்ல. அது அணு மின்சார நிலையம். அதை பின்பு விளக்குகிறேன்.
அணுவில் இருந்து வெப்பத்தை எடுப்பதில் இருக்கும் சிக்கலை நன்றாக புரிந்து கொள்ளவேண்டும். அணு உலையில் சமநிலைத்தன்மை கொண்டு வருவது எப்படி கடினமோ அப்படி அணு குண்டு தயாரிப்பதும் கடினம். ஆக இந்த சிக்கலான அமைப்பிலே பல வேலைகள் செய்தே வெப்பத்தை தொடர்ந்து தயாரிக்கிறார்கள்.
அணு உலை எப்படி இருக்கும் என்பதற்கு சில படங்களை போடுகிறேன். புரியாத இடங்களை சொல்லுங்கள்.
