અણુ વિચ્છેદન શું છે

ચોક્કસ તમે જાણો છો કે energyર્જા અને વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની એક રીત પરમાણુ energyર્જાના ઉપયોગ દ્વારા કરવામાં આવે છે. પરંતુ તમને ખબર નહીં હોય કે તે ખરેખર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે. અણુ energyર્જા નિર્માણની બે પ્રક્રિયાઓ છે: અણુ વિચ્છેદન અને અણુ ફ્યુઝન.

શું તમે જાણવા માંગો છો કે અણુ વિચ્છેદન શું છે અને તે બધું સંબંધિત છે?

વિભક્ત કલ્પના

અણુ વિચ્છેદન એ એક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે જેમાં ભારે ન્યુક્લિયસ ન્યુટ્રોનથી બોમ્બથી ભરાય છે. જ્યારે આવું થાય છે, ત્યારે તે વધુ અસ્થિર બીજક બને છે અને બે મધ્યવર્તી કેન્દ્રમાં વિઘટિત થાય છે, જેનાં કદ સમાનતાના સમાન ક્રમમાં સમાન હોય છે. આ પ્રક્રિયામાં મોટી માત્રામાં energyર્જા પ્રકાશિત થાય છે અને ઘણા ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જિત થાય છે.

જ્યારે ન્યુક્લિયસના વિભાજન દ્વારા ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જિત થાય છે, ત્યારે તેઓ નજીકના અન્ય મધ્યવર્તી કેન્દ્રો સાથે સંપર્ક કરીને અન્ય વિચ્છેદનું કારણ બને છે. એકવાર ન્યુટ્રોન અન્ય વિચ્છેદનનું કારણ બને છે, તેમાંથી મુક્ત થનારા ન્યુટ્રોન હજી વધુ વિચ્છેદન પેદા કરશે. તેથી પર મોટી માત્રામાં energyર્જા ઉત્પન્ન થાય છે. આ પ્રક્રિયા થાય છે એક સેકંડના નાના ભાગમાં અને તે સાંકળ પ્રતિક્રિયા તરીકે ઓળખાય છે. ન્યુક્લી જેણે વિસર્જન કર્યું છે તે કોલસાના બ્લોકને બાળી નાખવાથી અથવા તે જ સમૂહના ડાયનામાઇટના બ્લોકને વિસ્ફોટ કરીને મેળવેલા મિલિયન કરતા વધુ ગણા ઉર્જા મુક્ત કરે છે. આ કારણોસર, અણુ energyર્જા એ એક ખૂબ જ શક્તિશાળી energyર્જા સ્ત્રોત છે અને તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ energyર્જા આવશ્યકતાઓ માટે થાય છે.

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા કરતા energyર્જાનું આ પ્રકાશન ઝડપી થાય છે.

જ્યારે ન્યુટ્રોન વિચ્છેદન થાય છે અને માત્ર એક ન્યુટ્રોન બહાર નીકળતું હોય છે જેના કારણે અનુગામી વિચ્છેદન થાય છે, ત્યારે સેકંડ દીઠ થતાં વિચ્છેદનની સંખ્યા સતત રહે છે અને પ્રતિક્રિયાઓને સારી રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે. આ તે સિદ્ધાંત છે જેના દ્વારા તેઓ કાર્ય કરે છે પરમાણુ રિએક્ટર્સ.

ફ્યુઝન અને વિચ્છેદન વચ્ચેનો તફાવત

બંને પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ છે જે અણુના માળખામાં સમાયેલી releaseર્જાને મુક્ત કરે છે. પરંતુ બંને વચ્ચે મોટા તફાવત છે. વિભક્ત વિચ્છેદન, જેમ કે ટિપ્પણી કરવામાં આવી છે, તે ન્યુટ્રોન સાથેના ટકરાણ દ્વારા, ભારે ન્યુક્લિયસને નાનામાં અલગ પાડવું છે. પરમાણુ ફ્યુઝનના કિસ્સામાં, તે વિપરીત છે. તે છે હળવા કોર મિશ્રણ એક મોટી અને ભારે બનાવવા માટે.

