ആണവ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ

ഒരു അണുവിഘടനം മറ്റൊരു അണുവിന്റെ വിഘടനത്തിന് കാരണമാകുന്ന രീതിയിൽ ഈ വിഘടനപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഒരു ശ്രേണിയായി തുടരുന്നതിനെയാണ് ആണവ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ എന്നു പറയുന്നത്.

അണുവിഘടനം നടക്കുമ്പോൾ അണുകേന്ദ്രം ന്യൂട്രോണുകളെ ഉത്സർജ്ജിച്ചുകൊണ്ടാണ് രണ്ടായി പിളരുന്നത്. ഈ ന്യൂട്രോണുകൾ മറ്റു അണുകേന്ദ്രങ്ങളിൽ പതിക്കാനിടവരുകയും അങ്ങനെ അവക്ക് വിഘടനം സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അങ്ങനെ കൂടുതൽ ന്യൂട്രോണുകൾ ഉത്സർജ്ജിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ ന്യൂട്രോണുകൾ വീണ്ടും അണുകേന്ദ്രങ്ങളെ പിളരുകയും ഈ പ്രവർത്തനം ഒരു ചങ്ങലയായി തുടരുകയും ചെയ്യുന്നു.

ക്രിട്ടിക്കൽ മാസ്സ്

അണുവിഘടന ചെയിൻ റിയാക്ഷന്റെ മാതൃക.
1. യുറേനിയം 235 അണു ഒരു ന്യൂട്രോണിനെ ആഗിരണം ചെയ്ത് വിഘടനത്തിന്‌ വിധേയമായി രണ്ട് അണുക്കളായി മാറുന്നു. ഇതോടൊപ്പം മൂന്നു പുതിയ ന്യൂട്രോണുകളേയും ബന്ധനോർജ്ജവും ഉത്സർജ്ജിക്കുന്നു.
2. ഇതിലെ ഒരു ന്യൂട്രോൺ ഒരു യുറേനിയം 238 അണുവിൽ പതിക്കുകയും അത് അതിനെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു; എന്നാൽ തുടർപ്രവർത്തനങ്ങളൊന്നും നടക്കുന്നില്ല. മറ്റൊരു ന്യൂട്രോൺ അണുക്കളിലൊന്നും പതിക്കാതെ രക്ഷപ്പെട്ടു പോകുന്നു; ഇതും മറ്റു പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് ഹേതുവാകുന്നില്ല. എന്നാൽ മൂന്നാമതൊരു ന്യൂട്രോൺ മറ്റൊരു യുറേനിയം 235 അണുവിൽ പതിക്കുകയും അതിനെ വിഘടിപ്പിച്ച് ഊർജ്ജത്തോടൊപ്പം രണ്ടു ന്യൂട്രോണുകളെ സ്വതന്ത്രമാക്കുന്നു.
3. സ്വതന്ത്രമാക്കപ്പെട്ട രണ്ടു ന്യൂട്രോണുകളും രണ്ടു യുറേനിയം അണുക്കളുമായി കൂട്ടിയിടിച്ച് അവയെ വിഘടിപ്പിച്ച് രണ്ടോ മൂന്നോ ന്യൂട്രോണുകളെ വീതം സ്വതന്ത്രമാക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ ഈ ന്യൂട്രോണുകൾ ചെയിൻ റിയാക്ഷനെ നിലനിർത്തുന്നു.

ക്രിട്ടിക്കൽ മാസ്സ് എന്നു പറയുന്ന ഒരു നിശ്ചിത പിണ്ഡം പ്ലൂട്ടോണിയമോ യുറേനിയമോ ഉണ്ടായിരുന്നാൽ മാത്രമേ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ നടക്കുകയുള്ളൂ. ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ നിലനിൽക്കാനാവശ്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ അളവ് ദ്രവ്യത്തെയാണ് ക്രിട്ടിക്കൽ മാസ്സ് എന്നതു കൊണ്ടുദ്ദേശിക്കുന്നത്.

യുറേനിയത്തിന്റെ പിണ്ഡം ഈ നിശ്ചിത പിണ്ഡത്തിൽ കുറവാണെങ്കിൽ വിഘടനം തുടങ്ങുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന ന്യൂട്രോണുകൾ അതിൽ നിന്നു രക്ഷപ്പെടുകയും ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ നിലക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ചരിത്രം

1913-ൽ ജർമ്മൻ രസതന്ത്രജ്ഞനായ മാക്സ് ബോഡെൻസ്റ്റീൻ ആദ്യമായി കെമിക്കൽ-ന്യൂക്ലിയർ-ചെയിൻ-റിയാക്ഷൻ മുന്നോട്ടുവച്ചു. ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ റിയാക്ഷനുകൾ മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്നതിനു മുമ്പ് വളരെ നന്നായി മനസ്സിലാക്കിയിരുന്നു. ^[1] രാസസ്ഫോടനങ്ങളിൽ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കെമിക്കൽ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ ഉത്തരവാദിയാണെന്ന് മനസ്സിലാക്കിയിരുന്നു.

1933 സെപ്തംബർ 12 ന് ഹങ്കേറിയൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ലിയോ സ്വിലാർഡ് (Leo Szilard) ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ റിയാക്ഷനെക്കുറിച്ച് അദ്ദേഹത്തിൻറെ ഊഹങ്ങളും നിഗമനങ്ങളും ആദ്യമായി റിപ്പോർട്ടുചെയ്തിരുന്നു. ^[2]ഒരു രാസത്വരകം ഉപയോഗിച്ച് ലിഥിയം -7 ലെ പ്രോട്ടോണുകളെ വേർതിരിച്ച് ആൽഫ കണങ്ങളാക്കാമെന്നതിൻ്റെ പരീക്ഷണം ആ പ്രഭാതത്തിലെ ഒരു ലണ്ടൻ പേപ്പറിൽ സ്വിലാർഡ് വായിക്കാനിടയായി.

അവലംബം

• ഡോർലിങ് കിൻഡർസ്ലെയ് - കൺസൈസ് എൻസൈക്ലോപീഡിയ സയൻസ് - ലേഖകൻ: നീൽ ആർഡ്‌ലി

കൂടുതൽ അറിവിന്‌

• അണുകേന്ദ്രഭൗതികം
• അണുവിഘടനം

1. See this 1956 Nobel lecture for history of the chain reaction in chemistry
2. Jogalekar, Ashutosh. "Leo Szil rd, a traffic light and a slice of nuclear history". Scientific American. Retrieved 4 January 2016.