ઉદાહરણ તરીકે, અણુ ભંગમાં, યુરેનિયમ 235 (તે એકમાત્ર આઇસોટોપ છે જે પરમાણુ વિચ્છેદનથી પસાર થઈ શકે છે અને પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે) ન્યુટ્રોન સાથે જોડાય છે તે વધુ સ્થિર અણુ બનાવે છે જે ઝડપથી વિભાજિત થાય છે અનેએન બેરિયમ 144 અને ક્રિપ્ટન 89, વત્તા ત્રણ ન્યુટ્રોન. આ એક શક્ય પ્રતિક્રિયા છે જે યુરેનિયમ ન્યુટ્રોન સાથે જોડાય છે ત્યારે થાય છે.

આ Withપરેશન સાથે, હાલમાં મળેલા પરમાણુ રિએક્ટર અને જેનો ઉપયોગ વિદ્યુત energyર્જા અધિનિયમના નિર્માણ માટે થાય છે.

પરમાણુ ફ્યુઝન થાય તે માટે, બે હળવા ન્યુક્લીઓએ એક ભારે રચના કરવા માટે એક થવું જરૂરી છે. આ પ્રક્રિયામાં મોટી માત્રામાં energyર્જા છૂટી થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સૂર્યમાં પરમાણુ સંમિશ્રણ પ્રક્રિયાઓ સતત થઈ રહી છે જેમાં નીચલા માસવાળા પરમાણુ ભારે લોકોને રચવા માટે એક થઈ રહ્યા છે. બે હળવા ન્યુક્લીને હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરવું જોઈએ અને એકબીજાની નજીક જવું જોઈએ, અસ્તિત્વમાં રહેલા જીવડાંની ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક દળોને પહોંચી વળવું. આ માટે મોટા પ્રમાણમાં તાપમાન અને દબાણની જરૂર પડે છે. આપણા ગ્રહ પર, સૂર્યમાં અસ્તિત્વમાં રહેલું કોઈ દબાણ ન હોવાથી, ન્યુક્લિયને પ્રતિક્રિયા આપવા માટે અને આ વિકૃત શક્તિઓને દૂર કરવા માટે જરૂરી energyર્જાની આવશ્યકતા છે. તેઓ એક કણ પ્રવેગક દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે.

એક સૌથી વિશિષ્ટ પરમાણુ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા એ એક છે જેમાં હાઇડ્રોજન, ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રિટિયમના બે આઇસોટોપ્સના સંયોજનનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં હિલીયમ અણુ વત્તા ન્યુટ્રોન બનાવવામાં આવે છે. જ્યારે આવું થાય છે, ત્યારે સૂર્યમાં ઉચ્ચ ગુરુત્વાકર્ષણ દબાણ હોય છે, જેના પર હાઇડ્રોજન અણુ આધિન હોય છે અને તેમને ફ્યુઝ કરવા માટે 15 મિલિયન ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાનની જરૂર હોય છે. દરેક સેકન્ડે હિલીયમ રચવા માટે 600 મિલિયન ટન હાઇડ્રોજન ફ્યુઝ.

હાલમાં એવા કોઈ રિએક્ટર નથી જે પરમાણુ ફ્યુઝન સાથે કાર્ય કરે છે, કારણ કે આ શરતોને ફરીથી બનાવવી તે ખૂબ જટિલ છે. આઇટીઇઆર નામના પ્રાયોગિક પરમાણુ ફ્યુઝન રિએક્ટરમાં સૌથી વધુ જોવા મળી રહ્યું છે જે ફ્રાન્સમાં બનાવવામાં આવી રહ્યું છે અને તે નક્કી કરવાનો પ્રયાસ કરે છે કે આ energyર્જા ઉત્પાદન પ્રક્રિયા તકનીકી અને આર્થિક રીતે વ્યવહારીક છે કે નહીં, ચુંબકીય બંધન દ્વારા પરમાણુ સંમિશ્રણ હાથ ધરે છે.

જટિલ માસ

જટિલ સમૂહ છે ફિશઇલ સામગ્રીની ઓછામાં ઓછી માત્રા તે જરૂરી છે જેથી પરમાણુ સાંકળની પ્રતિક્રિયા જાળવી શકાય અને સતત રીતે energyર્જા ઉત્પન્ન થઈ શકે.

તેમ છતાં, બે અને ત્રણ ન્યુટ્રોન વચ્ચેના દરેક પરમાણુ વિભાજનમાં ઉત્પન્ન થાય છે, છૂટેલા બધા ન્યુટ્રોન બીજા વિઘટનની પ્રતિક્રિયા સાથે ચાલુ રાખવા માટે સક્ષમ નથી, પરંતુ તેમાંથી કેટલાક ખોવાઈ જાય છે. જો દરેક પ્રતિક્રિયા દ્વારા પ્રકાશિત આ ન્યુટ્રોન તેના કરતા વધુ દરે ખોવાઈ જાય છે વિચ્છેદ દ્વારા રચના કરવામાં સક્ષમ છે, સાંકળ પ્રતિક્રિયા ટકાઉ રહેશે નહીં અને તે બંધ થઈ જશે.

તેથી, આ નિર્ણાયક સમૂહ શારીરિક અને પરમાણુ ગુણધર્મો, ભૂમિતિ અને દરેક અણુની શુદ્ધતા જેવા ઘણા પરિબળો પર આધારિત રહેશે.

એક રિએક્ટર રાખવા માટે, જેમાં ઓછામાં ઓછું ન્યુટ્રોન છટકી જાય છે, ગોળાની ભૂમિતિની આવશ્યકતા છે, કારણ કે તેમાં ઓછામાં ઓછું શક્ય સપાટી વિસ્તાર છે જેથી ન્યુટ્રોન લિકેજ ઓછું થાય છે. જો આપણે વિચ્છેદન માટે જે સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીએ છીએ તે આપણે તેને ન્યુટ્રોન રિફ્લેક્ટરથી ઘેરીયે છીએ, તો ઘણા વધુ ન્યુટ્રોન ખોવાઈ જાય છે અને જટિલ સમૂહ જેને જરૂરી છે તે ઘટાડવામાં આવે છે. આ કાચા માલની બચત કરે છે.

સ્વયંભૂ અણુ વિચ્છેદન

જ્યારે આવું થાય છે, ત્યારે તે જરૂરી નથી કે ન્યુટ્રોનને બહારથી શોષી લેવું જોઈએ, પરંતુ યુરેનિયમ અને પ્લુટોનિયમના કેટલાક આઇસોટોપ્સમાં, વધુ અસ્થિર અણુ માળખું હોવાથી, તેઓ સ્વયંભૂ વિચ્છેદન માટે સક્ષમ છે.

આ કારણોસર, દરેક અણુ વિચ્છેદન પ્રતિક્રિયામાં ત્યાં પ્રતિ સેકંડ સંભાવના છે કે અણુ સ્વયંભૂ વિચ્છેદન માટે સક્ષમ છે, એટલે કે કોઈ પણ દખલ કર્યા વિના. દાખ્લા તરીકે, યુરોનિયમ 239 ની સરખામણીમાં પ્લુટોનિયમ 235 સ્વયંભૂ વિચ્છેદન થવાની શક્યતા છે.

આ માહિતી સાથે હું આશા રાખું છું કે શહેરોમાં વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે પરમાણુ energyર્જા કેવી રીતે બનાવવામાં આવે છે તે વિશે તમે કંઈક વધુ જાણો છો.